矩陣式群錨地腳螺栓預(yù)埋安裝施工技術(shù)

賈 敬 峰

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

矩陣式群錨地腳螺栓預(yù)埋安裝施工技術(shù)

賈 敬 峰

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

以某鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)地腳螺栓預(yù)埋安裝工程為例，介紹了矩陣式群錨地腳螺栓預(yù)埋安裝的施工技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)的工藝特點(diǎn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制進(jìn)行了總結(jié),以達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)地腳螺栓精確預(yù)埋的目的。

矩陣式，群錨地腳螺栓，雙層定位模具，安裝精度控制

0 引言

隨著建筑科技日新月異的發(fā)展，大型工業(yè)廠房也由原來的混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇罂缍鹊匿摻Y(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)因其具有跨度大、工廠化作業(yè)量大、自重輕、安裝施工快的特點(diǎn)逐漸成為大型廠房的首選形式，而鋼結(jié)構(gòu)與混凝土基礎(chǔ)的連接方式目前基本采用預(yù)埋螺栓連接，鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼柱的安裝精度控制是整個(gè)廠房安裝質(zhì)量控制的關(guān)鍵，為了滿足鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼柱預(yù)埋螺栓安裝精度的要求，采用矩陣式裙錨地腳螺栓技術(shù)安裝，從而保證預(yù)埋螺栓的安裝精度及準(zhǔn)確性，達(dá)到設(shè)計(jì)及施工規(guī)范的要求。

1 工程概況

山西呂梁煙草倉(cāng)儲(chǔ)分揀用房工程位于孝義市崇文大街以北，規(guī)劃文昌路東側(cè)，倉(cāng)儲(chǔ)分揀用房總建筑面積6 211.21 m2，工程總長(zhǎng)100.63 m，寬58.28 m。倉(cāng)儲(chǔ)分揀用房為倉(cāng)儲(chǔ)分揀用房，鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，上部鋼結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接采用在混凝土基礎(chǔ)中預(yù)埋螺栓進(jìn)行連接，共設(shè)獨(dú)立基礎(chǔ)90個(gè)，預(yù)埋螺栓2 152套(其中規(guī)格從M24～M45，長(zhǎng)度從660 mm～1 220 mm)，全部應(yīng)用矩陣式裙錨地腳螺栓技術(shù)安裝。

2 技術(shù)特點(diǎn)

矩陣式排列：矩陣是由M×N個(gè)數(shù)，排列形成M行N列的數(shù)表，按照矩形方陣原理所形成的平面排列形式；群錨地腳螺栓：為了保證上部鋼結(jié)構(gòu)與下部混凝土基礎(chǔ)可靠連接，保證螺栓與基礎(chǔ)的摩擦力滿足工程結(jié)構(gòu)整體工作要求，經(jīng)過理論計(jì)算提出螺栓埋設(shè)深度、數(shù)量、構(gòu)造等設(shè)計(jì)要求，將多個(gè)螺栓埋入下部混凝土基礎(chǔ)中的一種錨固方式。該工程施工中通過對(duì)定位模具進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，設(shè)置雙層定位模具結(jié)合螺栓根部與基礎(chǔ)鋼筋焊接的措施，對(duì)預(yù)埋螺栓進(jìn)行固定，增加了對(duì)預(yù)埋地腳螺栓的約束點(diǎn)，有效地控制了垂直度以及螺栓間的相對(duì)位置；設(shè)置滿堂腳手架體增加獨(dú)立基礎(chǔ)間的相互約束、合理利用測(cè)量?jī)x器全程控制標(biāo)高軸線等措施，有效控制螺栓間、獨(dú)立基礎(chǔ)間相對(duì)位置，修正了外露螺栓不垂直的問題，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)鋼柱安裝一次就位。該工程設(shè)定了控制目標(biāo)值：矩陣式群錨地腳螺栓相對(duì)位置偏移控制在2 mm之內(nèi)，外露絲頭垂直度控制在2 mm之內(nèi)，避免鋼柱安裝過程中出現(xiàn)二次擴(kuò)孔。

