軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法操作原理

軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法適用范圍

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》適用于軟弱土層（淤泥、中砂等天然含水量過大、承載力低、在荷載作用下易產生滑動或固結沉降的高壓縮性土層平均厚度占管樁樁身設計長度的1/3以上）上，大面積（一般在10000平方米以上）滿布密集（程度不小于100條/1000米或管樁以外徑計算的面積累計占場地面積6%以上或管樁樁心距平均不大于3米）的管樁施工（注：軟土厚度、施工面積、管樁密集程度等低于本范圍要求但擠土效應明顯或控制要求嚴的工程，也可根據(jù)實際情況選用該工法內的部分或全部指導性部署及工藝）。

軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法工藝原理

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的工藝原理敘述如下：

靜壓樁作為擠土樁，壓樁過程容易使軟土中超孔隙水壓力升高、周圍土層被壓密并擠開，使土體產生水平移動和垂直隆起，可能令鄰近已壓入的樁產生上浮、偏移和樁身折斷；周邊土體也會因超空隙水壓力的不斷傳播和消失而蠕變，從而導致土體的垂直隆起和水平位移。對以上情況，主要從以下三點考慮：

1、管樁下壓的擠土的方向雖然是向四周擴散，但主要前鋒線是與施工方向一致且成扇形展開的，所以在施工部署上，整體施工方向應與擬擠土方向一致；此外，流塑狀態(tài)的軟弱土層的流動是非常緩慢的，必須以保證有足夠的時間使得應力消散，所以對每天的施壓量進行控制。

2、擠土量的多少，直接影響到擠土效應的大小，而利用管樁開口空心的特點，通過改良樁尖及工藝在樁內盡量返土，從而使對周邊的擠土量減少。

3、對余下不能內部消化、必須擠向外部的泥土或水，采取阻攔上引的方法，利用場地內及周邊的溝、孔，將擠土（水）在引至地表后排除，以保證對周邊的擠土效應得到盡量的削減。

軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法施工工藝

• 工藝流程

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的施工工藝流程見下圖。

• 操作要點

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的操作要點如下：

場地平整等施工準備

施工前，場地平整應完成。由于軟土上行走大型樁機易塌陷、下沉，可在場地表面鋪設碎石，場地應能保證樁機能正常就位及順利行走。同時，場地面應設置通暢的施工道路，保證管樁的運輸能夠到樁機近旁。臨時用電等按相關要求進行設置。

確定樁機數(shù)量

樁機的數(shù)量由所需施工的管樁的數(shù)量及工期決定，該工法適用大面積區(qū)域的管樁施工，為利于應力消散，在工期允許范圍內一般允許不大于15條樁/機·天（按土層地質流塑狀態(tài)的高低，可適當降低或加快施工速度）的施壓量。

若工期寬松，可按每臺樁機施工6000平方米或1200條的工作能力計算（一般在4臺以上）；若工期緊張，可按每臺樁機施工4000平方米或800條的工作能力計算。同時，場地面積及單向寬度對樁機數(shù)量可能有所限制，應滿足樁機平面間距不宜低于30米（若同時施工的樁機過多過密，不利于樁施工擠土效應的消散）。

確定施工方向

施工方向是指整個場地的樁完成的推進方向，施工方向可按以下原則順序確定（即當施工場地條件等不能滿足所有原則時，應優(yōu)先滿足前一原則）：

1）當建（構）筑物外圍設支護樁時，宜先打工程樁，再打外圍支護樁。

2）施工應由已建建（構）筑物一側向無建（構）筑物一側進行。

3）施工應向著江（塘、澤、河、海）的一側進行。

4）當施工場地較開闊，宜從中間向四周對稱施打；當場地狹長（一般情況下指樁滿布的區(qū)域長寬比大于2），宜從中間向兩端對稱施打。

5）根據(jù)樁的入土深度，宜先深后淺（一般指不同持力層樁）。

6）根據(jù)管樁的規(guī)格（樁徑等），宜先大后?。ǔ善罅抗軜稑稄讲煌瑫r方予考慮，且可使用不同樁機或夾具以保證施工同步性及擠土方向）

7）根據(jù)場地不同標高時，宜先高后低。

確定樁機平面布置及樁機路線

在樁機平面布置上，樁機陣列應與施工方向垂直設置，且在路線行走上設置時間差（即各平行路線開動時相隔2~3天）。施工路線是指樁機的行走整體路線，基本為“之”字或“弓”字形（只有在樁機施工區(qū)域為一條直線時，樁機路線與施工方向始終相同），見下圖。

密集管樁的施工，采用跳壓，跳壓可相隔2條樁為宜。跳壓基本方式如下圖所示。

泄泥溝及泄泥孔的設置

泄泥溝也叫做泄壓溝、防擠溝，本技術考慮同排水溝綜合設置，設置區(qū)域為環(huán)場及平行場地短向設置（長向超過100米時，考慮每隔30~0米設置一道）。泄壓溝截面通常為梯形，溝底標高通常與軟弱土層（淤泥層等）頂標高持平或略低（小于5米，且通常不宜大于3米，需做好圍欄、警示牌等安全措施），溝壁及溝底無需夯實，溝壁以1:0.6~1:1放坡。

