1、技术产生背景
钢管立柱桩能适应大跨、重载等条件，符合现代施工技术的工程建设要求，它利用钢牛腿、节点环板的传力方式，充分发挥了钢管柱的优势。
超深大直径钢管立柱孔径大、深度深、垂直度要求较高，传统的钻孔工艺难以保证成孔质量；传统的钢管定位方法需人工进入钢管内部进行操作，安全风险高；因此需研究一种确保成孔质量、可安全迅速实现钢管柱垂直度控制的技术，并且施工过程中混凝土浇筑质量应满足施工要求的工艺。
2、技术内容
采用不同直径钻头分别扩孔并配合超声波孔壁垂直度检测仪解决成孔难问题，利用可视化液压定位系统解决钢管柱定位精度高的难题，利用双导管灌注确保混凝土浇筑质量。
（1）解决成孔难的问题
以孔径2800mm为例，根据钻孔桩成孔大小的钻进需要，选择两种型号的旋挖钻机，依次按照1.5m、2m、2.8m的直径逐次扩孔。
1）先用TR280D旋挖钻机配1.5m直径钻头，一次钻进到底；
2）TR280D旋挖钻机更换为2m直径钻头，进行第一次扩孔，每钻进20m，进行超声波检测垂直度，及时发现偏差并进行纠偏；
3）更换为TR460C旋挖钻机配2.8m直径钻头，进行第二次扩孔，每钻进20m，进行超声波检测垂直度，及时发现偏差并进行纠偏。
（2）解决钢管柱定位难的问题（见图1-1）
图1-1液压定位纠偏系统垂直度控制原理示意图
1）首先在钢管柱2底部安装四个液压千斤顶3，用液压千斤顶油管4将液压千斤顶3与油缸控制按钮5连接起来；
2）根据增加配重计算出来的水位高度后安装定位板11，调整高清摄像头6位置到最佳成像位置，用传输网线将高清摄像头6与电脑显示屏8连接起来；
3）按照设计位置安装定位平台9；
4）吊装钢管柱2至定位平台9上方，然后缓慢放至到钻孔桩1中，下放过程中不断在钢管柱2中加水增加配重，直至钢管柱达到设计埋深位置；
5）用定位平台9调整钢管柱管口中心点位置与设计中点位置重合并固定；
6）在定位平台9上架设激光垂准仪（中心点与钢管柱管口在同一竖直线上），打开激光垂准仪将激光点投影到定位板11上，通过高清摄像头6传送到地面电脑显示屏8上可以清晰的看到激光点在定位板上的位置；
7）在地面上通过液压油缸控制按钮调整液压千斤顶的伸缩，使得激光点与定位板中心13重合，再将液压千斤顶3伸长至钻孔桩1孔壁处固定，完成整个钢管柱的安装定位。
（3）双导管灌注混凝土
利用双导管灌注钢管立柱桩混凝土，确保关注质量。
3、技术性能和技术特点
（1）针对性强：对于孔超深、管径大、定位难、垂直度高等特点的钢管混凝土柱制定。
（2）新颖性：技术先进可靠，工法中的钢管柱能有效利用现有技术设备，通过组合常见的“视频摄像头+液压千斤顶+定位板+电脑显示器”集成可视化液压定位纠偏装置，施工效率高，过程操作可控。
（3）安全性：采用无人下桩孔的一系列操作定位动作，进行钢管的精确定位，人员的全安性得到极大保障。可供同类特点工程施工借鉴。
4、适用范围及应用条件
本技术适用于孔超深、管径大、定位难、垂直度要求高等特点的钢管混凝土柱施工。本技术中的超深大直径钢管混凝土柱是指在圆形钢管内填灌混凝土的结构柱。
5、已应用情况
应用于南宁地铁3号线青秀山1号风亭组钢管立柱桩施工。1号风亭组深度57.8m，钢管混凝土柱兼做临时中立柱。钢管立柱桩钻孔深度79.2m；钻孔直径2800mm；钢管柱总长度66.1m；总重量71.08t；直径1300mm；牛腿9道；垂直度要求≤1/1000；采用“可视化液压定位纠偏系统”进行定位，垂直度控制在0.3/1000，满足设计要求。采用双导管灌注混凝土，超深桩基混凝土质量达标，经检测为Ⅰ类桩。
本文内容来源住建部《城市轨道交通工程创新技术指南》
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