HPE液压插入机插入钢管柱的监理控制要点探究

HPE液压插入机插入钢管柱的监理控制要点探究

房成贵 张亮 张立涛 马俊超

海洋石油工程股份有限公司安装分公司 天津市 300452

摘要：在地下工程快速发展过程中，由于钢管柱具有独特优势所以得到广泛应用，基于界限要求，需要钢管柱定位精准，垂直度符合要求，采用何种方法在盖挖施工环节在地面精准定位，是钢管柱施工的重要内容。而HPE在此方面具有独特经济优势以及技术优势，所以在工程实践中应用广泛。对此，本文以S工程为了，介绍了HPE工艺插入钢管柱时监控要点，希望能够为相关单位提供参考。

关键词：HPE液压机；插入钢管柱；监控要点

前言：HPE工艺（以下简称HPE）相比于传统工艺，不需要采用人工方式下孔作业，能够充分避免施工风险。HPE插入钢管柱过程中能够进行机械化操作，降低人为影响。完成插入作业后，HPE能够结合钢管柱底部传感器向电脑传输信号，对钢管柱垂直度进行检测，为施工质量提供良好保障。随着HPE工艺应用更加广泛，相关人员也应该加大监控工作重视程度^[1]。

1 工程概况

S工程是一项车站项目，长度设计为162.75m，段宽设计为36.6m，地板埋深在27m左右。车站选择盖挖逆作法开展施工活动，车站中间选择Ф1600mmAM桩基安装钢管砼柱，壁厚为16mm，直径为900mm，柱高度在23.334m—27.754m范围内，桩长度在23.49m—24.16m。

2 HPE工艺插入钢管柱时监控要点

2.1施工前准备监控

（1）准备环节监理工作。设计单位与施工企业之间开展技术交底以及图纸会审等工作。②要求施工企业科学进行施组设计编制工作。③对施组设计进行审查。④要求施工企业委托服务好、信誉好、资质突出的厂商开展钢管柱加工任务。施工企业组织，与监理单位、建设单位共同考察确认钢管柱厂商。⑤要求施工企业积极开展钢管柱进场的质量检验工作。

（2）场地要求。要想保证HPE对钢管柱进行插入操作时能够保持牢固、稳定转状态地面标高无沉降现象。施工场地应该选择床层钢筋对地面进行硬化处理，厚度为250mm，直径为14mm。完成钻孔灌注桩的浇灌施工后，应该及时开展清理工作，进而充分保证HPE插入机快速、准确就位，进而充分提高钢柱定位垂直度^[2]。

（3）基础桩砼要求。①砼缓凝时间。砼供应单位应该确保砼缓凝时间合理性，同时开展试插试验工作，若是缓凝时间较短，则会影响钢管柱插入效率。若是缓凝时间较长，会对插入后稳定性造成影响。因此，应该对缓凝时间进行科学控制，见下式：

N=Q+W+E+R+T+Y （1）

其中，Y代表其他因素影响时间，h。T代表钢管柱插入时间，h。R代表钢管柱吊装的调整时间，h。E代表，HPE就位时间，h。W代表砼浇筑时间，h。Q代表砼运输时间，h。N代表砼缓凝时间，h。

②砼性能要求。砼坍落度需要保持在160—220mm范围内。坍落度允许偏差保持在±30mm范围内，砼运输坍落度损失值应该保持在±30mm范围内，同时两者合计应该保持在±40mm以内。另外，要想确保钢管柱能够顺利插入，需要砼缓凝Nh之后不会发生分层离析问题，并且需要确保良好和易性。

（4）钢管柱生产质量。①原材料。第一，钢材检查。钢材性能、规格与品种等均应该满足设计要求以及《钢结构工程施工质量验收规范》等要求。应该检查所有钢材，主要检查钢材复试报告以及质量合格证明。第二，检查焊接材料。焊接材料的性能、规格、品种等应该满足设计要求与《钢结构焊接规范》等要求。应该检查所有钢材，主要检查钢材复试报告以及质量合格证明。第三，焊缝检查。各个焊缝应该保持一级焊缝，委托给检验资质满足要求的检测机构开展检验工作，对检测报告进行查看，采用超声波探伤进行全数检查。

