柱脚螺栓精确定位技术在多层钢结构基础施工中的应用

陈霄

（平煤神马建工集团有限公司六处，河南平顶山，467500）

柱脚螺栓精确定位技术在多层钢结构基础施工中的应用

陈霄

（平煤神马建工集团有限公司六处，河南平顶山，467500）

本文结合复杂多层钢结构基础施工情况，介绍了通过轴网实现精确测距、控制轴线位置的工艺流程；结合精确安装技术，提出了将地脚螺栓的安装精度控制在±5 mm误差之内的方法。本文为复杂轴线钢结构的基础施工提供了可靠高效的解决方案。

复杂多层钢结构基础；地脚螺栓；轴网精确测距；精确安装

引言

平煤神马帘子布项目浸胶车间烘房上部为共6层的多层门式钢架结构。该部分地脚螺栓共58套（共计580条），轴线位置关系复杂，预埋柱脚螺栓的精度设计要求为不大于5 mm误差。

为了实行螺栓预埋高精度控制，本文研究了具体施工流程，提出了一种有效方法，为提高基础轴网的测量精度及安装精度奠定了基础。

1 钢架结构

烘房部分轴网及柱脚螺栓较为复杂，层次较多，涉及地脚螺栓数量多，具体结构如图1所示。柱脚螺栓详图如图2所示。

2 技术施工流程

技术施工流程有三个关键过程，具体如下：

图1　烘房部分轴网及柱脚螺栓示意图

图2　柱脚螺栓

（1）采用全站仪加反射棱镜，先在轴网外进行“十字线”控制，再利用精确测距［1］的方法测量和设定纵、横轴线，减少仪器转角进行轴线定位的次数，缩减转角误差；采用直线上全站仪精确测距的方法定位轴线焦点，减少了铟钢尺量距误差，提高了螺栓定位精度。

（2）在柱脚螺栓的固定上，用双层定位板固定螺栓的上部位置，用附加钢筋将预埋螺栓与柱钢筋点焊牢固；在地脚螺栓的中部及下部使用φ6～φ14钢筋作为定位箍筋与螺栓进行点焊，做成周圈封闭形式，并将定位箍筋与短柱连成一体，确保混凝土在振捣过程中不会偏移，保证地脚螺栓的截面尺寸。

（3）在混凝土初凝前，用柱脚螺栓定位板逐个进行预埋螺栓位置的检测，一旦超过精度要求，及时整改，避免混凝土凝固后处理困难。

3 关键技术施工方法

若采用常规的定位方法，即经纬仪测量转角加大钢尺量距以进行轴线定位，由于仪器转角误差、轴线距离较长等因素造成轴线定位的闭合差，会严重影响柱脚螺栓的安装精度。所以施工中要对精确测控技术和精确安装技术等进行把控。

3.1精确测控技术

3.1.1传统测量方法弊端

J2光学经纬仪测量转角+钢尺量距方法，运用转角加钢尺量距的方法制作轴线控制网时，需多次转角，进而造成误差累积情况。

3.1.2全站仪直线精确测距方法

采用全站仪加反射棱镜，首先进行外围控制网的测设，再利用全站仪直线精确测距的方法定位轴网，大大减少转角测设轴线的次数，避免转角误差积累，从而提高了轴线测设精度，如图3所示。

图3　 外围控制网布置图

首先，虚拟四条平行于建筑物轴网外且等距的直线作为外控制网，再根据建筑物定位坐标及其与外控制网的关系，计算出O1点、O2点的平面坐标，并实测放线，这样平行于C轴且距离C轴10米的一条控制线（O1O2）就建立起来了。

第二，全站仪架设于O1点，后视O2点，转角90°定出直线O1O4（后视O2点转角时，取盘左盘右的中点位置，用以消除或减少转角误差），同时利用全站仪的激光测距精度定出O4点。按照同样的方法，仪器架设于O2点，测出直线O2O3及O3点。

第三，将仪器分别架设于O3、O4点，检查∠O2O3O4和∠O1O4O3的垂直度，检查直线O3O4与理论距离及直线O1O2的距离偏差。若偏差超限，及时进行调整，直到角度偏差满足要求、边长的相对误差不超过1/30000为止。这样就完成了建筑物外控制网的控制。

第四，将全站仪架设在“十字线”的交叉点O1上，依据O1与建筑物各轴线的垂直距离，沿O1O2和O1O4方向，利用反光棱镜精确定出纵轴、横轴与其的交点。而后，将仪器移至O1点的对角点O3点上，沿控制线对等定出其纵横轴线的交点。

