地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》是天津三建建築工程有限公司、山西省第五建築工程公司完成的建築類施工工法，完成人是宋紅智、陳寶來、齊悅、張志利、劉志軍、王倫康。該工法適用於軟土高水位地區大直徑灌注樁樁頂埋入鋼管柱的安裝施工與鋼格構柱埋入鋼筋混凝土灌注樁樁頂的安裝施工。

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》主要的工法特點是：簡便實用，降低了施工成本；定位準確，直觀，可測量，可確保鋼管柱的定位安裝質量，保證設計要求的垂直度和鋼管底定位精度的要求。

2011年9月，《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法
• 工法編號：GJEJGF063-2010
• 完成單位：天津三建建築工程有限公司、山西省第五建築工程公司
• 主要完成人：宋紅智、陳寶來、齊悅、張志利、劉志軍、王倫康
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

天津站地下交通樞紐工程是普通鐵路、京津高鐵、捷運2、9號線的換乘站，天津三建公司承建該工程的一標段，一標段長264米，寬73~10米，地下一層層高7米，地下二層層高6.5米，地下三層層高6.7米，採用逆作法施工。由於地下各層均有捷運通過的動荷載，負一層頂板上覆土2米厚，工程南端地上還有京津城際站房的局部基礎，所以採用Φ1000米的鋼管混凝土柱作為地下三層各層板、梁的結構柱。

鋼管柱下端埋入鋼筋混凝土灌注樁2.5米，柱底偏差要求小於5毫米。鋼筋混凝土灌注樁澆灌混凝土後需將鋼柱吊入樁孔定位安裝，在地下27米深處準確定位安裝鋼管柱難度很大。通過技術攻關，天津三建建築工程有限公司、山西省第五建築工程公司確定使用鋼管柱底式楔形引導式定位器的方法，使鋼管柱柱底精確定位。該方法經過了市建委專家反覆論證，實施後收到了效果。最終形成了《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》。

工法特點

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的工法特點是：

1、從地面到27米深度內直徑2.2米的樁孔採用了鋼護筒護壁，鋼護筒埋入灌注樁頭2.5米，解決了高水位軟土地基條件下大直徑樁孔塌方、有水無法進人操作的困難。

2、灌注樁澆築完畢後，要將護筒內泥漿、沉渣、樁頭超灌部分清除乾淨，以便人工進入護筒內安裝定位器，護筒內泥漿、沉渣、樁頭超灌部分最多達50立方米，清除工作難度大，為此發明製作了垂直吊運機，卡在鋼護筒邊上吊運出樁孔內的清除物，簡便實用，降低了施工成本。

3、由人工進入護筒內，在樁頭上測定鋼管柱中點位置，安裝定位器，定位器下半部如埋件，找準位置後可用灌漿料固定在樁頭上，定位器上半部是楔形十字鋼板，上小下大吊入鋼管柱套在定位器的楔形引導板上，自動滑落到準確位置實現鋼管柱的準確定位安裝。

4、與盲插法相比較，鋼管柱（或格構柱）埋入灌注樁的傳統做法一般是盲插法，灌注樁澆灌後，將鋼管吊入樁孔，插入灌注樁混凝土內，傳統做法的定位精度很難達到到設計要求。該工法與傳統做法相比定位準確，直觀，可測量，可確保鋼管柱的定位安裝質量，保證設計要求的垂直度和鋼管底定位精度的要求。

操作原理

適用範圍

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》

1、該工法適用於軟土高水位地區大直徑灌注樁樁頂埋入鋼管柱的安裝施工。

2、也可適用於鋼格構柱埋入鋼筋混凝土灌注樁樁頂的安裝施工。鋼格構柱的定位需改變柱底鋼板和定位器的做法，以防止格構柱定位發生的扭轉偏差。

工藝原理

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的工藝原理敘述如下：

大直徑樁孔採用鋼護筒護壁，在-27米樁頂安裝楔形引導式定位，定位器用型鋼和鋼板製作，鋼管柱底焊有鋼板圓環，當吊放鋼管時，鋼管柱底圓環觸到定位器的引導板後鋼管柱沿坡型引導板板滑動下落到準確位置。

