钢支座预埋件预埋精度和浇筑质量的控制

杨大伟，贾福兴（上海市建设工程监理咨询有限公司， 上海 200080）

0 引 言

在大型公建项目钢结构工程的底部和承重柱的柱顶面，都有作为钢结构支承荷载的受力支座和设计要求的预埋板、锚栓等重要构配件，其预埋安装时的轴线位形偏差及标高精度等施工的质量控制，是保证整个钢结构安装工程质量的首要条件。在大量工程实践中可以看到，有的工程在这方面做得比较好，完全能满足设计要求而毫无隐患；但也有不少工程在一开始的设计、制作、施工措施和管理等一系列过程中就做得比较差劲。故笔者认为：一个工程的钢结构预埋件的预埋施工质量优劣，固然与施工单位的管理能力和技术实力强弱有关，但也与各参建方对此的重视程度、安排顺序、施工方法以及质检管控人员对工程中的跟踪控制等有很大的关系。

1 工程中常见错误及造成偏差原因分析和防范措施

对于预埋件的支承面和锚栓位置的允许偏差，在GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》（以下简称《标准》）里，有着明确的尺寸允许误差和控制范围的要求，如对于单层、多高层钢结构安装工程，其支承面的标高误差为＋3 mm、水平度误差为L/1 000（L为板边长）、平面位置偏差为20 mm、地脚螺栓中心偏移不能大于5 mm等。对于多层高层钢结构安装工程，《标准》中给出的限值尺寸更为严格，如对建筑物基础上柱的定位轴线允许偏差仅为1 mm等。对于钢网架结构安装工程，其支承面顶板和支承锚栓位置的允许偏差要求，可详见《标准》中“11.3 钢网架、钢壳结构安装”中的允许偏差内容。

1.1 造成偏差原因

可能造成基础或柱的定位轴线、预埋件支承面和锚栓超差的因素，主要如下。

（1）有些图纸尺寸未明确直接标注，需通过其他相邻尺寸关系进行推算才能得出，未经仔细分析和推算从而出现了错误。

（2）测量用的钢尺、水准仪、经纬仪等未经严格校核，精度不够。

（3）测量基准控制网、测量放线过程及基准标高引测时存在累积误差。

（4）钢筋绑扎时与预埋件锚固筋、固定支架相碰，被擅自处理而发生了位移。

（5）模板或钢支架支设不牢固。

（6）混凝土浇筑下料时，不注意对称下料和分层振捣，使预埋件或固定预埋件的钢支架受到偏心挤压，发生倾斜位移。

（7）浇混凝土时模板或支架受到强力撞击或侧向力挤压。

（8）大型预埋件的竖向固定钢支架截面过于细小，未做验算，刚度不够，混凝土浇筑时发生下沉，标高就发生了变化。

（9）在混凝土初凝过程中，未对预埋件或锚栓进行跟进复测，对有超差情况的未及时纠偏。

1.2 应对措施

通过对导致预埋件、锚栓等发生超差情况的主要因素分析，笔者提出了以下应对措施。

（1）仔细读图，弄清楚预埋件中心线或锚栓位置与主次轴线之间的相互关系和尺寸要求，如图中存在未表达清楚或尺寸推算有误的问题，应及时组织有关参建方与设计院联系，经其重新复核确认后再施工。

（2）对基础轴线、基准点、基准线的测量控制网应经多次测设、务必正确；使用的钢尺、水准仪、经纬仪和全站仪等应作调校、或送计量部门检测校核，以免在使用过程中产生累积误差。

（3）模板支设应牢固，对大型预埋件，复杂支座节点部位的支模、绑扎钢筋浇筑混凝土和二次灌浆等施工工序、应编制专项施工方案，并做好交底工作。

（4）对特别重要部位的大预埋钢板和受力钢支座，应根据不同的预埋精度和控制要求，尽可能采取埋入式的钢支承套架限位方式，且套架的根部必须直接承插到混凝土浇筑部位的基底，以防下沉。