第五，全站仪分别架设在各个交点上，将架站点与其对等点直接相连，那么就可利用对等精确测距的方法，将厂房基础及地脚螺栓纵横轴线位置精确控制完毕。

第六，基础模板定位及标高控制。将“十字”控制线交点O1、O2、O3、O4与厂区标高控制点进行标高联测，并进行闭合平差，分别以此四点为基准点，利用水准仪将柱基顶面设计标高测设在模板内侧。

3.2 精确安装技术

烘房基础螺栓长度较长，均超过1 m，常规的控制方法仅固定了柱脚螺栓的上部位置，下部位置无可靠固定措施，易在混凝土浇筑过程中产生较大倾斜和位移，影响精度控制。经过分析，采用以下步骤：

（1） 将基础轴线投射到模板上口并标记（用小钢钉钉住较为牢固、明显），以校准螺栓定位板位置；

（2） 将模板口上的锚板的中心线纵横带上细线，把定位板［2］垫在模板口的木条上，用水平尺把定位模板调整水平，并使定位板中心线与模板上标记钢钉的轴线垂直重合；

（3） 把地脚螺栓放入柱内，固定在定位板上，测量控制地脚螺栓的顶标高，使用双层定位板校核螺栓垂直度及方位；

（4） 使用φ6～φ14的短钢筋作为定位箍筋。将地脚螺栓与柱钢筋点焊牢固，并支撑到模板上。初步固定后，在地脚螺栓的中间及根部使用钢筋进行点焊连接，并形成封闭箍圈，以保证地脚螺栓的截面。在地脚螺栓的顶部设置一道定位箍筋，使定位箍筋与短柱连成一体。如图4、图5所示。

图4　 定位板

图5　固定箍筋示意图

（5） 浇筑混凝土过程中的监控（微调）［3］：在混凝土浇筑初凝前，用柱脚螺栓定位板对螺栓逐个进行垂直度检测，若超过精度范围及时修整，避免混凝土凝固后处理困难。

4 施工注意事项

（1） 轴线测量的控制必须遵循先整体后局部，先控制后碎步的原则。测量要遵循“三固定”原则——定人员、定仪器、定时间段，且尽量避开高温时段；

（2） 基础垫层施工完毕后，要将轴线控制网及时投射到上面，防止后期放线困难。施工使用钢卷尺对投射的轴线位置关系进行校核时，应注意对钢卷尺进行尺长、温度、拉力、倾斜修正；

（3） 柱脚螺栓校准固定后，将螺丝用黄油涂抹均匀，并采用塑料薄膜缠紧扎死，以免螺丝口污染和损伤［4］。

5 测控效果检查

混凝土浇筑完成后，对烘房部分预埋地脚螺栓进行交接复核。经过复核，每组螺栓中心轴线误差最大值5 mm，最小值0 mm，垂直度误差均控制在小于2 mm，标高0 mm～5 mm。如图6、图7所示。

图6　拆模后短柱基础

图7　成品预埋螺栓

6 结论

通过对等精确测距控制轴线，结合精确安装技术，可将地脚螺栓的安装精度控制在±5 mm误差之内，很大程度上降低了人工安装作业中操作原因造成的精度偏差，铸造了精品工程；同时也降低了工程管理成本，提高了经济效益。

［1］杨书君， 姚镇华， 项春雷. 钢柱预埋螺栓位置偏差在施工中的控制［J］. 施工技术， 2008（S1）: 312-315.

［2］蔡振杰. 大型预埋螺栓的精准预埋方法与质量控制［J］. 福建建材， 2012（3）: 67-68.

［3］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， 41（20）: 96-98.

［4］马玉德， 蔡荣珍， 张桂华. 提高钢结构厂房钢柱基础预埋螺栓安装精度的控制方法浅析［J］. 甘肃科技， 2008， 24（17）: 113-114.

陈霄（1986-），男，助理工程师，研究方向：工业建筑施工技术。

E-mail: 1503299173@qq.com

Method of Column Bolt Precise Positioning Technology Applied in Multi-layer Steel Structure Foundation Construction

Xiao Chen（Pingmei Shenma Construction Group Co.， Ltd.， Sixth Department， Pingdingshan， Henan， 467500， China）

This paper discusses technical process through the precise measurement of axis net distance and control of axis position in complex multi-layer steel structure foundation construction. Combined with the exact installation technology， the attempt of anchor bolt installation precision control within deviation of ±5 mm is proposed. This paper provides a reliable and efficient solution for the foundation construction of complex axis steel structure.

Complex Multi-layer Steel Structure Foundation； Anchor Bolt； Precise Measurement of Axis Net Distance； Accurate Installation

TU47

A

2095-8412 （2016） 04-744-04

工业技术创新 URL： http://www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.04.044