3 施工準(zhǔn)備

主要材料：腳手架鋼管φ48×3.5、定位模具(竹膠板12 mm)、金屬板、預(yù)埋地腳螺栓(M24～M45)、電鉆。

主要儀器：經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺、水平尺、線錘。

4 施工工藝流程

施工工藝流程如下：

綁扎獨(dú)立基礎(chǔ)鋼筋→在每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)柱四周搭設(shè)腳手架支架→定位模具設(shè)計(jì)及加工→地腳螺栓就位→安裝雙層定位模具→獨(dú)立基礎(chǔ)間架體固定及定位復(fù)測(cè)→混凝土澆筑→拆除定位模具→驗(yàn)收交接。

4.1 鋼筋綁扎

獨(dú)立基礎(chǔ)鋼筋綁扎時(shí)，在鋼筋籠內(nèi)設(shè)置鋼筋馬凳用于支撐上層鋼筋。在獨(dú)立基礎(chǔ)四周，采用鋼架管搭設(shè)支撐架，架體上部水平管底標(biāo)高為基礎(chǔ)混凝土頂標(biāo)高，在錯(cuò)開預(yù)埋地腳螺栓的位置設(shè)置多道水平鋼管，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水平鋼管的標(biāo)高采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄平，確保鋼管支架標(biāo)高準(zhǔn)確。

4.2 定位模具設(shè)計(jì)及加工要求

用于定位模具的竹膠板，表面平整，層間粘結(jié)密實(shí)，選用變形小、強(qiáng)度高的竹膠制作時(shí)，厚度宜為12 mm，具體情況應(yīng)根據(jù)獨(dú)立基礎(chǔ)平面尺寸區(qū)別對(duì)待。

根據(jù)不同獨(dú)立基礎(chǔ)的截面形式、截面尺寸、預(yù)埋螺栓數(shù)量、規(guī)格、預(yù)埋位置，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，繪制矩陣式群錨地腳螺栓模具加工圖，并委托專業(yè)廠家加工制作雙層定位模具，進(jìn)行地腳螺栓相對(duì)位置和垂直度控制。不同規(guī)格尺寸的模具進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后由操作人員按照基礎(chǔ)類型進(jìn)行編號(hào)，其中模具在加工螺栓孔時(shí)比螺栓直徑增大3 mm，并且全部靠右(模具設(shè)計(jì)加工圖見圖1)，安裝地腳螺栓時(shí)每個(gè)模具上的全部螺栓穿孔全部靠一側(cè)進(jìn)行加固，緊靠模具定位孔左側(cè)進(jìn)行安裝控制，方便工人操作，可降低安裝誤差。

4.3 地腳螺栓就位

采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀將每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)的軸線控制線和標(biāo)高控制線投測(cè)于支撐架上，將螺栓按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行就位，采用鉛絲與基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行初次固定。

將加工好的第一塊定位模具放置在鋼管支撐架上，并將每個(gè)螺栓全部穿入第一塊定位模具，螺栓下部盡量做到自由下垂，遇到鋼筋時(shí)適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置，以保證螺栓的垂直度，超出模具表面的每個(gè)螺栓絲頭套上兩個(gè)六角螺母，靠下的螺母底面與第一塊定位模具頂面齊平，靠上的螺母用于支持上部第二塊定位模具，其頂面與第二塊定位模具底面齊平，根據(jù)控制線調(diào)整定位模具的位置，調(diào)整好六角螺母的標(biāo)高，將模具進(jìn)行固定。將第二塊定位模具安裝就位，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀輔助進(jìn)行位置修正，并將所有的螺栓靠模具預(yù)留孔的左側(cè)進(jìn)行固定，適當(dāng)微調(diào)螺栓位置，待全部調(diào)整到位后，在第二塊定位模具的上面采用六角螺母將第二塊定位模具擰緊固定，采用支撐架對(duì)定位好的模具進(jìn)行加固，并在螺栓根部與獨(dú)立基礎(chǔ)的鋼筋(箍筋或馬凳鋼筋)進(jìn)行焊接固定，采用塑料膠帶對(duì)外露螺栓絲頭及螺母進(jìn)行保護(hù)，最后進(jìn)行模板支撐。

