矩阵式群锚地脚螺栓预埋安装施工技术

贾 敬 峰

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)

矩阵式群锚地脚螺栓预埋安装施工技术

贾 敬 峰

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)

以某钢结构厂房基础地脚螺栓预埋安装工程为例，介绍了矩阵式群锚地脚螺栓预埋安装的施工技术，并对该技术的工艺特点、质量标准控制进行了总结,以达到钢结构厂房基础地脚螺栓精确预埋的目的。

矩阵式，群锚地脚螺栓，双层定位模具，安装精度控制

0 引言

随着建筑科技日新月异的发展，大型工业厂房也由原来的混凝土结构转变为大跨度的钢结构，钢结构因其具有跨度大、工厂化作业量大、自重轻、安装施工快的特点逐渐成为大型厂房的首选形式，而钢结构与混凝土基础的连接方式目前基本采用预埋螺栓连接，钢结构厂房钢柱的安装精度控制是整个厂房安装质量控制的关键，为了满足钢结构厂房钢柱预埋螺栓安装精度的要求，采用矩阵式裙锚地脚螺栓技术安装，从而保证预埋螺栓的安装精度及准确性，达到设计及施工规范的要求。

1 工程概况

山西吕梁烟草仓储分拣用房工程位于孝义市崇文大街以北，规划文昌路东侧，仓储分拣用房总建筑面积6 211.21 m2，工程总长100.63 m，宽58.28 m。仓储分拣用房为仓储分拣用房，钢结构厂房基础为钢筋混凝土独立基础，上部钢结构与基础连接采用在混凝土基础中预埋螺栓进行连接，共设独立基础90个，预埋螺栓2 152套(其中规格从M24～M45，长度从660 mm～1 220 mm)，全部应用矩阵式裙锚地脚螺栓技术安装。

2 技术特点

矩阵式排列：矩阵是由M×N个数，排列形成M行N列的数表，按照矩形方阵原理所形成的平面排列形式；群锚地脚螺栓：为了保证上部钢结构与下部混凝土基础可靠连接，保证螺栓与基础的摩擦力满足工程结构整体工作要求，经过理论计算提出螺栓埋设深度、数量、构造等设计要求，将多个螺栓埋入下部混凝土基础中的一种锚固方式。该工程施工中通过对定位模具进行深化设计，设置双层定位模具结合螺栓根部与基础钢筋焊接的措施，对预埋螺栓进行固定，增加了对预埋地脚螺栓的约束点，有效地控制了垂直度以及螺栓间的相对位置；设置满堂脚手架体增加独立基础间的相互约束、合理利用测量仪器全程控制标高轴线等措施，有效控制螺栓间、独立基础间相对位置，修正了外露螺栓不垂直的问题，实现基础钢柱安装一次就位。该工程设定了控制目标值：矩阵式群锚地脚螺栓相对位置偏移控制在2 mm之内，外露丝头垂直度控制在2 mm之内，避免钢柱安装过程中出现二次扩孔。

3 施工准备

主要材料：脚手架钢管φ48×3.5、定位模具(竹胶板12 mm)、金属板、预埋地脚螺栓(M24～M45)、电钻。

主要仪器：经纬仪、水准仪、钢卷尺、水平尺、线锤。

4 施工工艺流程

施工工艺流程如下：

绑扎独立基础钢筋→在每个独立基础柱四周搭设脚手架支架→定位模具设计及加工→地脚螺栓就位→安装双层定位模具→独立基础间架体固定及定位复测→混凝土浇筑→拆除定位模具→验收交接。

4.1 钢筋绑扎

独立基础钢筋绑扎时，在钢筋笼内设置钢筋马凳用于支撑上层钢筋。在独立基础四周，采用钢架管搭设支撑架，架体上部水平管底标高为基础混凝土顶标高，在错开预埋地脚螺栓的位置设置多道水平钢管，现场对水平钢管的标高采用水准仪进行抄平，确保钢管支架标高准确。

4.2 定位模具设计及加工要求

用于定位模具的竹胶板，表面平整，层间粘结密实，选用变形小、强度高的竹胶制作时，厚度宜为12 mm，具体情况应根据独立基础平面尺寸区别对待。

根据不同独立基础的截面形式、截面尺寸、预埋螺栓数量、规格、预埋位置，结合设计图纸，绘制矩阵式群锚地脚螺栓模具加工图，并委托专业厂家加工制作双层定位模具，进行地脚螺栓相对位置和垂直度控制。不同规格尺寸的模具进入现场后由操作人员按照基础类型进行编号，其中模具在加工螺栓孔时比螺栓直径增大3 mm，并且全部靠右(模具设计加工图见图1)，安装地脚螺栓时每个模具上的全部螺栓穿孔全部靠一侧进行加固，紧靠模具定位孔左侧进行安装控制，方便工人操作，可降低安装误差。

4.3 地脚螺栓就位

采用经纬仪、水准仪将每个独立基础的轴线控制线和标高控制线投测于支撑架上，将螺栓按照设计要求进行就位，采用铅丝与基础钢筋进行初次固定。

将加工好的第一块定位模具放置在钢管支撑架上，并将每个螺栓全部穿入第一块定位模具，螺栓下部尽量做到自由下垂，遇到钢筋时适当调整钢筋位置，以保证螺栓的垂直度，超出模具表面的每个螺栓丝头套上两个六角螺母，靠下的螺母底面与第一块定位模具顶面齐平，靠上的螺母用于支持上部第二块定位模具，其顶面与第二块定位模具底面齐平，根据控制线调整定位模具的位置，调整好六角螺母的标高，将模具进行固定。将第二块定位模具安装就位，采用经纬仪、水准仪辅助进行位置修正，并将所有的螺栓靠模具预留孔的左侧进行固定，适当微调螺栓位置，待全部调整到位后，在第二块定位模具的上面采用六角螺母将第二块定位模具拧紧固定，采用支撑架对定位好的模具进行加固，并在螺栓根部与独立基础的钢筋(箍筋或马凳钢筋)进行焊接固定，采用塑料胶带对外露螺栓丝头及螺母进行保护，最后进行模板支撑。

