浅谈格构柱在基坑支护中的实践与应用

浅谈格构柱在基坑支护中的实践与应用

刘尚贤、谢喆、张硕

中建二局第三建筑工程有限公司，北京市丰台区 100070

摘要：随着地下工程的扩展,基坑开挖深度越来越大，越来越增加了基坑支护的难度。在周边环境复杂的情况下，往往会使用格构柱钻孔灌注桩加冠梁的支护形式。格构柱作为重要的受力支撑构件其安装就显得尤为重要。本文章将结合实际项目对格构柱的质量控制和安装工艺进行阐述。

关键词：深基坑；格构柱；钻孔灌注桩

1.工程概况

本工程内支撑设计及工况根据工程地质、周边情况及地下室设计情况，本工程采用黄海高程，设计标高±0.000相当于绝对标高30.10m，非主楼区域坑底标高为-18.500，1#、2#主楼范围坑底标高为-19.700，电梯井坑中坑底标高为-21.700，开挖深度约10.6～19.10m，基坑周长979m。本基坑支护体系采用钻孔灌注桩（格构柱）+两道钢砼角撑（两层地下室区域采用一道钢砼角撑）形式，2、4层地下室交界处采用双排桩支护。支撑设计图如下：

2.格构柱设计参数

根据图纸施工设计，本项目设置钻孔灌注桩（格构柱）+两道钢砼角撑的形式，加强主体围护结构在开挖期间支护体系的整体稳定性。格构柱上部为钢构件，下部为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，格构柱钻孔灌注桩直径为1000,由四根角钢为L180×16等边角钢和缀板焊接而成，格构柱的截面尺寸为480×480，缀板尺寸为460×300×12。

3.格构柱制作的质量控制

格构柱采用现场制作，制作场地选用砼硬化地坪，严格按设计长度下料，拼装前角钢需校正，下料长度内允许偏差为±5毫米，局部变形允许偏差为±2毫米，缀板拼接严格按每道梁中心线为基准安排缀板位置。为保证格构柱垂直度，在专用靠模中拼接。缀板与角钢的焊缝等级为三级，焊缝厚度为6mm，角钢拼接的焊缝等级为二级，焊条使用前应按出厂证明书规定进行烘干，严禁使用药皮脱、焊芯生锈的焊条，立柱身弯曲允许偏差为h/300（h是开挖深度），且不得大于5毫米。格构柱存放必须整齐，且不能超过两层，所垫枕木须在同一直线上。格构柱在距底板顶以下300mm处设置一道止水钢板，止水板为四块钢板同格构柱焊接，厚度10mm，待土方开挖后再焊接止水钢板。

格构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角钢接头不超过50％，相邻角钢错开位置不小于50cm。角钢长度不够，需要拼接时，焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。格构柱加工允许偏差如表1所示：

表1 格构柱制作质量控制表

为保证格构柱施工时的焊接质量，格构柱加工过程中采取以下措施，加强焊接质量控制：施工前，对直接进行焊接作业的工人检查是否有操作证，没有操作证的不得上岗；施工过程中项目部指定质检员进行监督旁站，对于焊接质量不合格的坚决返工重焊；焊缝必须饱满，表面无漏焊夹渣现象，焊缝高度≥6mm；焊接材料必须有出厂质量保证书，对于无产品合格证或质量保证书的坚决清退出场，不得使用；施工过程中，项目部质检员严格按照规范要求控制施工，加强过程控制。

4.格构柱的存放

格构柱现场存放场地能满足现场拼装及顺序安装的需要。运输格构柱时，根据格构柱的长度、重量选用合适的车辆。格构柱在运输车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均须保证格构柱不产生变形、不损伤涂层。格构柱存放场地应平整坚实，无积水。格构柱按种类、型号、安装顺序分区存放，格构柱底层垫木应有足够的支撑面，并防止支点下沉。相同型号的格构柱叠放时，各层格构柱的支点应在同一垂直线上，并防止格构柱被压坏或变形。