4.4 獨(dú)立基礎(chǔ)間架體固定及定位復(fù)測(cè)

根據(jù)獨(dú)立基礎(chǔ)的截面尺寸，采用鋼管腳手架搭設(shè)固定支架，在各獨(dú)立支架間搭設(shè)滿堂架體，增加斜向支撐，將基礎(chǔ)聯(lián)系成整體(見圖2)。提高獨(dú)立基礎(chǔ)間的相互約束力，避免了在混凝土澆筑過程中造成的偏移。

為保證基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處地腳螺栓的軸線定位尺寸準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)每一縱橫軸線全部采用細(xì)鋼絲拉線，采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對(duì)標(biāo)高、軸線位置偏移進(jìn)行校核檢查，并逐一進(jìn)行偏差調(diào)整，確保基礎(chǔ)地腳螺栓軸線、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范規(guī)定。

4.5 混凝土澆筑

獨(dú)立基礎(chǔ)混凝土澆筑，采用插入式振搗器，振搗時(shí)快插慢拔，振動(dòng)器距模板不應(yīng)大于振動(dòng)器作用半徑的0.5倍,也不能緊靠模板,且盡量避開預(yù)埋地腳螺栓及定位模具，振搗以混凝土表面不再明顯下沉，出現(xiàn)浮漿，不再冒氣泡為止。

4.6 定位模具拆除

待基礎(chǔ)混凝土澆筑完成，達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行定位模具的拆除，拆除后的模具要及時(shí)清理表面的砂漿，對(duì)于同樣規(guī)格的基礎(chǔ)可重復(fù)利用。

5 質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

1)主控項(xiàng)目。

建筑物定位軸線、基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高、地腳螺栓規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求。

檢查數(shù)量：按柱基數(shù)抽查10%，且不少于3個(gè)。

檢查方法：用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和鋼卷尺現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

2)一般項(xiàng)目。

預(yù)埋螺栓埋設(shè)允許偏差見表1。

表1 預(yù)埋螺栓埋設(shè)允許偏差

3)通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，矩陣式群錨地腳螺栓相對(duì)位置偏移均在3 mm之內(nèi)，達(dá)到設(shè)定目標(biāo)2 mm的94%；外露螺栓垂直度偏差均未超出3 mm ，合格率達(dá)到設(shè)定目標(biāo)2 mm的98%；基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)鋼柱一次安裝就位，未發(fā)生二次擴(kuò)孔現(xiàn)象。

6 質(zhì)量控制措施

1)工程施工前，由項(xiàng)目總工、施工員向操作人員進(jìn)行矩陣式群錨地腳螺栓施工專項(xiàng)技術(shù)交底，交底內(nèi)容具體明確，有針對(duì)性，并由項(xiàng)目工程師進(jìn)行審核后下發(fā)。

2)組織施工人員召開技術(shù)交底會(huì)，對(duì)施工的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)說明，使操作人員熟悉施工工藝。

3)設(shè)置專用腳手架整體支撐體系：施工人員在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)獨(dú)立基礎(chǔ)的截面尺寸，采用鋼管腳手架搭設(shè)固定支架，保證每個(gè)基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)錨栓定位模具拼裝合理、準(zhǔn)確、牢固。 同時(shí)在各獨(dú)立支架之間搭設(shè)滿堂架體，增加斜向支撐，連接采用扣件連接，將基礎(chǔ)聯(lián)系成整體，有效提高了獨(dú)立基礎(chǔ)間的相互約束，保證了在混凝土澆筑過程中造成的整體偏移。

