螺栓精确定位劲性钢骨柱技术

螺栓精确定位劲性钢骨柱技术

齐华阳

中冶天工集团有限公司重庆市400015

摘要：以重庆中心超高层建筑为例，重点介绍了螺栓精确定位劲性钢骨柱的施工方法。该工程型钢柱下地脚螺栓安装精度要求高，不允许扩孔和返工现象，采用原槽基坑井圈上投线，预埋板定位，螺栓固定架自成一个独立体系，混凝土采用串筒浇筑，有效地解决了预埋螺栓安装精度不高，返工现象频繁等问题。

关键词：地脚螺栓；井圈上投线；独立体系；串筒浇筑；施工技术

1工程概况

重庆中心项目一期工程是集住宅、商业、车库等为一体的综合性超高层建筑，位于渝中区两路口，是主城仅次于解放碑商业圈的黄金地段。一期工程由T2、T3两幢超高层及一期用地范围内的裙房和地下车库组成，T2、T3塔楼均为地上60层，地下8层，建筑总高度为出地面208.70m，总建筑面积为31.75万㎡。

本工程塔楼为框架-核心筒结构，裙楼及地下车库为框架结构。因地质条件较好，持力层为中风化泥岩，承载力满足设计要求，故基础采用原槽浇筑独立基础及筏板基础。主要承重结构柱、剪力墙为型钢混凝土组合结构，型钢柱采用Q345B，钢柱截面最大为1350×650×35×35mm、最小为500×450×35×35mm。基础嵌岩3.8米，型钢柱嵌入基础2米，每栋塔楼通过基础内预埋360根M30的地脚螺栓连接，基础分两次浇注，第一次浇筑至型钢柱下柱脚板，第二次浇筑至基础顶面。基础混凝土强度为C40、墙及柱混凝土强度为C60。

2施工重要性

本工程型钢柱安装需要在钢筋笼杯口基础内进行，严格控制施工质量，不允许出现扩孔和返工等现象。基础内竖向和水平向钢筋排布较为密集，钢筋笼杯口基础内作业空间有限，预埋螺栓安装十分困难；预埋螺栓的安装精度直接影响到钢柱安装，而混凝土梁托板、腹板箍筋、构造筋穿孔、梁套筒的焊接都与钢柱的安装精度息息相关，牵一发而动全身。因此如何控制预埋螺栓的安装精度，确保型钢柱安装偏差在规范允许范围之内成为了一项艰巨的任务。

传统的地脚螺栓安装方法是：首先测量放线，焊接安装线架，通过仪器在线架上投点，根据投点做标记挂设基准线，通过基准线对预埋螺栓进行校正加固。大多数预埋螺栓因线架不稳定、螺栓附着于基础钢筋上、螺栓固定架未成独立体系最终直接导致螺栓在混凝土浇筑过程中因混凝土冲击力而随钢筋发生较大位移，不仅处理起来非常困难，而且处理的费用也比较大。

3关键施工技术

本工程通过传统施工方法的研究比对和结合现场实际研究出一种用于原槽浇筑基础内地脚螺栓安装精度的控制方法。

3.1为很好控制螺栓安装精度，项目部对每个塔楼的基础进行编号，型钢柱地脚螺栓安装责任到人。根据BIM模型结合现场基坑实际尺寸，对螺栓固定架下料，定位板尺寸大小同型钢柱柱脚板，上下采用8mm定位钢板中间切割大小均匀的混凝土排气孔，以利于混凝土浇筑时浇灌密实。定位钢板根据图纸尺寸钻比螺栓直径大4mm的孔，便于螺栓校正焊接时进行微调；支撑架及四周侧壁顶撑采用∠63角钢，角钢在垫层及基坑侧壁泥岩上采用预埋150×150×8的钢板，钢板四角钻孔，采用穿膨胀螺栓固定。提前对上下定位板进行组装，在定位钢板上弹出十字线。