5.钢筋笼的安装

钢筋笼制作采用支架成型法，当单节钢筋笼较长时，为防止制作时钢筋笼变形必须有3～4个环形模具排列纵筋，且纵筋（主筋）长度必须准确丈量。钢筋笼制作均采用点焊，主筋和加强箍筋连接处采用双侧点焊、主筋与螺旋筋连接处采用梅花点焊，不得出现假焊和脱焊，加强筋与主筋必须垂直，螺旋筋要缠紧。所有主筋必须扳直后方可使用，其弯曲度不得大于1%。焊接钢筋笼必须控制好电流，以免烧伤主筋。钢筋笼存放要平整，最多允许存放二层，必要时加支撑。

钢筋笼检验允许偏差及检验方式如表2所示：

表2 钢筋笼制作质量控制表

根据设计要求及国家规范规定，焊接除螺旋箍采用E43焊条外，其余均采用E50焊条。

钢筋接头采用直螺纹连接，直螺纹套筒连接部位严格按照《钢筋机械连接技术规程》进行检查验收，要求直螺纹套筒外观无裂纹或其它肉眼可见缺陷，套筒外形尺寸长度及外径尺寸符合厂家技术指标要求。两节钢筋笼对应主筋接头须错开，错开长度不小于35d且不少于500mm。若出现连接质量问题，立即返工重做。

钢筋笼的安装必须严格按设计要求进行，主筋保护层垫块应不大于4m设置一圈，每圈不少于4个垫块，笼顶不少于6个垫块，以确保钢筋笼主筋保护层厚度为50mm。为防止提升导管时带动钢筋笼，严禁弯曲或变形的钢筋笼下入孔内。钢筋笼吊装应使用移动式起重机即汽车吊，对称选取吊点，尽量减少其变形，下放钢筋笼时严禁猛放，钢筋笼入孔时，对准孔位慢慢轻放，避免碰撞孔壁。钢筋笼安装到位后及时填写隐蔽工程验收记录。

6.格构柱的吊装

钢筋笼安放后，进行格构柱定位架安装，根据设计要求，格构柱与支撑梁连接时，采用12C25钢筋与立柱焊接，钢筋方向与支撑梁方向平行，因此，格构柱各边应与支撑梁轴线严格垂直或平行，否则，连接钢筋无法将支撑梁的自重载荷传递至格构柱，影响支撑体系的安全。因此，格构柱定位架定位时除四边中心刻有“十字”线记号，用于对准桩孔中心外，还须将格构柱定位架各边与轴线垂直或平行。根据有关规范规定及设计要求，格构柱中心偏差不得大于20mm，垂直度不得大于基坑开挖深度的1/300。

7.混凝土灌注

二次清孔达标后，应快速安装好灌浆料斗及隔水塞，在30分钟内将初灌混凝土灌入孔内，以防孔底沉淀大量沉渣。初灌量必须满足埋管0.8m以上，初灌量一般大于2m³。严格控制埋管深度，专人测量监控，一般埋管深度应在2～6m间，提动导管时，严禁将导管提离混凝土浆面。

当砼浇至钢筋笼底部时，应放慢砼入管速度，减小砼上升顶力对钢筋笼作用，达到防止钢筋笼上浮的目的。控制好最后一次灌注量，保证混凝土灌至设计桩顶标高0.8m以上，并往复提动回插导管，使桩顶部混凝土密实，混凝土浇筑完后拨出护筒。

8.结语：本文着重讲述了格构柱的质量控制、运输存放、吊装就位、钢筋笼的安装、混凝土灌注等施工重点。有效的提高了格构柱钻孔灌注桩的施工质量，降低了施工成本，为后续工作提供了良好的施工条件。

参考文献：

[1]韩寿兵,唐立飞. 逆作法基坑中格构柱施工的质量控制实践应用[J]. 工程质量,2018,v.36;No.332(03):32-36.

[2]韩荣欣,高同矿,刘鑫. 地铁深基坑格构柱钻孔灌注桩施工技术[J]. 珠江水运,2019,No.495(23):70-71.