泄泥孔也叫做排泥孔、泄壓孔，該工法考慮利用降水井及工程其他鉆（沖）孔灌注樁施工時的成孔綜合設置（單獨設置時，由于使用的機械及人工、排泥方式處理、回填等均會對成本及施工便利性造成影響，推薦在泄泥溝及降水井改造成泄泥孔均不能滿足泄泥要求時，在成本核算后使用）。設置位置為環(huán)場（每隔10~30米）及場內（間距以30~50米為宜），設置孔應以大徑（推薦φ800毫米）孔為主，按地質資料考慮深度宜深入軟土土層的長度為樁身設計長度的1/3為宜，泥漿采用溢滿自流入環(huán)場泥漿泄壓溝，必要時，利用泥漿泵抽排。如果是利用鉆（沖）孔灌注樁成孔時泄泥的，在管樁施工數(shù)量完成1/3時，按管樁施工方向進行成孔施工。溝內及孔內排（抽）出的泥漿，經由統(tǒng)一設置的環(huán)場溝排至場邊或場外（允許排放）的池塘、江河等或者外運。（泄泥溝及泄泥孔的設置見下圖1~圖3）。

樁位測設

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》所適用的工程，所需確定樁位較多先用全站儀精確放出軸線位置，按每天工作量提前1~2天用全站儀放出（各分區(qū)、各樁機）近期施工所需樁位。當天施工前，用卷尺對樁位按到軸線距離進行復核，樁位放線允許偏差為20毫米。

樁機的就位、校正

確定平面布置后，進行樁機就位安裝，安裝必須按有關程序或說明書進行。利用樁機的沿十字軸線運行的特點快速對準樁位。

吊樁及樁尖安裝

預應力混凝土預制樁每節(jié)長度一般在12米以內，施工前先用起重機吊運或用汽車運至樁機附近，再利用樁機上自身設置的工作吊機將樁吊入夾持器中，使樁尖垂直對準樁位中心。安裝普通鋼板制備簡易管樁的“鋸齒型開口樁尖”（樁尖的制備按該工法所采用實用新型專利制備，基本方法為：將鋼板中央鋸齒形切割開然后分別將各塊彎曲成圓筒對焊）。樁尖采用焊接安裝在管樁上。如下圖。

（管樁）自引孔

引孔的主要目的是防止表層填土堵塞管口從而影響樁芯內返土。樁機對準樁位就位、調平后，用管樁自引孔，引孔孔徑比樁徑略大（宜大于50~100毫米），引孔深度約L/5~L/3（L為設計樁長，至少至軟弱土層面）。

壓樁

利用夾持油缸將樁夾緊，開動壓樁油缸，先將樁壓入引孔深度后停止，調正樁在兩個方向的垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程把樁壓入土中，伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程，重復上述動作可實現(xiàn)連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入預定深度土層中。由于軟弱地基上樁施工壓入一般比較順利，但為增大返土量及接樁時樁自沉，應控制壓入速度，一般為1~2米/分鐘。在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關系，以判斷樁的質量和承載力。當壓力表讀數(shù)突然上升或下降時，要停機對照地質資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產生斷樁、飄樁現(xiàn)象等。

接樁及（達終壓條件時）送樁

當樁頂被壓至距地面0.8~1米，應根據(jù)配樁長度要求，吊放第二節(jié)樁駁接，盡可能達到或接近設計樁長的要求。接樁可以采用二氧化碳保護電焊接、硫磺砂漿錨接或預制快速接頭。

對于焊接，接樁時要把兩樁面上的雜物泥土清除干凈，焊接完畢檢查滿焊，不得出現(xiàn)夾渣或氣孔等缺陷，焊縫應冷卻8~12分鐘后方可繼續(xù)施壓（接駁樁處是否需要瀝青防腐涂料處理及焊縫探傷按圖紙要求）。達到壓樁終止條件時，可利用送樁器進行送樁；為使施工方便，也可采用一節(jié)標準管樁進行送樁。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的工法特點是：

1、采用設計的新型“鋸齒形筒狀開口樁尖”（專利號：2010201331757），配合管樁自引孔、控制壓速等工藝改良，有效地增大管樁內部返土。

2、除工藝的改良外，系統(tǒng)地考慮施工部署，同時采取泄壓溝（孔）等措施，有效地控制擠土效應。

中國有較多的沿海（江、河、湖）地區(qū)及濕地地區(qū)，淤泥層普遍較厚，承載力不足，這些地區(qū)進行大型廠房等地面承載力高的建（構）筑物在設計上多采用密集管樁基礎，對于在軟弱土層上大面積的密集管樁的施工，極易出現(xiàn)擠土效應，主要表現(xiàn)為：后壓樁對先壓樁的擠壓，從而造成先壓樁的偏移、傾斜或隆起，或是造成周邊地面隆起及建（構）筑物的開裂，對管樁施工質量及周邊環(huán)境影響的控制較為困難?！盾浫跬翆哟竺娣e滿布密集管樁靜壓施工工法》針對管樁的靜壓施工，著重采用新型樁尖及改良工藝以增加管樁內部返土，同時控制施工部署及綜合采用外部措施來削弱擠土效應，以達到規(guī)范施工、保證工程質量及周邊環(huán)境安全的目的。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》所用的材料及設備明細如下：

材料

管樁進料應綜合設計樁長、地質資料及試樁樁長來確定，單段樁樁長一般為9~12米，短樁樁長為3~6米。按照“15條/機·天”的施工能力，綜合樁機數(shù)量及工期進行備料。此外，樁尖、接樁焊條等相關材料也應按樁數(shù)相應配備。

設備

預應力混凝土管樁施工方法主要為靜壓、錘擊以及振動沉樁，其中靜力壓樁又可分為頂壓及抱樁壓。該工法主要適用于抱樁靜壓施工，根據(jù)施工方法的不同，選擇相對應的樁機。樁機數(shù)量根據(jù)工程量及工期確定。樁機進場后需進行相關合格證查驗及檢修。測量、泄壓溝開挖所需全站儀、挖掘機等設備按分部工程所需配備，見下表。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的質量控制要求如下：

