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汉口文体中心54m高杆灯施工技术要领

摘 要:汉口文体中心项目位于武汉市江汉区新华下路5 号,足球场设计采用4 个高度为54m的高杆灯。由于场地地质条件差,且工程为改造工程,其场地狭小,空中电缆线杂乱,钻孔灌注桩机械无法进入,因此土体加固采用高压旋喷桩。文章从桩基到基础再到吊装,阐述了高杆灯施工的整个施工过程,为今后类似施工提供了参考依据。

1 工程概述

汉口文体中心修缮升级及地下停车场新建工程位于武汉市江汉区新华下路汉口文体中心内,该工程是为了满足第七届世界军人运动会足球场的要求而进行修缮和升级。场区设计有4 个足球场地照明高架灯塔,杆体采用A572Gr65(低合金高强度铌钒结构钢)制成的16 边形体,杆体焊接采用电脑数控全自动连续埋弧焊技术来封闭空心杆体,确保了焊缝的均匀一致和杆体的整体强度,其整体外形美观,灯拍上设计有96 盏灯具,灯塔总高度54m(45m+9m)。

2 场地地质情况

本工程场地地面标高为21.2m,根据地勘报告显示,场地自上而下各主要土层的承载力特征值、压缩模量及桩承载力特征值如下:第(1)-1 层为杂填土,层厚0.5 ~ 0.7m,密实;第(1)-2 层为素填土,层厚1 ~ 8.7m,稍密;第(2)层为淤泥质粉质黏土夹粉土,层厚0.7 ~ 7m,流塑;第(3)-1 层为粉砂、粉土夹粉质黏土层,层厚8 ~ 12.9m,稍密~软塑;第(3)-2 层为粉砂夹粉土,层厚1 ~ 15.4m,稍密~软塑;第(3)-3 层为粉砂层,层厚0.2 ~ 15.9m,中密。具体参数详如表1 所示。

3 灯塔基础桩基施工

本工程灯塔基础埋深3.5m,位于淤泥质黏土层中,该土层地基承载力特征值fak≤150kPa,不满足灯塔基础施工要求,故采用高压旋喷桩对现场淤泥质黏土进行处理。工程基础形式为柱下独立基础,地基为高压旋喷桩进行加固处理的复合地基,每个灯塔基础加固范围为7m×7m,共64 根桩径为400mm 的高压旋喷桩,持力层为(3)-2 层,桩长≥13.5m,桩端进入持力层深度> 1m,桩间距为1000m,排间距为1000mm,单桩竖向承载力特征值为230kN,多桩复合地基承载力标准值> 170kPa。旋喷桩在施工前应做桩的配合试验。注浆采用强度等级为42.5 级的普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比1.0 ~ 1.2,可以加入适量的外加剂和掺合料,以上用量应从现场取土,根据设计要求的加固土试块在标准养护条件下28d,对抗压强度平均值进行试配确定。高压旋喷桩施工采用双管法,压力应> 20MPa,流量>30L/min, 气流压力> 0.7MPa, 提升速度为0.2m/min以下,全桩长复喷。试桩桩顶超灌500mm。桩长以进入持力层为确定条件。施工中,必须随时检查施工记录和计量记录,重点检查水泥用量、桩长、提升速度、复喷次数、复喷深度、停浆处理方法等。成桩28d 后,经检测,256 根高压旋喷桩各项指标均满足设计及规范要求。

灯塔桩平面图如图1 所示。


4 灯塔基础施工

根据灯塔设计图纸,灯杆底部内力弯矩为3930.9kN·m,剪力为99.6kN,轴力为184.8kN,灯塔基础采用C35 混凝土,灯塔基础大样如图2 和图3 所示。由于灯塔基础凸出部分为3m×3m×2m,体积过大,为止传统模板加固导致灯塔预埋件偏位、倾斜等问题的发生,本灯塔基础周边采用毛石混凝土填坑,首先将灯塔基础凸出部分用木模板打围,完成初步加固后,在灯塔基础坑内采用C20 毛石混凝土分层填充,每层浇筑高度≤1m。



  



5 灯杆吊装

5.1 灯杆安装程序

本工程灯塔总长54m(45m 灯杆+9m 灯盘),采用100t 吊车分4 节进行吊装。首先将小部件与灯杆段固定(爬梯、避雷、操作平台等),杆体的竖立采用单管空中垂直吊装套接的方式,先吊装底节就位,然后分别吊装中间节、顶节,各节在空中吊装就位,各杆段竖立完毕后,再施加套紧力。

5.2 灯杆空中垂直吊装套接

(1)底节安装。

首先拆除灯塔基础上的定位模板,并保证定位模板下方的螺母全部在同一水平面上,接着用100t 吊车吊起底节(第一节),底节塔身上的手孔门对准控制室上的馈线窗,并将底节螺栓孔与预埋地脚螺栓对应就位,最后拧紧底节上面的双螺母。

(2)中间节吊装。

底节安装就位以后,依据设计图纸预先编好的杆段号,自下到上的顺序逐节吊起套接。

(3)灯拍吊装。

灯拍上设计了96 盏灯具,在地下组装完成后再随最后一段灯杆一起吊装,如图4、图5 所示。


5.3 吊装注意事项及要求

(1)由于高杆灯的吊装属于高空作业,因此高杆灯在施工前应编制专项施工方案,并根据每根杆体长度设计合理的吊装点,现场吊装时应按照方案实行,同时应将安全放在第一位,现场吊装过程中由指挥统一指令。

(2)分段灯杆堆放区应尽量靠近基础位置,并架空放置。

(3)由于杆体较重,起吊时,杆体需平稳缓慢提升,以免产生晃动。

(4)第一杆吊装时,当杆体就位以后底板上面的螺母应尽快安装,待水平螺母调节完,用经纬仪校正杆体垂直度,如果杆体偏心,应先紧固离重心较远一侧的螺栓。(5)吊装完毕后,高杆灯中心垂直度≤ 总

高度的1/1500。高杆灯上下段相对扭转角≤1°,绝对扭转角≤2°。

6 灯杆防护与安全措施

(1) 灯杆施工完成后底部采用C15 混凝土浇筑150mm 高防护底座,并采用黄黑油漆做警示标识。(2)为防止有人随意攀爬高杆灯,本项目将爬梯离地高度控制在3m 左右,后期工作人员需要攀爬时另搭设梯子辅助。

7 结束语。本文以汉口文体中心项目为例,针对地质条件差的大型高杆灯,详细先容了从桩基到基础再到吊装全过程施工,整个施工过程安全可靠,确保了施工安全。4 个高杆灯施工完成后经复测垂直度满足规范要求,可为今后类似高杆灯施工提供参考。


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