钢结构柱钢筋混凝土基础预埋螺栓施工工法.doc

钢结构柱钢筋混凝土基础预埋螺栓
施工工法

随着科技的不断进步，社会需求的扩大，大型的或大跨度的钢结构正被广泛应用于工业、商业和社会公共事业。钢结构房屋由于具有工程造价低、施工工期短、结构灵活多变等优点成为优先考虑的方案之一，钢结构预埋螺栓施工是钢结构安装施工的基础和关键。

一、工法特点
1．采用定型模具钢板固定预埋螺栓，使螺栓组内的螺栓相对位置保持准确。
2．利用独立的支架系统和定型模具全方位调整预埋螺栓，并具有微调性，施工操作精度高，整体偏差小。
3．充分利用钢管脚手杆和扣件周转材料，节省工程投入。
4．施工工艺简便、操作人员容易掌握。
二、适用范围
适用于钢筋混凝土基础结构类型的各类钢结构。
三、工艺原理
以独立的支架系统，利用定型模具定位预埋螺栓，经经纬仪或全站仪多次精确调整和校对，一次性浇注混凝土承台，达到准确预埋。
四、工艺流程及操作要点

施工准备
1．工艺流程

础结构钢筋网架绑扎

基础结构模板安装

独立支架系统安装

定型模具与独立支架系统就位调整

预埋螺栓就位初调

预埋螺栓精确调整

未达精度要求

螺栓、定型模具固定

质量验收

螺丝移位监测

钢结构基础砼一次性浇注

砼养护与成品保护

2．施工准备
2.1地脚螺栓应按设计要求加工订制,并应进行进场验收,具备相应的材质证明和检验报告。
2.2 定型模具加工
2.2.1 根据预埋地脚螺栓与砼基础轴线的相对位置，并考虑模具组装要求，确定模具钢板的平面尺寸。在模具钢板上刻纵横轴线十字线，刻痕要清晰，钢板厚度不宜小于4厘米。依据轴线刻痕在模具钢板上确定预埋螺栓的相对位置并钻孔，使模具钻孔位置与钢结构柱螺栓孔位完全吻合，能够保证预埋螺栓相对位置的准确性和一致性。孔径同预埋螺栓直径，钢板边缘至孔径边约4厘米。如图：虚线为基础轴线十字线刻痕
○ ○ ○

○ ○

○ ○ ○

模具钢板示意图
2.2.2 模具钢板加工好后，可以在现场组装。轿杆采用长度约2.0米的短脚手杆，立筋为ф18螺纹钢或ф20钢管，立筋高度应大于预留螺栓高度5~10厘米，方便钢尺校对轴线。组装图见下图：

定型模具组装实例
2.2.3如果砼基础顶部为短柱形，可考虑在钢板中心挖孔，方便浇注砼。
2.3根据工程设计定位坐标及高程，加密测设轴线和高程控制网，便于不同部位的精确测量。对于纵向轴线较长的钢结构，为方便仪器的准确测量及流水段之间的复核测量，便于通尺检查复核轴线尺寸，以小于通尺（常用通尺为50米）的轴长倍数加密设置控制桩。
3．施工顺序
根据钢结构柱的平面布置，沿纵轴方向固定预埋螺栓，并且先从角柱或边柱开始。如果为多跨度钢结构，应以中间跨纵轴向两侧纵
轴流水施工，减小或平衡由于测量误差和施工误差引起的基础纵轴轴线尺寸的误差，提高整体安装精度。
4．操作要点
4.1独立支架系统安装
4.1.1钢结构砼基础的设计尺寸比较大，有的基础长度或宽度尺寸达4.0米，砼基础上部常设计为四棱台形状，支模高度远低于地脚螺栓的预埋高度，无法利用其固定预埋地脚螺栓。且无论钢模和木模都具有一定的柔性，位移偏差大于地脚螺栓预埋的允许偏差，精度达不到要求。因此，需用一套与模板支撑系统完全独立的支架系统来保证地脚螺栓的预埋精度，避免因浇注混凝土产生位移偏差。
4.1.2 安装要点
4.1.2.1 沿纵轴在基础轴线两侧0.75米左右拉线（应保证在地梁外侧），并沿拉线在基础承台垫层两侧设置立杆，再沿拉线在基础承台之间设置立杆，间距2.0～2.5米，形成排距1.5米左右的两排立杆（实际操作中排距应大于模具钢板长度）。立杆打入地基土，根据土质软硬程度，应控制在30～50厘米深，高度比纵向水平杆高20厘米。纵向水平杆的安装高度应经计算确认,保证定型模具安装后所固定的预埋螺栓顶符合设计高度并有上下调整移动的空间，以及模具钢板与基础砼面的施工距离满足施工要求。经抄平后安装水平杆，两排水平杆必须保水平。
4.1.2.2 一般的基础承台施工宽度均大于2.0米，可将基础两侧立杆和上部水平杆用斜拉杆连接，形成门字形架，两个斜拉杆与水平杆的节点间距离约1.5米，保证基础上部水平杆不产生挠度变形。