質量控制標準

管樁作為基礎工程的重要組成部分，施工質量（含承載力、偏移及隆起偏差）按《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50202-2002要求。

質量保證措施

1、管樁、焊條等材料應該要求進行送檢，施工前做好材料質檢。

2、妥善保護好樁基軸線和標高控制樁，不得碰撞和振動，以免引起位移。

3、在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關系，以判斷樁的質量和承載力。當壓力表讀數(shù)突然上升或下降時，要停機對照地質資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產生斷樁現(xiàn)象等。

4、各節(jié)樁間的連接必須按圖紙要求進行施工及檢測。

5、超載壓樁時，一般不宜采用滿載連續(xù)復壓法，但在必要時可以進行復壓，復壓的次數(shù)不宜超過2次，且每次穩(wěn)壓時間不宜超過10s

6、為防止受外力造成樁的偏移，在終壓后，樁機離開后及時將外露樁切割；若送樁留下的樁孔，應立即回填密實。

7、壓樁完畢的基坑開挖，應制訂合理的施工順序和技術措施，防止二次土體擠壓引起的位移和傾斜，甚至斷裂。

采用《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：

1、場地內基本安全措施、臨時用電安全等按照相關要求施行。

2、做好場地內坑洞（特別對于泄泥溝、孔），需進行不少于1.2米的圍欄，由于溝孔隨時泄泥，邊坡和孔壁是不穩(wěn)定的，周邊按基坑頂部的要求處理（堆載區(qū)域及量）。

3、樁施工前采用探測儀探明地下管線位置（包括泄壓溝位置），對施工有影響的電纜等，做好記錄標記清楚。施工前向施工人員進行安全技術交底，現(xiàn)場指明并標識地下管線位置，施工過程中由施工員和安全員現(xiàn)場監(jiān)督指揮施工，確保壓樁不會影響管線。如管線較近，則應采取防護措施，保護好管線不受影響。

4、預制樁在起吊和搬運時，必須做到吊點符合設計要求；設計未有要求的，必須進行起吊驗算。

5、管樁口施工完成后用木板等覆蓋，盡量少的外露，并做好標識。

6、作業(yè)前應檢查樁機等相關機械的性能及完好情況。

7、壓樁作業(yè)時，非工作人員必須離樁機10米以外，任何人員嚴禁站在起重吊臂的正下方，其他人不得碰觸樁身，非操作人員不能進機室機械司機在施工操作時，必須聽從指揮信號，不得隨意離開崗位。應經常注意機械的運轉情況，發(fā)生異常立即檢查處理。

8、起重機在起吊樁到卸落樁的過程中，樁機嚴禁行走和調整。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的環(huán)保措施如下：

1、按照環(huán)保及文明施工的要求，對材料、固體廢棄物（含管樁樁頭、廢棄樁尖等）等要歸類存放。

2、場地內外泄泥溝、孔內的泥水要及時清理運輸，保持現(xiàn)場相對整潔。

3、建筑垃圾（含泄出的泥水、廢管樁頭等）等的堆放和丟棄應按政府部門有關規(guī)定進行管理，外運泥土需將車輛沖凈后方許開出工地。

4、做好施工噪聲控制，對于夜間和午休時間作業(yè)，要與周圍居民作好溝通工作。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的效益分析是：

經濟效益

1、由于擠土效應的削弱，對先壓樁糾偏、復壓工作量的減少（含廢樁的材料損失）是該工法帶來的最大的直接經濟效益。該部分經應用工程實踐，可達到減少總樁量約3%的二次工作量（含節(jié)省材料）。

2、新創(chuàng)制的“簡易鋸齒形開口樁尖”相較于傳統(tǒng)B形樁尖用鋼量有所減少（特別對于直徑600毫米及以上的管樁，樁尖用鋼量可節(jié)省約1/3）。

3、由于泄泥溝（孔）是與場地排水溝、灌注樁孔綜合考慮，增加費用極少，與以上兩點帶來的直接經濟效益統(tǒng)籌考慮，可將管樁施工的綜合造價節(jié)省3.23%左右。

4、由于二次工作量的減少，帶來了節(jié)省工期等的間接經濟效益。

5、由于對周邊環(huán)境的影響減少，節(jié)省了修復圍墻等構筑物裂縫、清理周邊水域增排淤泥等費用，是該工法帶來的不可忽視的間接經濟效益。

社會效益

1、通過各種措施降低了對周邊的擠土對，減少了工程建設對周邊的影響，帶來了良好的社會影響。

2、對周邊水域環(huán)境的排淤的減少，也利于良好的生態(tài)環(huán)境的保持。

3、由于對樁糾偏、復壓等二次工作量的減少，極大的提高了樁施工的一次合格率，對于施工公司的技術實力信譽等有較大的提升。

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》的應用實例如下：

《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》在“廣州南沙豐庭商務中心一期工程”、“東方電氣出?？诨厝诼?lián)合廠房二土建工程”、“同德新社區(qū)項目澤德花園二期A5、A6、F-4a、F-4b棟住宅樓工程”中得以應用，工程基樁全部檢測合格。以“東方電氣出?？诨厝诼?lián)合廠房二工程”為例做介紹。

1、工程概況

東方電氣出海口基地三期工程聯(lián)合廠房二土建工程主要為廠房±0.000以下工程，包括基礎工程（混凝土灌注樁、預制鋼筋混凝土管樁、承臺和地梁、地坪）及各類設備基礎。