施工工藝

• 工藝流程

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的施工工藝流程見下圖。

施工工藝流程圖

操作要點

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的操作要點如下：

一、鋼護筒的選用、設計、製作和吊裝

1.鋼護筒的選用：由於地下水位高（一般在地表下0.5~1.5米）無法帶水作業，加上施工安全維護的要求，大直徑樁孔採用鋼護筒擋水及護壁。

2.鋼護筒的設計：鋼護筒根據實際情況，上端高出地面0.7米為宜，下端與鋼筋混凝土灌注樁搭接2.5米，以保證不滲水，鋼護筒的直徑小於灌注樁樁徑0.06米為宜。壁厚10毫米，內加環形肋板，以保證在土壓力下不變形。該工法選用22毫米厚40寬的環形肋板。

3.鋼護筒的製作：由於鋼護筒長28米，分為底節和上節兩節製作，底節與鋼筋籠焊接一起吊裝，一般長7~7.5米，待鋼筋籠和底節護筒吊裝入孔後再焊上節護筒。鋼護筒的製作方法及質量要求參照該工法鋼管柱的製作方法和質量要求執行。鋼護筒製作見下圖1，不等截面護筒見下圖2，用於小直徑的鋼管柱。底節護筒和上節護筒的上口對稱焊接兩個吊環，吊環使用Q235（不得選用經過冷拉的鋼材），吊環的直徑和焊縫根據吊裝的重量計算確定。

4.吊裝：先吊裝底節鋼護筒和灌注樁鋼筋籠入孔，起吊情況見下圖1吊裝入孔後臨時固定。摘取吊鉤吊裝上節護筒與底節護筒對接，對接後將上下節護筒焊接牢固且不得透水。臨時固定與孔口焊接見下圖2。當焊接完成後，用相應噸位的起重機吊裝護筒和鋼筋籠。起吊後，撤除底節護筒臨時固定件，緩緩入孔至設計標高固定。鋼護筒吊裝就位情況見下圖3按灌注樁施工的要求檢查合格後，澆灌灌注樁內的混凝土。

二、護筒內泥漿、沉渣的清除及剔樁頭

1.護筒內泥漿、沉渣的清除

由於樁的直徑過大，樁孔過深，樁孔內的泥漿狀況也與常規灌注樁的情況發生了變化，天津站工程現場的實際情況是，泥漿液面高度與自然地坪等高，由此向下10~15米深度內為液態泥漿，再向下至-25米範圍的泥漿已經沉澱為固化。樁孔內需要清除的還有樁頭上的固化的浮漿，最後是需要剔鑿的超灌樁頭。由於灌注樁樁徑大，達2米和2.2米，樁深達80米，該工程通過試驗，泥漿相對密度要達到1.4~1.5噸/立方米，黏度控制到40~50秒才能達到有效的護壁作用。由於泥漿相對密度和黏度的增大，也增大了孔內泥漿抽排和清掏的難度。樁孔內泥漿面與施工時的地平相平，由此向下10~15米範圍為液態泥漿，再向下到-25米以下的泥漿已沉澱固化。泥漿及固化土體大致的情況見下圖。

護筒內泥漿分層剖面圖

灌注樁的混凝土澆灌完成後，應及時抽排泥漿，因為時間越長，樁孔內沉固的越多，可抽排的泥漿越少。相應增加了人工清掏泥漿的工作量。由於普通泥漿泵揚程不超過10米且吸不動較濃稠的泥漿，應採用大功率泥漿泵，該工法採用了高80厘米，寬40厘米，重1噸，揚程20米的進口泥漿泵。經過使用，該泵能有效地抽排10~15米深處，甚至半固化的泥漿。筒內沉澱固化的泥漿先用旋挖機挖出一部分，其餘部分由人工使用短把鐵掀挖除。

2.剔樁頭

設計要求樁頭超灌1.5米高，為了杜絕“短樁”造成的質量隱患，使用測錘和計算樁混凝土用量相結合的方法，控制超灌量在3~5米之間。對超灌部分的混凝土需進行鑿除。鑿除樁頭混凝土分為粗鑿和細鑿兩步施工，第一步用風鎬、大錘和鋼鏟釺，剔鑿至設計標高以上50毫米時，用小錘，鋒利扁鑿精細剔鑿到設計標高。設計標高以護筒內彈設的水平線控制。