3.2测量员用全站仪将基础轴线投测到基坑井圈上，测量负责人跟踪复测，监理复查后在基坑井圈上弹墨线用红油漆做三角标记，标明基础轴线。根据基础轴线在基坑垫层上放出基础外边线及柱边框线，根据基础边线先行安装螺栓固定架支腿预埋件，预埋件四角钻孔用膨胀螺栓固定于基坑垫层上，待底层钢筋网片绑扎完毕后，用经纬仪及水准仪控制固定架上定位钢板的位置和平整度，位置无误后对组装好的固定架进行加固；固定架直接焊接在基坑垫层的预埋钢板上。然后根据固定架高度放入相应数量的箍筋，再次校核螺栓固定架，无误后对螺栓固定架进行纵横向十字顶撑，顶撑端部直接固定到基坑周边侧壁预埋件上，预埋件用膨胀螺栓固定，顶撑焊接到预埋件上；固定架根部及四周顶撑根部均在基坑泥岩及混凝土垫层上生根，不与基础钢筋接触，直接焊接于基坑底部及四周侧壁预先埋设的预埋件上，自成一个独立体系。最后用钢卷尺和水平尺对螺栓的细部尺寸及垂直度进行微调并焊接固定，先安装四个角部螺栓，最后安装各边中间螺栓。

3.3进行基础钢筋笼绑扎，混凝土浇筑前对安装验收完毕的螺栓丝头进行抹油、包裹处理。因基础嵌岩深度为3.8米，混凝土浇筑时自由倾落高度大于3米，混凝土的浇筑会对螺栓及固定架造成一定的冲击力，故在基础顶部钢筋绑扎时成对角预留2～3道纵横向钢筋绑不绑扎，便于串筒伸入基础内，钢筋验收完毕后用串筒对称下料进行基础第一次混凝土浇筑，混凝土浇筑至型钢柱柱脚板下灌浆层标高位置。在混凝土浇筑过程中专人看护振捣，不紧靠螺栓振捣，禁止在施工过程中对螺栓进行碰撞，严禁混凝土直接浇筑在螺栓或固定架上。

3.4对型钢柱柱脚板下混凝土凿毛，型钢柱一次安装完成，混凝土表面洒水湿润，支设模板采用竹板条等进行拉动导流对型钢柱柱脚板下进行二次灌浆。

4效果检查

4.1经项目部讨论结合现场实际情况，本工程所有地脚螺栓安装均不采用线架，充分利用现有的基坑井圈，直接将复核校准的十字轴线投测到每个基坑井圈上，用红油漆做三角标记，避免了在安装过程中线架固定不牢固、无意碰撞或移动线架。

4.2轴线全部投测到井圈上，如有破坏或移位容易发现，便于及时校正；减少了线架钢材的使用量，节约了劳动力，避免了其它因素的干扰，确保了预埋螺栓的安装精度。

4.3采用原槽浇筑，固定架根部及四周顶撑根部均在基坑侧壁及混凝土垫层上生根。不与基础钢筋相接触，直接焊接于基坑底部及四周侧壁预先埋设的预埋件上，自成一个独立体系，避免了因钢筋晃动或混凝土施工过程中螺栓不经意间的随附着架体移动。

4.4因基础嵌岩深度达3.8米，混凝土浇筑时自由倾落高度超过3米，采用串筒沿基础对称下料，避免了混凝土浇筑时对螺栓固定架产生局部的冲击力，影响到螺栓的安装精度，保证了型钢柱的一次安装成功，节约了劳动力，极大地减少了因螺栓安装不合格而造成的返工，加快了施工进度。

5结语

通过对重庆中心项目基础地脚螺栓安装中基准线引测和螺栓固定架自成独立体系方法的改进，大大降低了螺栓在混凝土浇筑后发生偏移、倾斜等影响型钢柱安装的质量通病；提高了型钢柱的整体安装质量；为型钢柱的顺利吊装和钢筋的优化创造了条件；加快了整个项目的施工进程。

参考文献：

[1]混凝土结构工程施工规范：GB506666-2011.中华人民共和国住房和城乡建设部，2012

[2]王志刚：谈钢结构厂房地脚螺栓预埋的施工要点.《山西建筑》，2013

[3]周熙波：高层建筑下扩展基础设计探讨.《工程建设与设计》，2012