②钢管柱尺寸检查。主要涉及钢管柱管轴与端面弯曲矢高、垂直度、管柱直径、管口圆度以及构件长度等尺寸。完成加工后，钢管柱尺寸偏差允许值如下：直径±5.0mm，构件长度：±3.0mm，管口圆度：在5.0mm以内，弯曲矢高：保持在5.0mm以内，对口错边：保持在3.0mm以内。需要保证各项试验参数均满足指标要求，才允许进场使用。

2.2 HPE插入过程监控要点

（1）HPE就位对中与水平质量监控。完成砼桩浇筑作业后，需要对桩身开展二次放样处理将桩中心重新放出。满足桩位要求后，让HPE定位器中心和基础桩位的中心保持在相同垂直线中，之后吊装HPE就位，HPE结合定位器进行就位对中处理。为了确保HPE运行环境较为稳定性，需要清理桩孔周边杂物，并进行路基箱铺设，路基箱规格为4.5*1*0.35m。在路基箱中放置HPE四脚，之后采用自动或是手动方式调整水平，最后对中心位置复核，在符合要求之后就可以开展钢管柱吊放作业^[3]。

（2）钢管柱吊装环节质量监控。选择2台吊车对钢管柱进行多点拾吊处理，空中回直。钢管柱重量最大值为19t，主吊与副吊规格分别为150t与80t。开展起吊作业时，钢管柱重心和吊钩中心重合，充分提高起吊均衡性。钢管柱整体刚度良好，吊点布设部位只需保证水平起吊的空中回直要求得到满足即可，在工具柱顶设置主吊，在钢管柱底的第一道法兰位置配吊。

（3）插入过程质量监控。①无法插入。对于砼发生假凝导致钢管柱难以插入，砼缓凝实时间乏稳定性，钢管柱插入前就完成凝固的现象。砼发生假凝现象时，选择HPE种360°旋转功能对钢管柱进行旋转处理，借助钢管柱底部三角钢筋对砼进行搅拌处理，让砼恢复到流动状态，之后旋转插入。对于砼提前完成凝固的问题，放弃钢管柱安装作业，砼充分凝固之后，选择大直径360°将φ2200mm钢管套旋转沉入其中，其底部到钢管柱的安装标高1m之下部位，之后施工人员进入钢管套中将砼清除掉，到达柱底标高下200mm部位，再次开展浇筑作业，之后开展钢管柱安装施工。

②HPE钢管柱的垂直度。借助设置在垂直方向的2台经纬仪对钢管柱的初始垂直度进行控制。进行调整时，测量人员需要积极根据要求保证精度要求得到充分满足。将垂直传感安装于法兰盘上方部位，数量为2个，在相互垂直方向进行布置，同时设置吊环，能够提高回收利用效率。进行垂直传感器安装活动时，需要积极根据技术要求，认真开展保护工作，避免下送环节出现破坏现象，进而导致传感器失效，引发工期延长问题。利用HPE开展钢管柱下送过程中，通过垂直传感器对钢管柱垂直度进行控制，通过显示器实时显示传感器读数，若是符合垂直度要求，不断向砼中进行下压插入处理。若是不符合垂直度要求，需要对HPE水平度进行调整，让传感器读数归零，可以保证钢管柱垂直度符合要求。开展施工活动时，对于传感器装置应该积极进行检查，进而充分保证精度符合限值要求^[4]。

结语：综上所述，基于HPE的钢管柱插入技术相比于传统技术，具有低能耗、施工精度高、施工效率高以及安全性高等特点。在S工程中应用HPE技术，对于当地地铁建设产生深远影响，有效缩短施工工期，获得监理单位、设计单位与业务单位称赞。

参考文献：

[1]李峰. HPE液压垂直插入机在地铁车站钢管柱安装中的应用[J]. 市政技术, 2018, 36(01):2-2.

[2]陈加才, 黄建华, 林爱花,等. 一种逆作法钢管柱垂直度校正装置:, CN210031813U[P]. 2020.

[3]刘立. 浅谈AM扩底桩,钢管柱施工工艺[C]// 中国土木工程学会城市轨道交通技术工作委员会;世界轨道交通发展研究会;世界轨道交通杂志. 《世界轨道交通》杂志, 2016.

[4]沈红云, 于全胜. 石家庄地铁车站钢管柱液压垂直插入施工技术[J]. 石家庄铁路职业技术学院学报, 2016, 15(03):5-5.