3.護筒內土方及碎混凝土的清除

除抽排泥漿和旋挖鑽機挖出沉渣外，人工挖土（泥）和剔除樁頭的碎混凝土塊需運出護筒。按現有工藝使用8噸汽車吊，由於多台吊作業時的互相影響且吊車荷載對大直徑樁孔的護壁有不利影響及高額的租賃費用，該工法專門研製了孔內雜物垂直吊運裝置，見下圖。

護筒內雜物垂直運輸裝置

垂直吊運機主要組成構件有：（1）架體；（2）提升機；（3）旋轉系統；（4）轉向把手；（5）滑輪系統；（6）裝置固定系統；（7）安全限位器；（8）鉤頭；（9）鋼絲繩；（10）控制開關。該裝置提升能力0.5噸，固定在護筒筒壁上，不占地，對地面無擾動。有安全限位裝置，重量輕，裝、拆、移位方便，不耗油，用電少，旋轉時人工操作不耗電與使用汽車吊對比：節省了租賃費用，不耗油，用電省，符合節能，減碳，減排和環保的要求。由於該裝置成本低，可製作多台裝置同時施工，加快了施工進度。使用垂直吊運機的操作工藝流程見下圖。

施工順序流程

三、鋼管柱製作定位安裝

設計採用中1000毫米鋼管混凝土柱做為地下三層梁、板及上部全部荷載的豎向支撐。在柱外進行防火塗料和裝飾面層的施工後，外形美觀大方且有可觀賞性。鋼管柱抗震性能好、強度高、施工簡便。

1.鋼管柱的加工製作

（1）該工程鋼管的加工按加工工藝標準的要求，由有資質的加工單位進行加工。鋼護筒為臨時使用，加工的質量要求參照永久鋼管柱的標準。因使用情況，臨時鋼管柱不得有漏水處。選用的鋼材要符合《鋼結構設計規範》GB 50017-2003的有關規定。鋼管可採用螺旋形焊縫或採用無縫鋼管。焊縫採用對接並與母材等強。卷制鋼管時，卷管的方向應與鋼板壓延的方向一致。卷制鋼管前，應根據要求將板端開好坡口。為適應鋼管拼接軸線的要求，鋼管坡口應與管軸線嚴格垂直。鋼管內不得有油漬等污垢，以保證鋼管內壁與核心混凝土緊密粘結。鋼管的焊縫質量應滿足《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001二級質量標準的要求。

（2）定位器的製作使用Q235鋼材，製作詳圖見下圖1。其他附屬檔案有筒內上、下人的爬梯，筒內安全防護罩和提物筒，筒內安全設施見下圖2、防護罩製作見下圖3、提物筒製作見下圖4。

2.定位器的安裝

（1）準備：穩定位器前，清除剔鑿的混凝土碎塊和粉末，用清水反覆清刷樁頭面層和護筒內壁，護筒內壁清洗高度2.5~2.6米（鋼管柱埋入灌注樁範圍由鋼管柱底向上測量）

（2）安裝：定位器頂有鋼管中心標點，護筒內壁有標高控制線。按工程控制網用全站儀放出鋼管柱中心，在護筒上做出四點標記，掛十字線，從十字線交點掛線墜，用全站儀複測，中心點誤差不大於2毫米。定位器按護筒壁標高線確定標高，定位器中心點與線墜尖點對準，用連線鋼板將定位器與護筒焊接固定。定位器底用楔形鋼板墊找平至符合標高要求，每點墊板不宜超過兩層。焊接固定後，檢查標高及位置符合要求，用CGM灌漿料灌滿定位器底工字鋼與樁頭間的空隙（埋設定位器對中圖見下圖）。

埋設定位器對中圖

3.鋼管柱吊裝就位

（1）吊放鋼管柱

吊放鋼管柱前，拆出爬梯、護罩、照明及清出所有工具和物品。鋼管柱底接近定位器時要慢慢下放至底。測定鋼管柱上標口高，確認鋼管柱底圓環已落實在定位器的工字鋼上，如果沒落實略起吊鋼管柱再次下放至落實。在不脫鉤的情況下，用兩個微調校準器呈90度置於鋼管柱頂部加強環上，對照十字定位線調整鋼管柱頂位置，待位置調準後，用短鋼筋將鋼管柱頂與護筒焊接連牢，摘去吊具（鋼管柱上端校準固定見下圖1，鋼管柱吊裝入孔情況見見下圖2、見下圖3，鋼筋柱入孔固定後的情況見下圖4）在不脫鉤的情況下，用兩個微調校準器呈90度置於鋼管柱頂部加強環上，對照十字定位線調整鋼管柱頂位置，待位置調準後，用短鋼筋將鋼管柱頂與護筒焊接連牢，摘去吊具。最後澆築部分混凝土將鋼管柱下端固定。