根據(jù)鉆孔地質資料，本場地地層自下而下，由人工沖填土層（Qml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc）、風化殘積土層（Qel）及加里東期花崗片麻巖（Pt）組成：其中淤泥層分布廣泛，發(fā)育較厚，厚度13.10~24.40米，平均19.17米；飽和，流塑，局部混較多粉細砂或夾薄層淤泥質粉細砂；另有局部中砂層存在，含少量泥質及砂礫，平均厚度近2米。工程地坪約5.7萬平方米，采用預應力高強混凝土管樁（PHC），分為直徑600毫米、500毫米兩種，持力層為全風化花崗片麻巖層，樁長24~36米（平均樁長30米），共計7445支。

2、施工情況

根據(jù)工程施工的實際情況，該工程管樁施工以廠房12軸（長向中心軸線）為中軸線向兩端施工，共采用7臺液壓抱樁靜壓樁機，每臺機工作量控制在每天15條左右；經設計同意后將原設計B形樁尖（按標準圖集為帶筋板的圓筒樁尖）改用該工法研制并試驗確定的管樁鋸齒型開口樁尖；并在場地四周設置平均深度2.5米的泄壓溝，同時在管樁施工完1/3時候，插入灌注樁施工的沖擊成孔，形成泄壓孔，共同作用形成對擠土效應的釋放。

3、完成情況及效益

東方電氣出?？诨厝诠こ搪?lián)合廠房二土建工程采用軟弱土層大面積滿布密集管樁施工工法，已檢測管樁全部合格，質量控制良好，取得了經濟效益，社會效益顯著。加上對消除周邊環(huán)境影響（如修補臨時圍墻及地面裂縫等）其他費用的總和，該工程取得經濟效益將近100萬元，見下表。

綜合考慮不同類型樁的長度（直徑600毫米管樁按1.2的系數(shù)將工程量折算成直徑500毫米的管樁），則每米管樁施工經濟效益為約7.76（元/米），約占該綜合單價的3.23%。

注：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《軟弱土層大面積滿布密集管樁靜壓施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

大面積水隱舞臺施工工法適用范圍

《大面積水隱舞臺施工工法》適用于體育場館、大型廣場、會展中心、大型表演舞臺等采用水上舞臺作為表演載體的工程施工。

大面積水隱舞臺施工工法工藝原理

《大面積水隱舞臺施工工法》的工藝原理敘述如下：

該工法結合現(xiàn)場水隱舞臺工程實際情況，基于鋼格柵產品單元尺寸采用計算機對舞臺整體平面進行鋼格柵鋪裝布置排位，從而確定鋼格柵的安裝位置及作為舞臺鋪裝測量放線基礎。對鋼格柵板進行深化設計，采用加強筋加強鋼格柵結構強度以解決舞臺鋼格柵承載力要求與舞臺排水透水率要求的矛盾，并很好地解決了水下LED彩珠快速更換檢修的難題。舞臺鋼格柵臺面的安裝采用了“生、死”單元的組合，結合水下LED彩珠的安裝位置與安裝工藝，通過設置固定鋼格柵與活動鋼格柵的間隔組合，實現(xiàn)鋼格柵與LED彩珠的快速安裝，舞臺整體質量控制良好。根據(jù)表演要求對大型放水裝置進行深化設計，放水裝置采用工廠內加工制作，現(xiàn)場安裝工藝。通過制定合理的施工工藝與措施，確保舞臺鋼格柵單元接縫、泄水裝置鋼格柵活動安裝、臺面與周圍地面封邊處理等細部施工質量，很好地控制了舞臺整體平整度，安裝工藝簡單，施工效率高，環(huán)保無污染，確保施工安全和工程質量。

大面積水隱舞臺施工工法施工工藝

• 工藝流程

《大面積水隱舞臺施工工法》的工藝流程（見圖1）。

• 操作要點

《大面積水隱舞臺施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備

1、認真熟悉施工圖紙，組織圖紙會審，研究總體的施工工藝方案；結合工程現(xiàn)場的施工環(huán)境與實際、工程量、施工部位和工期要求研究可靠的施工方案，明確工程質量、安全控制的關鍵點。

2、依據(jù)施工進度計劃和質量要求，合理科學地做好勞動力、機械設備和材料的進場準備及其他的進場準備工作，特別是鋼格柵、水下LED彩珠的生產廠家確定與供貨及材料報驗工作。

3、舞臺主體結構施工完成，完成基層平整工作；對建設單位提供的基線水準點、施工導線點、曲線要素點進行埋設和復測，其精度確保滿足施工測量規(guī)范和設計要求。全線的坐標點、水準點、曲線要素點在施工過程中須經常復核檢查并加以保護。

二、舞臺鋼格柵板平面排位布置

1、根據(jù)舞臺鋼格柵初步設計圖紙，綜合考慮舞臺平面布置和表演功能要求，對水隱舞臺平面進行施工區(qū)域劃分，確定舞臺鋼格柵大面積安裝區(qū)域與細部處理區(qū)域，明確舞臺區(qū)排水裝置位置、蓄水池、舞臺面與地面周邊區(qū)域等細部安裝區(qū)域，為舞臺鋼格板的排位布置和后續(xù)現(xiàn)場施工做好準備。

