工業廠房預埋螺栓的精準安裝施工技術

盧華林, 劉 勁

(中國五冶集團有限公司, 四川成都 614000)

1 工程概況

某工業廠房為單層門式輕鋼結構，長210m，寬200m，總建筑面積42 000m2，合同工期180d，共384個混凝土獨立基礎，通過預埋螺栓連接上部型鋼柱。預埋螺栓精度要求較高，水平誤差3mm，標高5mm，垂直度偏差L/500，如何快速、精確地安裝預埋螺栓成了本項目的施工重點。本文以此工程為例，介紹預埋螺栓安裝的施工工藝與質量控制。

2 工藝原理

基于模塊化施工理念，將預埋螺栓按圖紙中對應鋼柱進行分組，制作預埋螺栓模具，并將其加固預制成組，再采用吊裝預埋螺栓組件，使用經緯儀、全站儀精確調整后將其與基礎鋼筋焊接固定，再安裝模板，一次澆筑成型。

(1)采用定型鋼板、螺帽、鋼筋等固定預埋螺栓，將其有效可靠連接，螺栓相互之間的標高和軸線偏差得到控制。

(2)安裝前每個基礎上預埋螺栓組的軸線標高均已固定，安裝時只需考慮整體和獨立基礎間的軸線與標高控制問題，大大減少了工序環節，縮短安裝時間，同時確保了每個螺栓間的偏差，提高了安裝質量，有效地保證了工期。

3 施工工藝

施工工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

3.1 施工準備

3.1.1 螺栓分組及模具制作

(1)在專門的制作場地中，將預埋螺栓按施工圖紙中鋼柱對應的型號、根數進行分組，分別放置于安裝場地內不同位置，便于組對安裝。

(2)準備兩塊5mm厚鋼板，按螺栓中心距組對開孔，孔邊距鋼板邊緣為50mm，孔徑較螺栓略大0.5～1mm，并在鋼板邊緣刻畫定位標線。

(3)采用角鋼焊接一個強度、剛度及幾何尺寸滿足螺栓預制組裝要求的矩形框架，在框架各立柱設兩道可伸縮的定位卡口，將上述兩塊開孔鋼板水平安放于置于矩形框架，調整定位標線與定位卡口重合，上下兩塊板距離約螺栓長度的1/2，并校對各孔口圓心上下垂直，保證多個螺栓在通過螺帽固定在上校對板上后不晃動，在對螺栓進行微調時，可從下校對板的多個方向進行調試，使得螺栓的支撐段與螺紋段始終保持垂直于水平面的狀態，模具即安裝完成(圖2)。

1-支承座、2-上校對板、3-支撐桿、4-上孔、5-下校對板、6-下孔圖2 安裝用模具

3.1.2 螺栓組對及加固

(1)將分組的螺栓依次穿過上、下校對板上與之對應的圓孔，通過螺帽將預埋螺栓固定在上校對板上，而預埋螺栓的支撐段部分則懸空，利用自重使其保證在豎直方向上垂直。

(2)利用廢棄鋼筋，在螺栓支撐段上部焊接矩形框架固定，在下部加設矩形輔助框架，矩形輔助框架的兩個對角線位置分別設置有連桿，多個螺桿均勻焊接在矩形輔助框架的兩個短邊內側。兩排螺桿的支撐段分別與矩形框架的兩個短邊內側壁焊接，加強桿一端與矩形框架的長邊內側壁焊接，另一端與矩形框架的短邊內側壁焊接，且多個加強桿合圍構成多個三角形框架。