4.4 独立基础间架体固定及定位复测

根据独立基础的截面尺寸，采用钢管脚手架搭设固定支架，在各独立支架间搭设满堂架体，增加斜向支撑，将基础联系成整体(见图2)。提高独立基础间的相互约束力，避免了在混凝土浇筑过程中造成的偏移。

为保证基础节点处地脚螺栓的轴线定位尺寸准确，现场每一纵横轴线全部采用细钢丝拉线，采用水准仪、经纬仪对标高、轴线位置偏移进行校核检查，并逐一进行偏差调整，确保基础地脚螺栓轴线、标高符合设计要求及规范规定。

4.5 混凝土浇筑

独立基础混凝土浇筑，采用插入式振捣器，振捣时快插慢拔，振动器距模板不应大于振动器作用半径的0.5倍,也不能紧靠模板,且尽量避开预埋地脚螺栓及定位模具，振捣以混凝土表面不再明显下沉，出现浮浆，不再冒气泡为止。

4.6 定位模具拆除

待基础混凝土浇筑完成，达到强度后，进行定位模具的拆除，拆除后的模具要及时清理表面的砂浆，对于同样规格的基础可重复利用。

5 质量验收标准

1)主控项目。

建筑物定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓规格符合设计要求。

检查数量：按柱基数抽查10%，且不少于3个。

检查方法：用经纬仪、水准仪和钢卷尺现场实测。

2)一般项目。

预埋螺栓埋设允许偏差见表1。

表1 预埋螺栓埋设允许偏差

3)通过现场实测，矩阵式群锚地脚螺栓相对位置偏移均在3 mm之内，达到设定目标2 mm的94%；外露螺栓垂直度偏差均未超出3 mm ，合格率达到设定目标2 mm的98%；基础节点钢柱一次安装就位，未发生二次扩孔现象。

6 质量控制措施

1)工程施工前，由项目总工、施工员向操作人员进行矩阵式群锚地脚螺栓施工专项技术交底，交底内容具体明确，有针对性，并由项目工程师进行审核后下发。

2)组织施工人员召开技术交底会，对施工的技术难点进行重点说明，使操作人员熟悉施工工艺。

3)设置专用脚手架整体支撑体系：施工人员在现场根据独立基础的截面尺寸，采用钢管脚手架搭设固定支架，保证每个基础节点锚栓定位模具拼装合理、准确、牢固。 同时在各独立支架之间搭设满堂架体，增加斜向支撑，连接采用扣件连接，将基础联系成整体，有效提高了独立基础间的相互约束，保证了在混凝土浇筑过程中造成的整体偏移。

4)设置双层定位模具的定位方法对预埋螺栓进行固定，加固采用搭设专用脚手支架(如图3所示)，外露丝头粘贴保护胶带如图4所示。

5)为保证基础节点处地脚螺栓与轴线定位尺寸准确，现场每一纵横轴线全部采用米丝拉线，采用水准仪、经纬仪对标高、位置偏移进行校核检查，并逐一进行偏差调整，确保基础地脚螺栓轴线、标高符合设计规范要求，有效控制了支撑固定体系的牢固性，地脚螺栓精度安装质量。

6)混凝土浇灌前，应检查钢筋及保护层是否准确。为防止钢筋位移引发的固定支架位移，严禁振捣棒冲击钢筋和螺栓固定支架。

7 成品保护

1)地脚螺栓在混凝土浇筑前，上好黄油并用胶带包裹好，以免污染丝口。

2)地脚螺栓上口制作专用保护套管，防止土方回填时机械碰撞。

3)地脚螺栓在施工时应特别注意丝口保护，避免丝口磕碰。

8 结语

通过对矩阵式群锚地脚螺栓预埋安装施工精度进行研究，对施工过程进行严密的策划和控制，有效控制螺栓间、独立基础间相对位置偏移，修正外露螺栓不垂直的问题，大大提高了预埋安装的精度，避免基础钢柱安装就位出现二次扩孔的现象。由于对矩阵式群锚地脚螺栓安装工艺进行提炼和过程控制，节省了操作时间，缩短了检查验收时间，确保了钢结构安装的节点工期目标，该工程仓储分拣用房仓储区、入库区、分拣区、发货暂存区共节约工期10 d，共取得的经济效益8.31万元。同时钢结构工程具有建造周期短、工业化程度高的特点，钢材的循环利用率明显高于其他结构，钢结构工程可杜绝砖的使用、减少土地资源的消耗，符合“四节一环保”理念，具有良好的经济效益和社会效益。

[1] 王浩男.大型钢结构厂房柱地脚螺栓预埋安装施工工艺[J].四川建筑，2014(3)：254-256.

[2] 杨华俊，夏宏智.大直径预埋螺栓群安装调校控制技术[J].施工技术，2012(20)：96-98.

[3] 杨 荣.钢结构预埋地脚螺栓施工方法[J].山西建筑，2006，32(24)：133-134.

[4] GB 50205—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].

[5] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[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

贾敬峰(1984- ),男，工程师

1009-6825(2015)17-0066-03

TU758

A