四、鋼管柱C50混凝土澆築施工

1.C50自密實混凝土澆築質量試驗

在現場，以同實際施工的工況，在直徑1000毫米、長3000毫米的鋼管內澆灌混凝土作為試件，對柱內混凝土進行溫度測試，超音波檢測，柱內混凝土結構均勻密實。對試件解剖，檢查管內混凝土的質量和混凝土與管壁的粘結情況，粘結情況好。

2.管內澆灌混凝土施工

（1）導管半高拋澆灌管內混凝土：用8噸汽車吊將導管架吊到鋼護筒上口調正穩固，居中放置，然後接導管。導管直徑20厘米，每節2米或3米，導管接至距樁頂2.5~3.0米。處，通過漏斗，導管灌注鋼管內混凝土在澆灌混凝土時，隨時提升、拆管，避免導管埋在混凝土中，以保證半高拋混凝土的密實度。

（2）樁孔直徑2~2.2米，鋼管柱直徑1米，設計要求鋼管柱與鋼護筒之間、樁頂上返2.5米範圍內澆築C50混凝土進行埋深固定，從而保證鋼管柱不會左右搖擺，在樁頂上生根。鋼管柱的直徑為1米，在鋼管柱負三層節點法蘭盤的位置上，周圈外探出30厘米法蘭盤作為結構支撐，這樣鋼管柱的最大直徑變為1.6米。如直徑為2米的樁鋼筋保護層為每側5厘米，加上圓32鋼筋和直徑5厘米的聲測管，導致井下鋼筋內側直徑只剩下1.8米，這樣鋼管柱下到井底致使鋼管柱與樁主筋之間的每側最小間隙只有10厘米，導管無法從鋼管柱與鋼護筒之間穿過，只能通過鋼管柱與樁頂間15厘米的縫隙（定位器的高度為15厘米），由鋼管柱內部通過5厘米的縫隙向外部返混凝土。為了防止高拋混凝土沒有足夠的推力將混凝土頂至2.5米高，在吊裝鋼管柱之前在距鋼管柱底部2米位置處切割10厘米×20厘米洞口3個（每個間距1米），並且控制C50混凝土坍落度不小於20厘米，這樣就可以保證外返混凝土順利達到2.5米的埋深高度。

鋼管柱混凝土分兩步澆築。第一步澆築9立方米混凝土，直接澆築到鋼管柱在灌注樁內埋深標高處，配製的C50混凝土需要10~12小時初凝，為了更好的控制標高，防止超灌過多增加下步施工剔鑿量；第二步混凝土間隔時間控制在8小時左右，底層混凝土無流動性且在初凝前澆築，導管距離混凝土澆築液面間距小於1.5米，混凝土坍落度控制在18厘米，並且在澆築混凝土過程中隨時使用測繩對鋼管柱外側超灌混凝土標高進行測量。

3.管內混凝土質量的檢驗，管內混凝土用超音波檢驗，普驗用小錘輕敲檢驗。檢驗不密實時在缺陷處鑽孔注漿進行補強，補強後，將鑽孔補焊封閉、磨平。

4.在鋼管柱和護筒之間回填石屑，石屑邊回填邊搗實，回填到略高於地面。

材料設備

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》只列出鋼管柱精確定位施工及清掏護筒內泥漿，剔樁頭等雜物使用的部分儀器、工具和設備，見下表。