4)設(shè)置雙層定位模具的定位方法對(duì)預(yù)埋螺栓進(jìn)行固定，加固采用搭設(shè)專用腳手支架(如圖3所示)，外露絲頭粘貼保護(hù)膠帶如圖4所示。

5)為保證基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處地腳螺栓與軸線定位尺寸準(zhǔn)確，現(xiàn)場(chǎng)每一縱橫軸線全部采用米絲拉線，采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對(duì)標(biāo)高、位置偏移進(jìn)行校核檢查，并逐一進(jìn)行偏差調(diào)整，確保基礎(chǔ)地腳螺栓軸線、標(biāo)高符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，有效控制了支撐固定體系的牢固性，地腳螺栓精度安裝質(zhì)量。

6)混凝土澆灌前，應(yīng)檢查鋼筋及保護(hù)層是否準(zhǔn)確。為防止鋼筋位移引發(fā)的固定支架位移，嚴(yán)禁振搗棒沖擊鋼筋和螺栓固定支架。

7 成品保護(hù)

1)地腳螺栓在混凝土澆筑前，上好黃油并用膠帶包裹好，以免污染絲口。

2)地腳螺栓上口制作專用保護(hù)套管，防止土方回填時(shí)機(jī)械碰撞。

3)地腳螺栓在施工時(shí)應(yīng)特別注意絲口保護(hù)，避免絲口磕碰。

8 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)矩陣式群錨地腳螺栓預(yù)埋安裝施工精度進(jìn)行研究，對(duì)施工過程進(jìn)行嚴(yán)密的策劃和控制，有效控制螺栓間、獨(dú)立基礎(chǔ)間相對(duì)位置偏移，修正外露螺栓不垂直的問題，大大提高了預(yù)埋安裝的精度，避免基礎(chǔ)鋼柱安裝就位出現(xiàn)二次擴(kuò)孔的現(xiàn)象。由于對(duì)矩陣式群錨地腳螺栓安裝工藝進(jìn)行提煉和過程控制，節(jié)省了操作時(shí)間，縮短了檢查驗(yàn)收時(shí)間，確保了鋼結(jié)構(gòu)安裝的節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)，該工程倉(cāng)儲(chǔ)分揀用房倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、入庫(kù)區(qū)、分揀區(qū)、發(fā)貨暫存區(qū)共節(jié)約工期10 d，共取得的經(jīng)濟(jì)效益8.31萬(wàn)元。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)工程具有建造周期短、工業(yè)化程度高的特點(diǎn)，鋼材的循環(huán)利用率明顯高于其他結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)工程可杜絕磚的使用、減少土地資源的消耗，符合“四節(jié)一環(huán)保”理念，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 王浩男.大型鋼結(jié)構(gòu)廠房柱地腳螺栓預(yù)埋安裝施工工藝[J].四川建筑，2014(3)：254-256.

[2] 楊華俊，夏宏智.大直徑預(yù)埋螺栓群安裝調(diào)校控制技術(shù)[J].施工技術(shù)，2012(20)：96-98.

[3] 楊 榮.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋地腳螺栓施工方法[J].山西建筑，2006，32(24)：133-134.

[4] GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[5] GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

The construction technology of the matrix types anchor group anchor bolt embedded installation

Jia Jingfeng

(ShanxiFourthConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

Taking the group anchor bolt embedded installation engineering in the steel structure workshop foundation as an example, introduces the construction technology of the matrix types anchor group anchor bolt embedded installation， and summarizes its technological properties and quality criteria control, with a view to achieve the accurate bolt pre-embedding goal of the steel structure workshop.

matrix, group anchor bolt, double positioning mould, installation accuracy

2015-04-08

賈敬峰(1984- ),男，工程師

1009-6825(2015)17-0066-03

TU758

A