青年“五小”成果申报表

青年“五小”成果申报表

申报单位 成果名称 应用时间 姓名 一种代替格构柱可免拆除的圆形型钢混凝土柱 申报单位 推荐等级 性别 职务 □特等 □一等 □二等 □三等 工作单位 出生年月 工作时间 主要 研制者 成果类别 成果 情况 介绍 □小发明 □小改造 □小革新 □小设计 □小建议 （简要说明主要原理、关键技术、创新点、应用前景等） 主要原理： 采用圆管型钢混凝土柱代替原设计的四肢钢格构柱，通过设计变更将原设计的框架结柱变更为圆管型钢混凝土柱，解决设临时格构柱、完成主体结构后免拆除临时格构柱、梁主筋穿格构柱难等缺陷。 关键技术： 圆管型钢混凝土柱构造自上而下分别如下：圆管顶部起于顶层大梁底标高，底部连接于工程桩及承台。顶部加设传力环板、环板下设加劲耳板，中间与结构梁及板交接区域设两道传力环板及锚栓、地板底标高至桩身范围内均焊接止水环及锚栓。底部设传力环板及锚栓。 1

成果 情况 介绍 2

图一 方案结构图 成果 情况 介绍

图2 方案剖面图 图1是本方案实施例的结构图； 图2是本方案实施例的3个剖面图； 图中：1传力环板，2加劲肋板，3圆管型钢柱，4中间传力环板，5、中间传力锚栓，6、止水环板，7、底部传力锚栓，8、底部传力环板，9、底部加劲板，10、桩身，11、桩受力主筋，12、桩箍筋。 3

成果 情况 介绍 创新点： 本方案解决了：（1）减少了逆作法施工中结构柱需设四根临时格构柱的环节；（2）避免了在施工完成后拆除临时格构柱的工序；（3）避免了柱与不同标高层纵横向的梁内主筋、基础梁主筋相冲突，这些区域梁主筋统一进行焊接处理；（4）解决了格构柱内泥土清理、自身的除锈及清理的环节；（5）消除了四肢钢的扭转现象；（6）杜绝了四肢格构柱与基础及顶板结合处长时间存在渗漏隐患；（7）大大的节约了施工成本、工期，增加了结构的整体防水性能。 应用前景： 本方案涉及建筑、市政等施工领域，采用盖挖逆作法施工时，一种免拆除的竖向支撑装置。由于城市规模的日益增大，城市内房屋建筑及轨道交通建设规模日益加大。由于城市建筑物密集和文明施工的影响，传统的地下施工大开挖方式已不被允许。 地下室施工采用逆作法的一些优点如：(1)结构本身用来作为支撑，所以它具有相当高的刚度，对周围建筑物影响小。 (2)由于最先筑好顶板，可以与地下施工并行，不影响路面交通。地下地上同时施工可以缩短工程的工期。由于上述优点，逆作法被广泛使用于建筑物密集地区房屋建设工程施工及地下轨道交通建设工作中。 但采用逆作法施工时也有一些弊端如：（1）需要设临时立柱及立柱桩，每一个结构柱柱位需设置四根临时立柱及临时立柱桩，极大增加了施工费用。且临时立柱作为临时结构，在施工完成后需要拆除；(2)逆作法所设临时立柱与不同标高层纵横向的梁内主筋、基础梁主筋相冲突，这些区域需要将穿过格构筑梁的部分主筋进行处理。处理点比较多，影响施工进度，大多是在梁剪力最大区域存在安全隐患； (3)传统的四肢钢格构柱在后续开挖过程中，存在几处困难的缺陷如：在梁高度范围内部分的泥土清理、格构柱自身的除锈及清理；（4）四肢钢的扭转难以避免，当四肢钢格构柱的截面与梁方向不平行的情况，对穿过格构柱大量梁主筋均需要进行处理；（5）四肢格构柱与基础及顶板结合处长时间存在渗漏隐患。 本方案提供一种免拆除的圆形型钢混凝土格构柱代替原设计的方形现浇结构柱，可以解决设临时格构柱、完成主体结构后免拆除临时格构柱、梁主筋穿格构柱难等缺陷，具有较好的应用前景。 4

应用情况： 本案于2017年7月应用于XXXXXX地下工程。2017年7月10日，地铁集团决定，对出站通道部分地下室采用盖挖逆作法施工。由于传统逆作法受工期及场地条件限制，最终经商议决定采用型钢混凝土柱代替格构柱施工的应用情况 方法，进行该部分盖挖区的施工。 及 实施效果： 实施效果 设计院于2017年7月20日出具正式图纸，我部随即进行钢筋及钢管柱的备料。于2017年8月1日正式开始桩基施工，于2017年9月2日完成1800平米盖挖区顶板浇筑。是传统逆作法施工无法企及的速度，而且保证了结构柱的混凝土施工质量，不需要拆除格构柱。 是否同意 推广 是 集团公司 评审会 意见 技术管理部 团委 年 月 日 集团公司认定结果 □特等 □一等 □二等 □三等 5

