【摘要】通過南京地鐵新街口站工程實例,系統總結了采用蓋挖逆筑法施工的地鐵車站中間樁柱定位測量方法。采用自行設計的鋼管柱定位器與網控測量技術,成功地解決了鋼管柱精確定位的難題。
【關鍵詞】蓋挖逆筑法 中間樁柱 定位器 網控測量
1 概述
南京地鐵新街口車站位于南京市新街口商業中心,全長362.703 m , 基坑開挖深24.7 m , 設計為3 跨(局部多跨) 箱形結構。整個車站由車站主體、16 個出入口和3 個通風道組成。車站主體又分為大圓盤、脖子段、直線段和南延段4 個施工段。車站南北走向,東西兩側高樓林立。站址地層為粘質土、軟質土和粉砂質土。車站的梁板結構是由圍護結構連續墻和中間柱來聯合支撐的,連續墻與板的連接是通過預埋在連續墻上的接駁器實現的。車站由上至下逆筑各層層板。由于車站跨度大、埋置深,加上地質條件差,所以采用鉆孔灌注樁作為中間鋼管柱的基礎, 樁長約為24.7 m。中間鋼管柱的施工質量至關重要,直接影響到車站工程的整體施工質量。
2 中間鋼管柱測量定位技術
影響中間鋼管柱施工質量的因素大致有四個方面:一是鋼管柱的鉆孔灌注樁樁基質量;二是鋼管柱本身加工的制作質量;三是鋼管柱的安裝定位精度;四是柱內混凝土的澆筑質量。其中柱的安裝精度最難控制,而且一旦工作有閃失難以補救; 鋼管柱的位置(平面位置、標高、垂直度) 、護筒的受力、防水性能(強度、剛度和抗滲性能) 、混凝土的澆筑質量等,都直接影響鋼管柱的承載能力及整個車站的穩定性。
鋼管柱精確定位的核心問題是利用測量網控制樁心和自動定位器的位置。必須設計精良的定位器、建立測量控制網,并從施工工藝方面加以控制。在鋼管柱的施工過程中,測量控制貫穿始終,是最關鍵的質量控制因素之一。
2.1 自動定位器的設計
2.1.1 自動定位器的設計要求
自動定位器是用鋼板焊接而成的“ 十”字形錐體, 加工時要求與鋼管柱底端配對,以便鋼管柱吊裝時直接嵌套就位。依據每根鋼管柱的平面位置、高程、垂直度,將定位器上端固定于鋼套筒的底部,下端用C50 混凝土錨固于基礎樁頂部。
2.1.2 自動定位器的構造和作用
自動定位器呈十字形錐體,對鋼管柱起到引渡、精確定位的作用。其錐底寬與鋼管柱內徑之間留有8 mm 間隙,包括錐板、定位十字板、環形錨固鋼筋及定位鐵件等構件。其中錐板、定位十字板對鋼管柱實現引渡的作用,限定鋼管柱的水平位移;環形錨固鋼筋承托鋼管柱,控制水平位置和標高(圖1) 。定位器的制作質量必須嚴格控制,以保證其具有足夠的強度、剛度及精度,確保鋼管柱安裝時定位器不發生破壞、變形和移位的現象。
圖1 定位器部件圖
2.2 利用測量網對中間鋼管柱進行精確控制
根據南京城市測量控制網中的新街口導線點及高程水準點放線,形成新街口車站的測量控制網(圖2) , 用以對車站中間鋼管柱進行精確控制。
圖2 測量控網示意圖
2.2.1 初步測量放線
利用測量控制網確定樁心,做好樁位的軸線標記, 樁位的測量放線根據鋼管柱順延外放,據此確定軸線準確無誤。
2.2.2 鋼護筒中心的精確定位
為了使定位器初步定位盡可能不超過2 mm 誤差范圍,首先用全站儀根據控制網放出設計的鋼管柱中心,在鋼護筒的東西方向和南北方向各測設2 點掛線以確定樁心位置。
2.2.3 自動定位器初步定位
測放鋼套筒頂部十字軸線。利用全站儀在鋼套筒上端測放定位器中心(即相應的鋼管柱中心),標記于鋼套筒上。用一帶孔的槽鋼找中心定位架精確測定鋼管柱的中心(即自動定位器的中心),先用鋼絲鉛錘線來進行自動定位器的初步安裝,如圖3 所示。
圖3 定位器的初步定位
2.2.4 自動定位器精確定位
利用車站控制網中的導線點,經過全站儀和配套使用的激光錘準儀(既是激光錘準儀又是棱鏡機座) 確定鋼管柱的中心,進行定位器精確定位,應使誤差小于3 mm , 見圖4 。
2.2.5 自動定位器的安裝
通過錘準儀從孔口將鋼管中心點轉投至孔底。根據所投的中心點確定定位器中心,同時測設自動定位器的標高,然后固定定位器。定位器用預埋聯接螺栓固定,安裝時反復測量調整錨固腳的標高及水平度,然后如圖5 所示進行固定。定位器的安裝必須復測達到精度要求。
2.2.6 鋼管柱精確定位及固定
鋼管柱采用上、下兩端同時定位的方法定位。鋼管柱下端定位主要依賴于自動定位器,上端采用安裝3 個方向花籃螺絲實現固定(圖6) ,上部中心精確定位與自動定位器的定位方法相同。將鋼管柱吊起,在鋼管柱底部嵌入定位器,然后對鋼管柱上端精確定位,上端鋼管柱之間設3 根花籃螺絲的扣件,對鋼管柱位置進行微調。經過對鋼管柱的花籃螺絲的精確校正,鋼管柱中心位置及垂直度滿足設計精度要求,并牢固焊接確保鋼管柱的穩定性及強度。我們認為定位器一經安裝就位就確定了中間鋼管柱的位置參數,因為鋼管柱下端的平面位置、高程、垂直度將由定位器來決定。
圖4 定位器的精確定位
圖5 定位器的校正固定
圖6 鋼管柱上部的定位固定
2.3 施工測量的組織實施
新街口車站南延段30 m 為地下一層,直線段和大圓盤段為地下三層結構,鋼管柱位置的控制至關重要, 所以在施工測量時必須做到以下幾點: ① 采用精密全站儀和錘準儀測量。② 測量控制網必須進行平差,其閉合差應滿足規范要求。③ 因整個工程工期緊張,測量工作艱巨,準備工作必須提前并進行合理安排,做到一次測量成功。④ 鋼管柱定位器的安裝通過施工隊初測后還必須經項目部精測隊進行復測。
3 結束語
南京地鐵新街口車站的鋼管柱已全部安裝完畢, 經驗收98 根鋼管柱的垂直度為215 ‰,滿足設計要
求,受到業主、監理的一致好評。同時因自行設計的定位器大大提高了測量工作進度,使鋼管柱施工工期提前36 d , 取得了較好的社會和經濟效益,為同類工程的施工積累了寶貴經驗,值得推廣應用。
