地铁施工盖挖逆作中间桩测量定位技术

 

南京地铁新街口车站，位于南京市最繁华的商业中心，车站全长365米，基坑开挖深24.7米，为三跨厢型结构；分为直线段、过渡段、大圆盘和南延段四个施工段。车站南北向通过，东西两侧高楼林立。因此地段的地质情况有着显著的城市特点，基本为粘质土、软质土和粉沙质土。在连续墙作围护结构的基础上，支撑车站板、梁主要结构为中间桩（钢管柱）。因为车站具有大跨径、深度大等特点，地质情况一般，所以采用了钻孔灌注桩基础上的钢管柱支撑板梁。桩均深24.7米，为深基础。新街口车站为大跨三层结构，钢管柱的施工质量直接影响到工程的整体质量。

 

影响到钢管柱的施工质量因素是柱的位置参数（平面位置、标高 、垂直度）、护筒的力学性能(强度、抗变形性能)、浇混凝土的质量以及钢筋笼的制作质量。以上钢管柱的各种参数都直接影响钢管柱承受各层板的自重核载及各种流动核载受力情况，及整个车站的稳定性。我们主要讨论位置参数，涉及到测量控制方面。针对钢管柱的平面位置、标高、垂直度三个重要问题提出具体的解决办法。这就涉及到二个具体的问题：

2．1定位器的设计制作要满足钢管柱的初步定位的精度要求。也能满足施工顺利实施的可行性。

2．2钢管柱的精确定位所采取的测量方法。要能满足位置参数的精度要求，尤其是垂直度的精度。

钢管柱的精确定位核心部分是测量网控制桩心和自动定位器的位置参数，通过对问题的详尽分析，我们知道要解决以上问题，就必须设计出优良的定位器方案、测量网方案、施工工艺控制方案。在钢管柱的施工过程中，测量控制贯穿始终，是最关键的因素之一。所以要加以偏重，并具体讨论，依此提出更加优化的方案和施工工序。

第一：自动定位器设计方案；自动定位器呈十字锥形，由型钢组焊而成。

第二：大地测量网方案；根据城市控制网中的导线点及水准点来形成车站的测量控制网，并由此对钢管柱放线。在放线过程中要对控制网的导线点以及水准点进行严密闭合差调整及平差。

第三：数学方案；对钢管柱的施工必须要有严密的施工组织设计。

现在，我们对其中各点进行详尽的分析并提成实际的方案和措施。

 

3．1自动定位器技术

针对以上方案，结合施工实际情况，设计了自动定位器。现在就对自动定位器的基本原理和作用进行具体的阐述

3．1．1 自动定位器的工作原理

自动定位器呈“十”字形锥形体和呈“十”字形钢板焊接而成，依此精确校正其平面位置、高程、垂直度，并将其上端固定于钢套筒上，下端锚固在混凝土中。

3．1．2 自动定位器的组成和作用

实现对钢筋笼和钢护的引渡、限定、精确定位的作用。

自动定位器呈十字锥形，有型钢组焊而成。其锥底宽与钢管柱内径留有8mm间隙，主要包括锥形引渡板、定位十字板、环形锚固脚及定位铁件等构件。其中锥形引渡板、定位十字板实现对钢管柱的引渡功能，限定钢管柱的水平位移；环形锚固脚承托钢管柱，控制水平位置和标高，固定在钢套筒上并浇筑与圆形钢筋混凝土内，防止变形；这样就能保证要求的精度。如下图：

定位器的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。

3．2 测量网的精确控制

地铁钢管柱的测量网是根据南京城市测量控制网中的新街口导线点及高程水准点放线而成，形成了整个车站的测量控制网。

3．2．1初步测量放线

根据上图所例确定桩心，然后做好桩位的轴线标记，桩位的测量放线根据钢管柱顺延外放，依此确定轴线准确无误。

3．2．2 钢护筒中心的精确定位

根据控制网，我们为了是定位器初步定位尽可能在2mm误差范围之内。首先用全站仪放出相应的钢管柱中心，在钢护筒的西方向及南北方向各测设2点挂线，来确定桩心位置，其水平位置误差不大于2 mm。

3．2．3 自动定位器初步定位

在钢套筒顶部放十字轴线，利用全站仪在钢套筒上端测放定相应的钢管柱的中心，标记于钢套筒上。用一带孔的槽钢找中心定位架精确定位出钢管柱的中心（即是自动定位器的中心），先用钢丝铅锤线来进行自动定位器的初步安装见图，

3．2．4 自定位器精确定位

通过整个车站控制网中的导线点，经过全站仪和配套使用的激光锤准仪（既是激光锤准仪和棱镜机座通用）确定钢管柱的中心，然而安装定位器精确定位，使误差小于3mm。见如下示意图：

3．2．5 自动定位器的安装

通过锤准仪从孔口将钢管中心点投至孔底，根据所投的中心点确定定位器中心，同时测量自动定位器的标高，然而安装定位器，定位器用预埋联接螺栓固定，安装时反复测量调正，调整锚固脚的标高及水平度，然后位置。器的安装必须做到精放线和复测。

3.2.6钢管柱精确定位及固定

钢管柱采用上、下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端采用安装三个方向花篮螺栓实现固定（上部加固见下图），上中心精确定位同自动定位器的定位方法。将钢管柱吊起，钢管柱底部嵌入定位器；其后对钢管柱上端精确定位，上端钢管柱之间设三根花蓝螺栓的扣件，对钢管柱位置进行微调，经过对钢管柱的花篮螺栓的精确校正，钢管柱中心满足设计、精度、垂直度，并牢固焊接确保钢管柱稳定性及强度。我们认为定位器一经安装就确定了位置参数，因为钢管柱下端的平面位置、高程、垂直度由定位器确定。

3.3 施工测量的组织实施

因新街口车站为南延段地下一层，直线段和大圆盘段为地下三层，钢管柱的位置参数控制至关重要。所以我们的施工测量组织必须做到以下几点：

3．3．1 设备采用精密全站仪和锤准仪。

3．3．2 测量控制网必须进行平差，其闭合差满足规范要求。

3．3．3 因整个工程工期很紧，测量工作艰巨必须提前，所以要合理安排，做到了一次成功的测量。

3．3．4 钢管柱的定位器的安放通过初测，还必须进行复测。

南京地铁新街口车站的钢管柱已全部安装完毕，经验收98根钢管柱的垂直度为2.5‰,满足了设计要求;受到业主、监理的一致好评。同时因自行设计的定位器大大提高了测量工作速度，使钢管柱安装工期提前36天，取得了较好的社会、技术、经济效益。为同类工程施工积累了宝贵经验。

 

1、 《交通工程测量学》 白迪谋 西南交通大学出版社

2、 《测量规范手册》 铁道部 铁道部出版社