2、基于鋼格柵單元基本尺寸，采用計算機軟件 AUTOCAD對舞臺鋼格柵安裝區(qū)域進行大面和局部排位布置，以此作為舞臺現(xiàn)場施工測量放線基準和確定鋼格柵所需工廠加工制作數(shù)量。舞臺鋼格柵排位布置要綜合考慮舞臺平面布置、舞臺面與周圍臺面接縫關系，以鋼格柵單元化加工制作、方便施工為原則，從總體布局上控制后續(xù)施工對鋼格柵的浪費。海心沙體育場館水隱舞臺鋼格柵基本尺寸0.5×1.0平方米，充分結合工程現(xiàn)場舞臺平面布置的特點，對舞臺鋼格柵進行了總體平面排位布置（見圖2），明晰了舞臺整體鋼格柵單元化快速施工與細部接縫處理的施工布局，是取得較好的經濟效益前提。

三、鋼格柵板深化設計與工廠制作

海心沙體育場館大面積水隱舞臺根據(jù)表演要求，舞臺鋼格柵使用荷載達到30kN/平方米，承載力要求高；而為了實現(xiàn)舞臺變化要求，舞臺鋼格柵板設計了透水率大于20%的透水孔，在表演中間將舞臺中心的水按計劃在一定時間內排除干凈，實現(xiàn)水上舞臺效果。基于上述要求，必須解決由于鋼格柵板開透水孔削弱了舞臺鋼格柵板結構強度的安全性要求，同時為了實現(xiàn)鋼格柵板下水下LED彩珠以后的維護與檢修工作，必須對鋼格柵板深化設計。

1、鋼格柵單元加勁肋設計

為了解決舞臺鋼格柵承載力要求與鋼格柵板透水率要求的矛盾，對海心沙體育場館對鋼格柵板進行深化設計，采用縱橫向加強肋對鋼格柵單元進行結構剛度的加強。其中橫向加強肋采用5毫米厚熱軋鋼帶、縱向加強筋采用10鋼筋進行加強，加強肋間距50毫米（見圖3），通過對鋼格柵加強肋深化設計，彌補了鋼格柵板開孔對結構剛度的削弱缺陷，很好的滿足了舞臺安全性要求。

2、鋼格柵板透光孔設計

結合舞臺水下LED彩珠的安裝工藝，鋼格柵透光孔加工制作圖形（見圖4），以實現(xiàn)LED彩珠的檢修與快速更換。LED彩珠初裝完成后，以后需進行壞掉LED彩珠更換時，只需將LED彩珠從透光孔取出進行整體更換即可，而無需掀起整塊鋼格柵板。

三、預埋件安裝和找平層施工

1、根據(jù)舞臺鋼格柵排位布置圖，校核舞臺結構軸線并以此為基線彈出預埋件安裝定位線。為了便于舞臺鋼格柵施工，施工員在墊層板面把所有軸線控制線和單元鋼格柵位置邊線彈出墨線并標明，進行鋼龍骨施工時再次進行復核調整，保證舞臺工程的整體性。

2、根據(jù)預埋件設計大樣圖（見圖5），在施工現(xiàn)場加工廠按規(guī)格加工制作好所需預埋件，預埋件由頂面鋼板和4根鋼筋通過焊接而成，預埋件加工制作過程要嚴格控制預埋件腳長度，保證預埋件腳嵌固深度滿足設計要求，并按照預埋件定位線埋設好，位置要準確并控制好預埋件的頂面標高。

3、預埋件安裝好后進行水泥砂漿找平層施工（見圖6），施工中控制好找平層標高，預埋件頂面與找平層頂面齊平。

四、大型放水裝置安裝

1、對進場的大型機械放水裝置構件進行驗收，驅動油缸和擺臂相關參數(shù)滿足設計要求，油缸行程滿足要求，行程385毫米。

2、根據(jù)中心舞臺放水裝置的相對位置，利用測量儀器在基坑內（泄水口處）確定中心舞臺放水裝置要安裝的位置和中心（見圖7），并對泄水口處預埋件進行檢查、復核確定預埋件位置在允許誤差范圍內。

3、根據(jù)大型放水裝置電氣控制設計圖安裝其動力驅動系統(tǒng)和同步機構。

4、基于機械放水裝置深化設計安裝圖，在地面上進行機械放水裝置的組裝，按照每套放水裝置規(guī)格把鋼板、擺臂、驅動油缸組裝成一個完整的放水裝置本體，其中油缸安裝在推方向位置的第三個擺臂點，整個排水機構蓋板以拉升為主，組裝后的放水裝置本體各擺臂要轉動靈活。

5、對放水裝置擺臂和油缸基座安裝位置進行定位并安裝其基座，擺臂基座為長為300毫米的4號角鐵，間隔2米一組；油缸基座由300毫米長的6號角鐵和10號槽鋼組成；各基座與排水口處結構預埋件相連接。

6、對泄水口周邊結構進行清理，并用砂漿進行找平，保證泄水口周邊平面平整、無毛刺。進行泄水口周邊角鋼封邊和通長橡膠條安裝，封邊采用6號角鐵，通長橡膠條厚50毫米安裝好后的橡膠條要與泄水口接觸緊密，表面無毛刺，厚度均勻一致。

7、把地面上組裝好的升降機械放水裝置本體與其基座通過螺栓與基座進行連接，確保形狀與周邊橡膠條吻合，緊密接觸，無漏水，并對連接的擺臂、驅動油缸進行調節(jié)，轉動需靈活，確保安裝精度。

8、根據(jù)放水裝置智能控制電氣圖安裝電線，將驅動設備與控制系統(tǒng)連接；根據(jù)放水裝置的升降高度，初步安裝行程開關，并與控制系統(tǒng)連接；調試運行放水裝置的升降至升降動作正常，運行平穩(wěn)無異常噪聲，裝置與周邊緊密貼合，保證不漏水，運行調試到合格狀態(tài)。