4.1.2.3 立杆和水平杆安装检测合格后，在斜拉杆与水平杆节点处向两侧架设斜支撑，宜选用打入地基土的施工方法，深度约30厘米。在水平杆上斜支撑附近安装横向拉杆，使两排支架连接为一体，并在基础上部由水平杆和横向拉杆组成井字架，确保架体有足够的刚度和稳定性。详支架系统安装示意图。

独立支架系统工程实例

4.2 定型模具与独立支架系统的就位调整
4.2.1 用经纬仪或全站仪在支架系统的井字架上测设纵横向轴线点，并用钢锯条刻印，拉线形成十字轴线。如下图：

4.2.2 把定型模具轿杆架在井字架水平杆上，并使模具钢板上十字刻痕线与井字架轴线拉线对中找正，用脚手扣件把轿杆与水平杆联接，暂不用扣紧，以备调整。如下图：

4.2.3定型模具初步就位后，利用井字架上轴线拉线进行精确调整。拧松轿杆上扣件,用小线坠从轴线拉线往模具钢板上投点,轻轻敲击轿杆，让定型模具前后左右微小移动，使投点与刻痕重合。经过多次微调,直至钢板刻痕线与纵横轴线完全重合，拧紧扣件，达到定型模具精确调整就位的目的,保证预埋螺栓组与轴线的相对位置符合设
计尺寸。如下图：

4.3 预埋螺栓的安装调整
4.3.1标高调整: 把预埋螺栓从模具钢板钻孔下穿入,按设计预留外露螺纹长度，并用两个螺母从模具上下夹住螺栓。用水准仪检测螺栓顶部标高，通过旋动上下两个螺母进行微调，直至预埋螺栓顶标高符合设计要求，拧牢螺母，但不要拧紧。
4.3.2 垂直度调整：用水平尺逐根检测预埋螺栓螺杆立面两个方向的垂直度，轻微掰动未拧紧螺母的螺杆，直至两个方向的垂直度达到要求，拧紧螺母。必要时可松动螺母进行微调。
4.3.3 当一个螺栓组的每根螺栓的标高和垂直度调整合格后，用短钢筋在螺栓组的螺栓根部相互点焊交圈连接，使模具上的预埋螺栓组拉结成整体，确保螺栓的相对位置保持稳定。如果预埋螺栓较长，可增加一至二道，防止发生扭曲变形。
4.3.4完成标高及垂直度调整后，为了确保预埋螺栓不发生整体沉降和整体倾斜，用短钢筋与基础钢筋网架斜拉点焊，并在预埋螺栓底部对角点焊两根短钢筋，支撑于基础垫层。
4.3.5 当基础钢筋网架内部空间足够大，不影响预埋螺栓的整体
放入，预埋螺栓的安装、螺栓之间的垂直度调整及交圈加固等工序可在定型模具安装前预先进行。安装模具后，只需调整螺栓的标高及螺栓组整体的垂直度，合格后与基础钢筋网架焊接加固。
4.4整体预埋螺栓校对
4.4.1 当各基础承台预埋螺栓安装完成后，用全站仪在模具钢板上测设轴线交点，检查钢板刻痕交叉点与测设轴线交点是否重合。当二者不重合时，松动轿杆扣件，轻轻敲击轿杆，微调移动模具，使之重合。如果偏差过大，应松开轿杆扣件及螺栓组与基础钢筋网架的加固连接，重新进行定型模具就位调整和螺栓调整。
4.4.2 用钢尺检查各基础承台螺栓组之间的距离是否符合设计尺寸，拉通线检查各基础螺栓组同一排预埋螺栓是否成一条线。如有误差，可重复上述方法进行纠正。校对无误后，检查拉杆扣件及预埋螺栓螺母是否拧紧及牢固。
4.5 操作工班自检合格后，应由技术人员、质量检查员及业主、监理等相关人员进行质量验收。按设计复核预埋螺栓的直径、数量、预埋位置，检测预埋螺栓轴线和标高偏差。确认合格后转入基础砼浇注工序。
4.6 在砼振捣浇注过程中用水平仪和经纬仪随时监测预埋螺栓的变化，发现问题及时处理。
4.7 纵向轴线较长的钢结构,由于视觉和仪器的局限，可采取分段预埋的方法，加密控制网，加强与已预埋螺栓的复核测量，达到相同控制精度的目的。
五、质量预控措施