材料與設備表

序號	名稱	規格	單位	數量	備註
1	全站儀	2"2+2pp米	套	1	/
2	J2電子經緯儀	2"	台	2	/
3	對講機	l千米	對	4	/
4	計算機	台式	台	1	資料庫管理，軟體平台
5	計算機	本式	台	2	現場施工測量計算
6	自製垂直運輸裝置	0.5噸	套	1	每根柱用
7	上人吊籠	2~3人	個	1	應急搶險用
8	物料提升籠	/	個	2	/
9	斜流風機	風量500立方米/小時	台	1	每根柱用
10	防毒面具	/	套	2	每根柱用
11	氧氣袋	/	個	2	每根柱用
12	攝像監控器	/	套	1	每根柱用
13	安全爬梯	/	套	1	每根柱用
14	防噪耳塞	/	套	2	每根柱用
15	安全帶、保險繩	/	套	2	每根柱用
16	空氣檢測儀	/	台	1	/
17	測錘	/	套	1	/
18	線墜	/	個	1	/
19	汽車吊	8噸	輛	2	/
20	泥漿泵	大功率	台	1	波蘭產

質量控制

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的質量控制要求如下：

1、質量控制按下表有關規範、標準執行。

相關規範、標準

鋼管混凝土結構設計與施工規程	CECS 28:90
混凝土質量控制標準	GB 50164-92
鋼結構工程施工質量驗收規範	GB 50205-2002
鋼筋焊接及驗收規程	JGJ 18-2003
建築鋼結構焊接技術規程	JGJ 81-2002
龍門架及井架物料提升機安全技術規程	JGJ 88-2010
建築基樁技術規範	JGJ 94-2008
超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程	CECS 02:2005
超聲法檢測混凝土缺陷技術規程	CECS 21:2000

2、要保證鋼管柱的定位準準確，首先要保證灌注樁的定位準確，灌注樁鑽孔前在樁孔位置設定了定位平台。根據已測定的樁點用十字線法將樁位外引，安放定位平台，並操作絲槓調節水平，重新拉十字線使定位平台中心與樁中心重合，複測，合格後鎖定定位平台。

3、安裝護筒以後將十字線引測到護筒四壁上，做好標記。

4、安裝鋼管柱時在護筒上十字線，從中點下垂線墜到樁頭，將鋼管柱中心引測到樁頭上和護筒壁上做好標記。

5、護筒安裝要求垂直偏差<1%。平面高於地面20厘米，底部進入原始土≥20厘米。

6、C50自密實混凝土的原材料應滿足下列要求：P.04水泥，要求外加劑與水泥和礦物摻合料的適應性良好。石子要求雙級配，最大粒徑≤25毫米、針片狀顆粒≤10%、含泥量≤1%、不含泥塊。砂含泥量≤1.5%、泥塊含量≤0.5%，細度模量不宜小於2.5。

7、開盤前需要測定砂石含水率、砂子含石量，根據測試結果提出生產配合比。當遇雨天或疑有不準時，應增加含水率檢測次數。混凝土的攪拌時間適當延長，每盤不少於30秒。

8、拌制混凝土時，須取樣測定工作性並留置試塊，頻度為每拌制100米混凝土（或不足100立方米時）至少取樣1次，每次至少留置1組試塊測定28天標養強度，要求出廠混凝土工作性滿足坍落擴展度（600±50）毫米。

9、混凝土運輸車在接料前，須將罐內清理乾淨。嚴禁司機中途加水。

10、C50自密實混凝土的澆築施工措施

（1）施工單位需提前通知混凝土送到現場的時間及數量，有周密的計畫安排，以確保混凝土到現場後準時澆注。管內不能遺留雜物，將水儘量排乾。混凝土運抵現場，經攪拌運輸車高速運轉30秒後再出料。

（2）檢測每車混凝土的工作性，要求運抵現場的混凝土坍落擴展度≥550毫米，混凝土不離析、不泌水。若出現混凝土工作性不足的情況，需在技術人員配合下採用後加外加劑的辦法解決，嚴禁隨意加水。若混凝土出現離析、泌水現象必須退回。

（3）混凝土運抵現場後宜在一個半小時內澆築完畢。如需要使用泵送設備，需用砂漿潤滑泵送管道，砂漿不能泵入鋼管內。

安全措施

採用《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1、有健全的安全管理組織體系和嚴格的管理制度、有嚴密的安全施工的操作程式，嚴格按程式施工。

