摘要：随着城市中心发展进展，土地使用率已达到极致，且随着民生生活条件愈发优越，私家车的拥有量剧增，对城市中心的地下利用率加大。基坑采用常规顺做法的缺点越发显示缺点，结合顺做法和逆作法的优缺点，逆作法的优势体现明显。在逆作法中整个比较关键点就是钢管柱的施工质量，钢管柱的垂直度、承载力等的各项指标需符合整个施工的要求。

引言：在逆作法施工过程中，钢管柱的成桩质量是关键因素，作为直接用于永久性结构钢管柱，现在对地下室空间利用空间已规划完成，对于钢管柱的垂直度要求基本在1/500以上。且现基坑越来越深，钢管柱内混凝土等级要求高，基本采用C60等级混凝土而灌注桩采用C35等级混凝土，控制钢管柱内混凝土等级难度较大，这两点为钢管柱质量控制重点。

1、成孔垂直度

保证钢管桩垂直度达到要求，前期必须保证成孔垂直度达到要求，现阶段成孔方式采用回转钻机自然造浆成孔及旋挖钻机人工造浆成孔工艺，无论那种工艺施工泥浆和钻机垂直度是关键因素;①泥浆控制：施工过程应注意泥浆比重、粘度、含砂率三项指标，应时刻在过程中对泥浆进行抽检，如无法满足指标时可适量添加CMC外加剂，在添加后无法满足要求时，应按废浆进行外运排出。

②钻机垂直度：在钻机就位过程中应对地面进行检查，设备就位场地地基承载力满足钻机就位要求，必要时可浇筑混凝土地面等措施。就位结束应对钻机垂直度进行检查，回转钻机主要检查磨盘平整度、桩架垂直度、钻杆垂直度。在钻进过程中会持续加钻杆，会造成机头部位重量较重，可在就位过程中可适当后倾，能保证垂直度达到要求。

2、钢筋笼制作下放

钢筋笼在制作过程中，应严格按设计图纸进行制作，制作平台在应平整（采用水准仪找平），在制作过程中保证钢筋笼垂直度。钢筋笼堆放在平整场地上，防止钢筋笼重量将钢筋笼压变形，层数不应超过二层。

3、钢管柱制作安放

（1）钢管柱进场验收

钢管柱在厂家整体制作完成后运至施工现场后进行对接，钢管柱运至现场后，应会同总包单位与监理单位对钢管柱进行检查，检查内容：①进场质保资料齐全，②接口焊缝检查，③钢管柱弯曲度（1/1000以上），④钢管柱长度、直径、壁厚。

（2）焊接堆放平台

焊接平台场地应采用混凝土浇筑，混凝土面在浇筑是进行找平，确保焊接平台底座平稳。

（3）调直设备

调直法是比较常用的竖向钢管柱调垂系统，更适用于对超重钢柱的调垂，其机械构造简单，便于安拆、便于工人操作，在工程应用中更灵活便利，混凝土浇筑能直接施工。

调直盘主要由调直盘支架、调直盘及竖向螺栓提升装置等组成。其调直原理是通过以调直盘与竖向钢管柱垂直紧固为前提，通过调节调直盘的水平，达到钢管柱垂直度校正的效果。工程实施中，调直盘支架固定于混凝土地面（钢板）上，提供足够刚度反力;调直盘与支撑柱箍紧形成刚性连接，并通过调节四面的提升装置，实现垂直度调节。同时，调垂盘可在支架范围内水平方向移动，实现平面位置调节。

（4）钢管柱调直监控系统

激光仪监测系统，是将激光的原理和倾斜仪的原理相结合，一种内部带有激光发射装置和高精度水平倾斜仪，通过激光发射装置发出的光束找出倾斜仪在钢管柱上的对应点，在钢管柱竖起后即可利用倾斜仪的输出监测钢管柱的倾斜情况，通过程序倾斜仪可以直接与电脑显示倾斜数据，直观的反映出被测物的垂直度，倾斜度和偏移距离。