1．预埋螺栓进场检验时，须用“通规”和“止规”逐根检查，避免不合格螺栓进入预埋工序。
2．模具钢板加工后,应检查刻痕线与钻孔的位置、钻孔直径和数量是否符合设计和加工要求。
3．不得在模具钢板上随意划线，防止误用。
4．轴线长度测定尽量使用通尺，减小测量累计误差。
5．支架系统纵向水平杆安装应保证相同高度，井字架及附近的两排纵向杆必须保持水平，便于快速准确地调整定型模具。
6．砼浇注过程中用仪器随时监测螺栓的变化，浇注完成混凝土终凝前应进行复测，及时纠正因混凝土浇注和施工碰撞产生的偏差。
7． 施工时，支架系统水平杆和横杆、定型模具及轿杆不得踩踏和增加施工荷载。
六、质量要求及验收标准
1．地脚螺栓预埋施工须遵照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）。
2．预埋螺栓外露的螺纹、螺母应涂黄油保护，不得污染水泥浆。
3．砼强度应符合设计要求。
4．支承面允许偏差±3.0毫米、地脚螺栓中心偏移允许偏差5.0毫米，螺栓外露长度及螺纹长度允许偏差＋30毫米。
七、效益分析
1．采用钢管脚手杆做为独立支架系统和定型模具，可节约周转
木材。以天津地铁车辆段工程为例，钢结构面积48693平方米，每百平米可节省周转木脚手板材约0.27立方米，约合人民币元18.26万元。
2．独立支架系统刚度大、稳定性强、易操作，避免重复测量、重复调整，提高施工精度，降低施工难度，提高施工工效。
3．社会信誉：能满足社会需求，加快钢结构发展，提高钢结构的投资率和使用率。
八、工程实例
1、**工程，2003年12月竣工，承揽工程建筑面积56638平方米。面积最大、轴线最长的车库为组合车库，面积32040平方米，最长纵轴轴线210米共6条，最长纵轴有基础承台36个，预埋螺栓288个。全库预埋螺栓2440个，轴线偏差检测统计结果见下表。按本工法操作施工，车辆段工程螺栓预埋的整体质量取得较高水平，预埋准确度非常高，获得钢结构安装施工队伍及业主、监理的一致好评。
序号
偏差值
检测点数
所占比例
备注
1
1毫米以内
854
35%
规范允许轴线偏差5毫米
2
3毫米以内
1074
44%
3
5毫米以内
487
20%
4
5毫米以外
25
1%

2、**工程，2003年12月开工，计划竣工日期2005年6 月30日，承揽总建筑面积60583平方米，其中钢结构48693平方米，大型的车库为月修列检库22298平方米、组合车库20914平方米。面积最大、纵向轴线最长的月修列检库有三条纵轴，每条纵轴长264米，基础承台45个，预埋螺栓180个。全库预埋螺栓652个，偏差检测统计结果显示：3～4毫米偏差78个，占12%；1～2毫米偏差478个，占73.3%；零毫米偏差96个，占14.7%。跨度达九跨的组合车库预埋螺栓2276个，施工控制精度也很高，业主及监理非常满意。

工程实例——列检库纵轴一角

基础承台预埋螺栓工程实例

参考工程照