2、在井口設有不低於1.2米的護欄桿，井內有安全爬梯、安全防護罩（見下圖）。

爬梯及保護翻板示意圖

3、井內操作面有攝像頭連線地面監視器，不間斷地觀察井內施工人員的狀況。上、下連繫使用對講機。

4、井內作業人員備有防毒面具、氧氣枕、防噪聲耳塞、戴安全帽、安全帶、穿防滑鞋。安全帶系有安全繩，安全繩系牢在孔口，施工人員上、下爬梯時，由安全監護人隨時調整安全繩的懸掛長度。在井內施工時不得摘下安全帶，以備井上人員在急救時使用。

5、使用自製的垂直運輸裝置要安裝牢固並檢驗電氣、機械均安全合格方可使用。使用垂直運輸裝置上、下運送材料和工具，嚴禁向下拋扔材料或工具。

6、井內照明使用安全燈變壓器，專用防爆燈，12伏電壓供電井內供電電纜架空與鋼護筒絕緣固定。井內用電設備要求一機一閘一漏一箱並做好保護接零。

7、施工作業時，井上有專用車隨時待命有專業醫護人員，配合各種援救和急救設備、材料。發現異常情況隨時組織救援。

8、為了預防有害氣體中毒和井內缺氧對人的傷害，作業前，使用空氣檢測儀檢測井內空氣品質，用裝有小鳥的鳥籠放到井底5分鐘以上時間，當小鳥無異常反應時再下井作業。在作業時，用風機不斷地向井內送入新鮮空氣，置換井內的空氣。

9、有專人經常檢查各種機械設備及鋼護筒的安全狀態，隱患不除不得下井作業。

10、井下作業人員需提前檢查身體，患有高血壓、心臟病、感冒發燒或有其他身體不適狀態及年齡超過50周歲的不準下井作業。

11、所有下井施工作業人員必須經過培訓，專業技能、安全知識考試合格方可下井作業。下井作業前，有專業工長向施工人員進行書面安全和技術交底並向項目部進行申報，申報內容有下井時間、作業時間、施工人員姓名，由項目部專職管理人員對下井人員身體狀況進行驗查，安全設施齊全有效後方可下井作業。下井作業為兩人，井下作業時間不得超過2小時，新的作業人員替換施工，上井人員及時由醫護人員檢查身體狀況。

12、在井下，嚴禁吸菸和動用明火。電焊施工前，進行井內空氣檢驗，符合大氣空氣品質並加強送風方可電焊施工。

環保措施

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的環保措施如下：

鋼管柱和護筒的間隙需回填石屑，為了防止回填時的揚塵污染，並考慮石屑的再利用，回填石屑時採取噴淋措施。逆作地下結構時，鋼管柱與混凝土結構梁板連線前需去掉護筒。切割護筒時，護筒內的土石屑可回收再利用，也可用於下一層梁板地模土體的加固。泥漿清運採用封閉的運輸車輛，運輸車輛出場在門口沖洗乾淨，嚴禁攜帶泥水污染馬路。

效益分析

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的效益分析如下：

1、鋼管柱定位：通過工程實踐，採用管底引導式定位的施工方法，能使鋼管柱柱底精確定位，滿足了設計要求不大於5毫米的標準。取得質量效益。

2、鋼管柱採用C50自密實混凝土，解決了超深鋼管內混凝土澆築一次成型問題。通過現場模擬澆灌鋼管內混凝土的試驗，解剖試件，確定最佳混凝土配合比，使用導管輸入法澆築的施工方法，做到了鋼管內混凝土密實，混凝土與鋼管的結合好，符合質量要求。

3、設計製作了垂直物料提升機，獲得國家專利授權，比使用汽車吊降低了施工成本，節約費用109.05萬元。

具體分析如下：該工程樁孔內共有205根鋼管柱，在安裝鋼管柱前需清掏護筒內淤泥和剔鑿的混凝土，每根樁孔內泥漿及沉渣146立方米，按原方法使用8噸汽車吊清掏護筒內淤泥和剔鑿的混凝土，每根鋼管柱平均10個台班，使用汽車吊車的費用205×10×600元/台班=123萬元。使用自製的裝置研發設計費3000元，每台製作費用為1000元，每台班電費10元，總計做了40套垂直運輸裝置，該工程使用完還可周轉使用，垂直運輸裝置使用費用按40%攤銷，自製裝置的費用合計：3000元+1000元×40台×40%+10元×205×10=3000元+16000元+20500=3.95萬元。考慮使用汽車吊也得放專人倒土，操作裝置和倒土同一個人操作，因此考慮操作垂直運輸裝置人工費10萬元。計節約費用：123萬元-3.95萬元-10萬元=109.05萬元。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》的套用實例如下：

