【摘要】通過南京地鐵新街口站工程實例,系統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)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(yè)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(xù)墻和中間柱來聯(lián)合支撐的,連續(xù)墻與板的連接是通過預埋在連續(xù)墻上的接駁器實現(xiàn)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?jié)B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(wěn)定性。
鋼管柱精確定位的核心問題是利用測量網(wǎng)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(wǎng),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(jù)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(huán)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(xiàn)引渡的作用,限定鋼管柱的水平位移;環(huán)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(fā)生破壞、變形和移位的現(xiàn)象。

圖1 　定位器部件圖
　

2.2 　利用測量網(wǎng)對中間鋼管柱進行精確控制
根據(jù)南京城市測量控制網(wǎng)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(wǎng)(圖2) , 用以對車站中間鋼管柱進行精確控制。

圖2 　測量控網(wǎng)示意圖

2.2.1 　初步測量放線
利用測量控制網(wǎng)確定樁心,做好樁位的軸線標記, 樁位的測量放線根據(jù)鋼管柱順延外放,據(jù)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(jù)控制網(wǎng)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(wǎng)中的導線點,經(jīng)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(jù)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(lián)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(xiàn)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(jīng)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(wěn)定性及強度。我們認為定位器一經(jīng)安裝就位就確定了中間鋼管柱的位置參數(shù),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(wǎng)必須進行平差,其閉合差應滿足規(guī)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(jīng)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(jīng)驗收98 根鋼管柱的垂直度為215 ‰,滿足設計要
求,受到業(yè)主、監(jiān)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(jīng)濟效益,為同類工程的施工積累了寶貴經(jīng)驗,值得推廣應用。