2）、工作原理

（1） 首先，将激光装置与倾角仪整合成一体，确保能利用激光定位便捷安装倾角仪，并保证足够的定位精度。

（2）安装时，先把钢管柱平整放置，在钢管柱两端取中心，再吊线垂取管柱面顶点，调整激光调整装置令激光与柱体平行，达到钢管柱管体与传感器定位安装面相互平行的目的。

（3）当钢管柱下放孔中，倾角仪即可实时输出钢管柱管体的倾斜角，能实时观看倾角度。

3）、实时监控施工工法

钢管柱监控主要分定位安装和数据显示两个过程，数据实时输出分为两种工况，工况1：完全垂直状态，是比较理想状态;工况2：有角度状态，也是常态。数据的实时显示可以方便的实现边读数据边进行钢管柱垂直度的调整。

4）、调节垂直度的步骤

（1）、准确定位安装红外线激光仪在钢管柱上。

（2）、实时监测数据的采集和输出，数据实时输出分为两种工况。

《1》工况1：完全垂直状态。激光装置安装定位后随钢管柱被吊起下孔，钢管柱处于完全垂直形态下，钢管柱与激光装置的铅垂线重合，见图8。

《2》工况2：有角度状态。钢管柱有一定偏斜时，测量轴线与倾斜仪的铅垂线就有一个角度实时输出，也就是钢管柱的轴线（或某一条能代表钢管柱轴线的母线）与倾斜仪的铅垂线的角度实时输出[因为倾斜仪的测量轴线就是激光轴线，也就是钢管柱的轴线（或某一条能代表钢管柱轴线的母线），见图9。

（3）据不同工况下反馈的信息判定偏差方位，调节调垂架的调节杆，最终使得红外线激光仪位移读数△X和△Y归零，直到满足要求，垂直度调节完成。

（5）钢管柱吊装

1）、吊车选用：根据现场道路的现状和钢管柱的重量及长度，拟选择50吨履带吊。

2）、吊点设置：钢管柱吊装点的设置至关重要，可直接影响钢管本身的直率，造成整体质量问题。上部管头吊点为钢管管头以下0.2米对穿设置两个吊装孔，采“U”型吊环配对穿销子。

5、混凝土浇筑

钻孔灌注桩应采用商品混凝土。设计强度等级为水下C45（水下混凝土按C55配置），坍落度为18～22cm，初凝时间不应少于9小时。混凝土浇筑前进行坍落度测定，混凝土施工应做好试块制作及养护工作，每根桩必须有1组试件。

混凝土采用导管法水下浇灌，导管直径Φ250mm，壁厚不小于5mm，分节长度2.5 m为宜，导管采用丝扣连接。要求每节导管平直，定长偏差不超过管长的1%，内壁光滑平整、不变形，防止导管卡在钢筋笼上。导管使用前必须进行水密性试验，检验导管密封性能。导管安装后底口距离孔底0.5～0.8m为宜。

由于钢管柱调制的平台存在，因此在下放钢管立桩的平台上面焊设钢管护栏后，在此平台上采用吊车吊设灌浆斗、采用自卸混凝土的工艺进行灌注。

混凝土灌注导管从钢管立柱中插入到距离孔底 50-80cm。为确保立柱在混凝土浇筑时的垂直度，建议不要采取措施阻止钢立柱外部混凝土的上升高度，让混凝土

自然泛浆。在浇注过程中，通过卷扬机或吊车将浇注混凝土的导管上下移动，来保证钢管内的混凝土密实。

不同标号混凝土浇注具体施工控制步骤如下：

1）水下浇捣灌注桩混凝土（低标号）至立柱管底下一定距离（一般为 2-3m），控制导管下口

位于不同标号混凝土的交接面上;

2）开始浇注柱混凝土（高标号），使低标号混凝土灌注面上升至钢管底以上 5m 左右，使低标号混凝土全部在桩顶标高以上，混凝土全部置换完毕。

3）为确保立柱在混凝土浇筑时的垂直度，建议不要采取措施阻止钢立柱外部混凝土的上升高度，让混凝土自然泛浆。此时高标号混凝土灌注量通过导管外泥浆比重、导管内混凝土比重、混凝土灌注面上升高度以及充盈系数确定;

4）继续灌注高标号混凝土，直至低标号混凝土自然返浆从卸浆孔排出设计方量，并见到高标号新鲜混凝土排出为止。

6、结束语

钢立柱（一柱一桩）应用于逆作法施工过程中，对于钢管柱的垂直度控制要求较高，在开始建设前需严格按照设计要求及施工组织设计方案进行施工。在安装钢立柱至地下结构完成期间，施工人员需要对不断对钢管桩进行检测和调整控制，保证钢管桩的垂直度达到设计要求。