(3)焊接牢固后，取下螺帽，依次將上校對板，下校對板從模具上取出，使得螺栓組件下落至地面，將矩形鋼架移開，即完成螺栓組對加固(圖3)。

1-螺栓螺紋段、2-螺栓支撐段、3-加勁板、4-輔助桿、5-連桿、6-加強桿、7-吊裝桿、8-底板圖3 螺栓組件

(4)在輔助框架水平桿對應軸線的位置用紅油漆進行標記，為后續的吊裝工作提供便利。同時，用膠帶對螺栓螺紋進行包裹，防止后續施工對螺紋造成損傷。

3.2 基礎鋼筋綁扎

在螺栓組對加固同時，將基礎短柱鋼筋外箍及預埋螺栓下部箍筋綁扎完成。

3.3 確定螺栓組標高及中心點位置

(1)在縱向軸線基準點架設全站儀，設置軸線兩端控制點，并每隔25m設置一個控制樁，用來檢測軸線位置；同時分別在軸線兩端設置花籃螺栓，采用拉通長鋼線的方式，將縱向中心線貫通，然后用同樣的方法將橫向軸線貫通，再分配至每個螺栓組。螺栓組之間均采用復核對角線的方式，核對每個螺栓組定位線，將螺栓組縱橫中心線誤差控制在0.5mm內。

(2)定位螺栓組安裝水平面位置后，用水準儀標記出螺栓組安裝標高，并將螺栓組四個角上的螺栓對應的標高位置使用紅色膠帶標記在短柱鋼筋框架上，標記好后在附近至少另外選取兩個標高控制點，對標記好的標高進行復測，以保證后續工作的施工質量。

3.4 螺栓組吊裝落位

由于固定螺栓組用鋼筋剛度足夠，故可直接在輔助矩形框架吊裝桿上采用三個吊點吊裝預埋螺栓組就位。吊裝時，在縱橫兩根軸線上各架設一臺經緯儀，校對軸線與輔助框架水平桿上的標記是否對應重合。此外，在安裝現場就近架設一臺水準儀，隨時檢測螺栓組的標高。

3.5 剩余箍筋安裝

按圖紙要求安裝完成螺栓組底部以上剩余箍筋內箍，并檢查是否符合規范要求。

3.6 對吊裝完成的螺栓組的標高、中心位置進行復測

(1)在混凝土澆筑前，組織測量人員對已就位的螺栓組進行復核。首先校對螺栓組縱橫中心點位置，在縱、橫軸線端點處分別架設一臺經緯儀，結合控制樁和輔助框架上水平桿上的標記，形成“三點一線”。

(2)使用水平尺校對螺栓是否保持在同一水平面，使用激光鉛直儀對螺栓垂直度進行復查。

(3)在離安裝現場較近處架設一臺水準儀，參照準備好的標高控制點，對螺栓組的標高進行復測，每個螺栓組四個角上的螺栓均需測量，同時多個控制點相互復核，以保證螺栓組標高符合設計要求。

(4)螺栓組復測結果符合設計和規范要求，即為安裝質量合格，若不符合，則應對螺栓組進行調整，并復查控制點，從中尋找誤差并進行糾偏。

3.7 固定預埋螺栓組

用鋼筋把預埋螺栓與基礎短柱垂直方向主筋呈45 °～60 °角連接焊固，再在水平面上將矩形框架及輔助框架與基礎主筋焊接成整體，以保證滿足澆筑混凝土時受力的剛度和強度。

3.8 模板安裝

在螺栓組件與基礎鋼筋焊接成整體后，進行模板安裝，其內部不設置對拉螺桿，在模板外側設置螺桿加固，避免鉆孔導致螺栓組偏位；為加強模板剛度，避免脹模，進行力學計算后加設鋼管斜撐。

3.9 基礎短柱混凝土澆筑

澆筑基礎短柱混凝土時從兩邊對向澆筑，機具不能碰觸預埋螺栓及連接焊固的鋼筋，以免預埋螺栓產生位移。在澆筑混凝土時，套上母板固定好，用經緯儀和水平儀同時進行檢測，如發現有位移現象要及時進行校正處理，保證混凝土終凝成型后預埋螺栓的位置、標高準確無誤。

4 應用效果

通過工程實踐，此方法成功節約人工約60個，節約成本約30萬元，縮短關鍵線路工期15d。同時，該方法引用預組裝結構的理念，有利于推進預制結構項目配套技術的研發，也能很好地滿足節能工程的有關要求。