五、鋼龍骨安裝

1、根據(jù)設計圖紙和舞臺鋼格柵排位布置圖以舞臺結構軸線為基準測量放出鋼主、次梁中心線，并以墨線在結構找平層上示出，便于施工，鋼龍骨中心線過預埋件中心線。

2、按預埋件與鋼梁連接大樣（見圖8），主鋼梁與預埋件進行點焊固定，焊接固定后再用素混凝土覆蓋預埋件并起到輔助固定主鋼梁的作用，厚度以覆蓋住主鋼梁下翼緣為準，長邊比預埋件邊長50毫米以上。

3、主鋼梁安裝完成后進行次向鋼梁安裝，按照鋼格柵布置平面圖進行，次鋼梁直接放置在主鋼梁上并進行焊接固定，焊接間距500毫米。

4、泄水口處活動鋼龍骨處理（見圖8），活動鋼龍骨跨過泄水設置上方，泄水口兩側的鋼龍骨處設計一活動套，活動鋼龍骨支承在活動套內，方便以后泄水裝置的快速檢修。

六、鋼格柵安裝

1、舞臺鋼龍骨安裝完成后，復核鋼龍骨頂面標高并進行找平和調整，對進場鋼格柵進行產品驗收，杜絕不合格產品。

2、基于鋼格柵板排位布置圖和鋼格柵基本單元圖紙，進行鋼格柵安裝施工；舞臺鋼格柵安裝按照生死單元相間排列組合進行（見圖9），首先在單元鋼格柵位置安裝4個角部的次鋼龍骨上焊接長為50毫米的長40×4的角碼，此碼用于固定鋼格柵單元的限位；然后在次鋼梁上放置5毫米厚與次鋼梁同寬的橡膠墊，鋼格柵固定單元置于此橡膠墊上，并調整鋼格柵表面平整度，符合要求后，進行焊接固定為死單元；最后安裝活動鋼格柵，此活動鋼格柵內肋與角碼緊扣，限制活動鋼格柵的平面內運動，但垂直方向可掀起，為活動單元（生單元）。

3、舞臺面與周圍地面相接處異形鋼格柵細部處理，根據(jù)舞臺鋼格柵排位布置圖并結合現(xiàn)場舞臺鋼格柵大面安裝的實際情況，按照接縫處尺寸進行異形鋼格柵的現(xiàn)場切割加工，異形鋼格柵安裝要保證收口接縫處嚴密，接縫寬度不能大于5毫米。

4.舞臺鋼格柵區(qū)域整體安裝完成后，進行鋼格柵臺面的調整固定，全部臺面均不得有大于毫米階臺高度差，舞臺面接縫寬度不大于5毫米。

七、鋼格柵封邊

1、鋼格柵封邊梁與次鋼梁進行連接固定（見圖10），舞臺面與周圍地面采用斜坡搭接，坡度1:20，不可存在臺階，可適當與舞臺結構現(xiàn)場配合處理。

2、根據(jù)舞臺整體安裝的實際情況，封邊梁局部可采用角鋼進行封邊，但需保證搭接位置不得有大于5毫米的縫隙。

八、鋼格柵板表面油漆噴涂

舞臺鋼格柵安裝完成后，進行舞臺鋼結構表面防腐處理，安裝完成后的舞臺面平整度、垂直度應符合驗收規(guī)范，表面平整，板縫處理符合工藝要求，板面干凈，無金屬物處露，在鋼格柵板表面噴涂塑膠層以滿足防滑要求，噴涂塑膠層要均勻、平整。

九、勞動組織

勞動力人員配置（見表1）。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《大面積水隱舞臺施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

大面積青銅裝飾板施工工法適用范圍

《大面積青銅裝飾板施工工法》適用于各種造型的室內外幕墻采用大型金屬裝飾板工程的施工，以及中高層、水平截面曲面尺寸較大的、豎軸還可發(fā)生一定角度傾斜的曲面簡體結構、造型復雜的異形結構的裝飾飾面工程的施工，此類結構常見于文化娛樂設施、展覽館、博物館、體育館及商城等。

大面積青銅裝飾板施工工法工藝原理

《大面積青銅裝飾板施工工法》以嚴格的工程測量為依據(jù)，采用全形面放線定位，對每一塊板的三維尺寸進行測量，使得每一塊安裝板均有立面可視操作面，利用計算機建立立體模型，以確保青銅裝飾板的加工精度。

在混凝土結構墻體上均勻布設鋼支座和彈簧卡子，通過調整T形支座，控制外表面到銅板面的距離；選擇彈簧卡的槽形調整支座，并加墊片以調整并保證彈簧卡卡口中心到銅板完成面的距離。裝飾板背面設置加強肋及連接鋼管，通過連接鋼管和彈簧卡子將裝飾板與主體結構緊密牢固的連接在一起。安裝過程中，在幕墻外完成面拉垂直線，以控制裝飾板距結構尺寸和水平度，并設置水平標高控制線，以控制裝飾板的標高，通過對現(xiàn)場安裝進行協(xié)調和控制，保證幕墻安裝的整體平整度。