附件2：

一种代替格构柱可免拆除的圆形型钢混凝土柱

成果作者及单位

一、申报项目说明

本案于2017年7月应用于XXXXXXX工程。我部于2017年6月16日进场后由于图纸及拆迁问题迟迟不能开工。2017年7月初，地铁集团决定，对出站通道部分地下室采用盖挖逆作法施工。此时，距离业主要求的浇筑顶板时间仅剩50天。在这50天内，项目需完成支护桩、高压旋喷止水桩、桩基础及盖挖顶板的施工。

地下室原设计为长螺旋钻孔灌注桩，桩径0.6米，桩长25米。每个独立柱下设置3-5根桩，盖挖区共计长螺旋钻孔灌注桩xx根。场地原地面标高相对正负零标高为-1.5米到-3.0米不等，承台底标高-7.0到-8.5米不等。由于东西两侧均有待拆迁房屋，桩基施工无法在开挖至基底后进行。因此长螺旋桩桩长在30米以上，超出了绝大部分长螺旋桩基的作业深度。且采用盖挖逆作法后，需要增加格构柱桩，会进一步增加了长螺旋桩的数量。

由于传统逆作法受工期及场地条件限制，最终经商议决定采用型钢混凝土柱代替格构柱施工的方法。将盖挖逆作区的长螺旋桩改为直径1.2米旋挖钻孔灌注桩，有效桩长36

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米。将多桩承台变为单桩承台，桩定位与地下室结构柱定位重合。将原地下室结构柱改为钢管柱，锚入桩基中，兼做格构柱使用。在此方案下，规避了长螺旋桩由于桩长过长作业困难的问题。在桩基施工完成后，清理现场浇筑垫层后即可进行顶板的作业。通过该方案的实施，能有效缩短工期。

二、成果研究分析报告 （一）方案的论证

2017年7月10日，由武汉市轨道交通建设有限公司组织召开轨道交通21号线武湖站前地下工程一期盖挖逆作法方案专家评审会。会议邀请了岩土、结构、深基坑等领域的专家，岩土工程界知名专家袁内正，工程地质勘察大师范世凯，中南建筑设计院原总工程师、高级工程师陆祖欣等业界大师组成专家组。专家组在查阅设计文件和听取了相关单位的汇报后进行了讨论，形成了咨询意见。

专家组认为由于工期紧迫，车站配套公交车道下采用盖挖逆作方案合理可行。同时提出优化盖挖范围，尽量缩小盖挖面积，考虑基坑南北侧采用复合结构（立单侧模板），取消南北侧基坑肥槽的可行性，根据工期要求适当优化钢管柱锚固构造等意见和建议。论证后，项目随即根据咨询意见对盖挖方案进行优化。

（二）方案的优势与前景

本方案涉及建筑、市政等施工领域，采用盖挖逆作法施工时，一种免拆除的竖向支撑装置。由于城市规模的日益增大，城市内房屋建筑及轨道交通建设规模日益加大。由于城

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市建筑物密集和文明施工的影响，传统的地下施工大开挖方式已不被允许。

地下室施工采用逆作法的一些优点如：1.结构本身用来作为支撑，所以它具有相当高的刚度，对周围建筑物影响小。 2.由于最先筑好顶板，可以与地下施工并行，不影响路面交通。地下地上同时施工可以缩短工程的工期。由于上述优点，逆作法被广泛使用于建筑物密集地区房屋建设工程施工及地下轨道交通建设工作中。

但采用逆作法施工时也有一些弊端如：1.需要设临时立柱及立柱桩，每一个结构柱柱位需设置四根临时立柱及临时立柱桩，极大增加了施工费用。且临时立柱作为临时结构，在施工完成后需要拆除；2.逆作法所设临时立柱与不同标高层纵横向的梁内主筋、基础梁主筋相冲突，这些区域需要将穿过格构筑梁的部分主筋进行处理。处理点比较多，影响施工进度，大多是在梁剪力最大区域存在安全隐患；3.传统的四肢钢格构柱在后续开挖过程中，存在几处困难的缺陷如：在梁高度范围内部分的泥土清理、格构柱自身的除锈及清理；4.四肢钢的扭转难以避免，当四肢钢格构柱的截面与梁方向不平行的情况，对穿过格构柱大量梁主筋均需要进行处理；5.四肢格构柱与基础及顶板结合处长时间存在渗漏隐患。

本工程实施中，我们将桩定位与地下室结构柱定位重合。将原地下室结构柱改为钢管柱，锚入桩基中，兼做格构柱使用。不需要重新布置格构桩和格构柱，施工完成后不需要拆除格构柱，同时避免了在土方开挖过成中干扰土方开挖作业。

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结构施工质量特别是梁柱交接处施工质量得到了保证，避免梁柱交接处后接头造成的缺陷。

本工程实施的实例提供一种免拆除的圆形型钢混凝土柱代替原设计的浇浇结构柱，在逆作法施工中兼做格构柱使用。可以解决逆作法需要设临时格构柱格构桩、梁主筋穿格构柱难等缺陷，具有较好的应用前景。

（三）存在的问题

型钢混凝土替换结构柱在本施工中应用虽取得了缩短工期、保证了工程质量、简化了工序的好的效果，但是也存在一些问题。

1.在缺乏专业的定位装置时，型钢柱的定位及垂直度控制存在较大难度。

2.使用的型钢将作为结构构件参与受力，无法回收。

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