1、天津站交通樞紐工程

是集普速鐵路、京津城際高速鐵路、城市軌道交通、公交和周邊市政道路於一體的大型綜合項目。集中在以鐵路天津站前後廣場為核心的區域。工程於2006年2月開工，2009年6月完成了地下主體工程。

該工法主要套用在天津站交通樞紐一標段，本標段地下結構頂板是城際鐵路地上站房北部部分站房的基礎。該工程長284米，寬73~105米，占地面積23500平方米，為地下3層，總建築面積70000平方米，是天津站綜合交通樞紐工程後廣場區域中心標段，採用蓋挖逆作法施工。結構地下一層層高7米，主要為城際鐵路地下進出站廳，地下二層層高6.5米，地下三層層高6.7米，結構頂板上覆土為2米。地下結構埋深為23米，圍護結構採用地下連續牆，工程結構抗浮樁採用Φ2000毫米、Φ2200毫米鑽孔灌注樁，孔深80~86米，有效樁長53~62米。由於採用蓋挖逆作施工，樁上設207根Φ1000毫米δ18~22毫米鋼管柱作為豎向支承結構，鋼管柱與灌注樁在-30米深處的樁孔內對接安裝。柱內澆築C50微膨脹混凝土。考慮施工期間的荷載很大，增加48根Φ1500毫米δ16毫米空心鋼管柱補充豎向支承能力。結構頂板1000毫米厚，縱梁900毫米×1800毫米；中層板600毫米厚，板縱梁900毫米×1100毫米；底板1200毫米厚，縱梁1600毫米×2700毫米。鑽孔灌注樁，樁徑分為1.5米、2.0米及2.2立方米種，其中2.0米和2.2米上部為永久性鋼管柱，共安裝、澆築鋼管柱205根，使用C50自密實混凝土6242立方米。採用上述工法定位安裝澆築鋼管柱混凝土，質量達到了規範和設計要求，通過了主體備案驗收，確保了上部京津高鐵站在2008奧運之前投入使用，取得了社會和經濟效益。正在進行捷運設備的安裝。下圖是該工程地下結構中鋼管柱的情況。

天津站地下交通樞紐結構一標段鋼管柱的情況

2、天津站地下交通樞紐二標段地下3層

位於京津城際鐵路站房西側的地下，南北長230米，東西最長處為150米，占地面積約20000立方米採用蓋挖逆作法施工。工程於2007年2月開工，2009年12月完成了地下主體工程。

二標段工程在天津三建公司承建的一標段一年之後開工，由中鐵十六局軌道工程公司承建，地下結構採用鋼管柱插入灌注樁中。樁直徑最大2200毫米，鋼管柱δ1000毫米。在市重點工程指揮部、建設單位和監理的組織下，二標段地下鋼管柱施工套用了天津三建公司在一標段經反覆試驗研究成功的“鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法”，並借用了該工法中的三建公司的專利設備“清理地下樁孔內鑿除物用的垂直式吊運機”，套用該工法解決了超深基坑的施工難題，加快了施工進度，確保了上部京津高鐵站在2008奧運之前投入使用，取得了社會和經濟效益。

3、天津市小白樓音樂廳及地下開發工程

總建築面積3.5萬平方米，與小白樓捷運站相通。地下2層，局部3層，埋深15.4米。地下開發結構採用蓋挖逆作法施工，基坑開挖長250米、寬70米、深15米。柱網8.4米×8.4米。地下開發基坑緊鄰既有捷運結構，且捷運已經投入運營，其結構安全和運營安全對基坑變形控制要求較高。其中地下鋼管柱工183棵，直徑800毫米，鋼管柱深15.15米，嵌入樁基長度2米。地下鋼管柱施工採用了“鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法”，保證了鋼管柱的垂直度，工程於2006年2月開工，2007年12月完成了地下主體工程。工程按期完工投入使用，取得了社會效益。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《地下交通樞紐鋼管柱逆作定位安裝澆築施工工法》被評定為中國國家二級工法。