大面積青銅裝飾板施工工法施工工藝

• 工藝流程

《大面積青銅裝飾板施工工法》的工藝流程如下：

一、青銅裝飾板制作工藝流程

銅板下料→折邊→斷面卷弧→種焊螺柱→單板組裝→化學蝕刻→化學著色→噴涂保護層→成品檢驗→包裝運輸→進場檢驗。

二、乳釘制作工藝流程

乳釘主體制作→螺桿制作→焊接組合→表而裝飾和保護→成品檢驗→包裝運輸→進場檢驗。

三、青銅幕墻安裝工藝流程（圖1）

• 操作要點

《大面積青銅裝飾板施工工法》的操作要點如下：

一、測量放線

1.原始依據(jù)校核

1）軸線校核；從地下一層、首層西門、女兒墻處對T4、T11、16軸角度進行角度、直線、垂直和設計傾角的校核。

2）標高校核∶依據(jù)筒體西門首層西門立面的標高點＋0.500米，校核地下一層、地上各層及女兒墻標注的標高。

2.銅板分格的控制標高測定

從每一層東西兩側窗口立面外墻角四個點及16軸兩頂點對銅板分格的控制標高進行測定。

筒體上標高點與外圍結構同一標高點校差，看筒體的標高是否下沉，如果有下沉，記下數(shù)據(jù)以備考慮簡體標高調整，使銅幕墻22、25、28、31、34米處的水平縫與點式玻璃幕墻相應的水平縫在同一水平線上。

由首層依層次抄測到女兒墻上口，高程傳遞往返進行，豎向依次閉合。依據(jù)每層窗口處的標高點，用水平儀從起點順時針沿外墻向16軸頂點引測同一標高，用同樣的方法從對面的窗口起點逆時針沿外墻向16軸頂點引測同一標高，標準點閉合。為了提高精度，應用測量的逆順序返測量每一標高點，完全閉合方可使用。

3.銅板的水平線抄測

銅板水平應根據(jù)板塊的高度在每層標高控制范圍內分格。分格方法應先抄測6個標準點，然后用水平儀在相鄰的標準點內抄測并閉合。

4.板的水平控制點（出墻距離點）測定

在地下一層、首層和屋面女兒墻平面處進行銅板的主水平控制點（出墻距離點）的測定，二次水平控制點，以每一層3米均有實際測量矢量數(shù)據(jù)，以備計算機輔助設計時使用。以地下一層的測定數(shù)據(jù)，建立以橢圓為中心的建筑物矩形控制網點。

5.板的點位測定（圖2）

采用極坐標法，測定出每塊銅板的定位坐標X、Y、β和極距D，并進行電腦排版計算，建立點的坐標表。

6.中間銅板的豎向點位測放

分別依據(jù)在地下一層和屋面上的分格點，同一斜向板鋼絲貫通每一根鋼絲線用角鋼支座支撐固定，每個角鋼用兩個M10的膨脹螺栓與主體結構固定，角鋼定位后與膨脹螺栓進行點焊，每根鋼絲線的下端在地面處要用緊絲扣拉緊。

二、加工制作

結構體外飾面為青銅幕墻，為達到"古青銅色"裝飾的效果，選用1.5毫米厚的H62黃銅板材，采用化學蝕刻成型及著色工藝進行加工制作。統(tǒng)一了加工制作的驗收標準，內容包括角度、曲率、長、寬、高、對角線、紋飾、顏色、板體機構，出廠前，必須按照驗收內容進行校對核實。

1.青銅裝飾板加工

1）銅板下料

用展平機將銅板卷展平，由剪板機按深化設計后的各單板尺寸、規(guī)格進行裁剪下料。

2）種焊螺柱

采用電容螺柱焊機，配作導軌滑動式工作臺面移動裝飾銅板，靠模定位、定尺、定點在銅板背面種焊螺柱。

3）化學蝕刻

采用印刷工藝在潔凈的銅板表面印上銅板所需紋飾，然后根據(jù)銅板的化學屬性，通過與化學液的反應進行化學蝕刻。

4）化學著色和保護涂層工藝

將裝飾銅板的成型板材進行拋光，然后置入氧化池進行氧化著色，再經清洗中和、烘干，最后進行兩度抗氧化涂層。

抗氧化涂層材料選用"氟碳漆"，采取兩度噴涂并兩度烘烤工藝。

5）成品檢驗

按深化設計后的圖紙及計算書的計算結果，分別制作樣板，由圓弧樣板校測、控制大小圓弧準確成型。

2.乳釘加工

1）乳釘主體制作

制備球面成型、整形及切邊之鋼模及切邊之鋼模，選用H62厚1.5毫米銅板，分別通過鋼模機壓花紡及球面成型，整形后，再經機切鋼模切去工件底部的成型工藝邊料。

2）螺桿制作

采用H62銅棒，經機床絞絲，切準長度即成。

3）焊接組合

采用定位工夾具，將螺桿準確置定于乳釘中部，然后以銅釬焊工藝焊固即可。

4）表面裝飾和保護

按裝飾銅板的著色和保護涂層的工藝方法，對乳釘表面裝飾和保護。

三、銅板運輸

由于單塊板材為1000毫米×3000毫米，尺寸較大，且為1.5毫米厚的薄壁銅板，在運輸過程中采用專用的運輸木箱，一次運輸兩塊，背對背中間夾放30毫米厚聚苯板，木箱板面與銅板也要夾30毫米厚聚苯板。

根據(jù)現(xiàn)場銅板的安裝位置和安裝順序。對銅板進行了統(tǒng)一編號，出廠前按加工單統(tǒng)一編號。并根據(jù)現(xiàn)場安裝進度，分批進行銅板的運輸，以滿足施工進度的要求。

四、銅板驗收

制定了統(tǒng)一加工的驗收標準，包括角度、曲率、長、寬、高、對角線、紋飾、顏色、板體機構。按圖紙設計尺寸對結構、實際尺寸進行校對核實，銅板進場后，由業(yè)主、總包、安裝分包、加工制作單位組成驗收小組，按驗收標準進行銅板驗收，合格銅板按施工要求搬運進作業(yè)層。

五、安裝工程

青銅幕墻為無龍骨紋飾銅板幕墻，具有尺寸大、雙曲面及節(jié)點特殊的設計要求，是中國國內最大面積的曲線銅板幕墻，其技術含量高。

1.埋件清理及增補

依據(jù)結構墻面支座控制線對原結構預埋板表面混凝土進行剔鑿、清理，對偏離控制線的埋板進行一端搭接補焊，另一端植化學螺栓進行處理，需要增加的埋件全部采用植化學螺栓將埋板緊密與結構相連，支座應確保焊接質量符合焊接規(guī)范要求。埋件清理及補植錨固板、支座和面板安裝，均由上到下，分層安裝，層間由南、北向中間進行安裝。

2.支座定位、安裝

依據(jù)結構墻面彈出的直線和設置的銅板控制鋼絲線，按支座安裝節(jié)點圖要求，先把T形支座的角碼與錨固鋼板點焊，復核位置合格準確無誤后再滿焊。焊接質量符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》和設計要求，焊縫清除焊渣后，涂刷防銹無機富鋅底漆兩遍。T形支座的角碼滿焊后，調整T形支座外表面到銅板面的距離，保證在24.5毫米，偏差控制在±1毫米范圍內。

3.彈簧卡子的定位、安裝

根據(jù)結構的出墻距離，選擇彈簧卡的槽形調整支座，并加墊片以調整并保證彈簧卡卡口中心到銅板完成面的距離為40.5毫米，偏差控制在±1毫米范圍內。

4.銅板安裝

安裝前核對支座的規(guī)格、尺寸、數(shù)量、編號是否與現(xiàn)場施工相符，按照排版圖上的銅板編號，嚴格要求銅板對號進行安裝。銅板外完成面拉垂直線，以控制銅板距結構尺寸和水平度，保證銅板裝飾質量。銅板安裝成一字形。分格縫設置為5毫米。水平縫上下口一致，立縫上下貫通一致。銅板安裝由上向下層層進行安裝，每圈銅板均設置一道標高控制線進行測控，保證銅板墻面標高正確，銅板安裝時嚴格按照設計要求及施工規(guī)范進行施工，保證安裝質量及銅板的花色、紋理一致。

5.青銅幕墻保溫層及防水層的施工

室外部分的青銅幕墻采用50毫米厚擠塑泡沫保溫板進行保溫處理。安裝室外標準銅板前，先將擠塑泡沫保溫板安裝于銅板背面，保溫材料要求安裝密實，與銅板粘接牢固。

用于室外幕墻的銅板之間設置特殊防水鋁型材，內部填塞二道防水膠條，形成構造防水，型材間涂膠密封防腐。每相鄰兩塊銅板之間填塞以上泡沫條。并用硅酮耐候密封膠封堵，進一步增強了防水效果。

6.乳釘安裝

每四塊青銅裝飾板集合點設置一枚銅制乳釘，既作為裝飾銅板的固定點，又作為整體幕墻的裝飾點。標準青銅板安裝確定后，用M6×40自攻自鉆釘將青銅板固定在T形支座上。集合點周圍四塊青銅板均安裝穩(wěn)固后，將銅板壓板扣在集合點上，壓板與銅板之間設置12毫米厚橡膠調節(jié)墊塊，并用M8×10全螺紋不銹鋼螺栓進行擰固，螺栓與壓板之間設置ф50墊片，最終進行乳釘?shù)陌惭b。室外施工時，待板縫間的防水密封膠填堵完畢后，方可進行乳釘?shù)陌惭b。

六、特殊節(jié)點處理

1.青銅幕墻與玻璃幕墻連接節(jié)點

根據(jù)設計意圖，玻璃穿過銅板，要求銅板圖案連續(xù)、結構斷開。采用在混凝土結構上增設玻璃幕墻的節(jié)點板，用于固定玻璃槽，玻璃兩側的銅板在實測實量后進行加工制作，銅板與玻璃槽、玻璃與玻璃槽之間采用密封膠泡沫棒進行封堵。

2.青銅幕墻與石材幕墻連接節(jié)點

傾斜的青銅幕墻與垂直的石材墻面約有150毫米的空隙。從外立面看兩種材料墻面相交形成拋物線曲線。在室外銅幕與石幕相交的地方增加一條鋁制蓋板，分別與銅幕和石幕骨架固定，石板與銅幕接觸的端頭的縫隙用密封膠封堵。

3.青銅幕墻與屋面天窗連接節(jié)點

在斜筒體結構穿過吊頂、屋面部位設置一圈采光天窗，在天窗上部與銅板交接處增加坡水板，披水板分別與結構和天窗連接，在披水板與結構墻面連接部位封堵硅酮密封膠。采光天窗下部銅板頂端與天窗鋼結構之間填塞泡沫棒及封堵硅酮耐候膠，保持室內的密閉性。

4.青銅幕墻與地面連接處節(jié)點

青銅幕墻最底端與地下一層石材地面相距20毫米凌空設置，背面設置一塊石材立板，銅板折邊端頭用雙面膠條與銅板、石材立板壓緊。

5.屋面女兒墻銅板安裝節(jié)點

屋面女兒墻端頭銅板與頂部第一道水平加強筋連接處設置密封膠，并用鋁角碼與3毫米厚噴涂顏色與青銅板顏色相同的鋁單板連接，連接處設置泡沫棒及硅酮耐候膠。