（5）要求施工项目部做好对施工班组人员的专项交底，并选派有经验有责任心的混凝土振捣老师傅负责这一块工作；下料时做到分层对称施作，当浇筑至锚板下锚筋全长的三分之一时，要进行复测，如有偏斜现象，要纠正后再浇筑。

（6）根据目前的通行做法，对大项目钢结构工程中批量要求高的预埋件和锚栓，均已由专业的钢结构承包商派员负责配合预埋固定，再在浇筑前经双方复测确认，监理工程师对此也应认真参与复核检查，并做好过程督促和旁站工作。

2 对某些工程中设计要求及做法之商榷

笔者发现，在一些大型工程中对预埋板和锚栓的设计上，存在着一些值得商榷之处。如：某体育场工程中用于支承钢梁端部的钢筋混凝土柱顶的预埋板平面尺寸均不大，有的柱顶预埋板平面尺寸仅460 mm×300 mm，但设计上仍要求其预埋板下面要预留50 mm的空隙，再用二次灌浆的方法施作，而且还必须攀登上早已拆除了支架的每个独立柱的柱顶部位。笔者认为，这种设计在施工上既麻烦费劲又难以保证质量，实不可取。又如：某新建中学体育馆工程的钢网架四个侧边的预埋钢板，平面尺寸仅为350 mm×350 mm×30 mm，设计上也是要求用二次灌浆方法施工。根据JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》5.9.6中内容和图示，对于受反力较大，受温度影响较大，有一定水平位移因素和抗震要求的大、中跨度网格结构，是不应该二次灌浆的，完全可以按图中的橡胶板式支座节点做法，用一次性浇筑到位的方法来完成的。

为了说明和反证这类问题，试列举与此相对应且预埋板平面尺寸更大的成功例子。在笔者监理过的绍兴市奥体会展中心和绍兴柯桥体育中心两大项目中，典型的预埋钢板平面尺寸分别为1 050 mm×1 050 mm×35 mm 和4 200 mm× 1 000 mm×60 mm，钢板下还焊有工字钢抗剪键，但在施工中通过对其一系列预埋安装、测量、复测交接及浇筑混凝土过程中的旁站等严格管控，最后的预埋件施工质量为混凝土浇筑振捣密实，无麻面空鼓缺陷，预埋板水平位移和标高偏差均满足设计和安装要求。2009年施工的深圳大运中心6万人体育场和2013年施工的杭州奥体中心8万人体育场，其外周一圈所有的大型预埋件和焊装多肢管节点的复杂支座，由于各参建方的足够重视，在施工过程中加强管控，一气呵成，沒有一处需要返工修补的质量缺陷。

笔者总结出这几个工程的成功做法：一是对大型支座预埋件固定时，沒有采用二次灌浆做法，而都是采用埋入式浇筑固定；二是对于设计要求有柱顶预埋件浇筑固定的，可以采用分次施工法，即先把柱身部位浇筑到离埋板锚筋底部100 mm～200 mm处，然后从该段支模到预埋板顶面标高齐平，再对该段柱身用一次性浇到位的方法完成。如果是预埋板平面尺寸与柱截面尺寸相同的，则采用侧边加装灌料斜抽屉口的方法，且利用板面中部设计上允许开的φ800 mm～φ100 mm的灌浆孔方式来精心施工收刹完成。

因此，对于各种不同结构和预埋要求的钢结构工程，我们可以结合以往实践案例和取得的成功经验，大胆向设计和施工单位等有关各方提出自己的一些建议，尽量少用难以操作施工、难以保持质量的“二次灌浆”做法。

为此事，笔者曾征询过数家国内著名设计院的相关专家，他们的观点基本和笔者一致，即尽量少用“二次灌浆”做法。

3 二次灌浆的质量控制

对于设计上确实要进行二次灌浆施工的，至少应按如下思路和顺序操作。

（1）应提前督促施工方根据GB/T 50448－2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》并结合设计要求编制专项施工方案，对灌浆材料必须进行见证取样复试，复试合格后方可使用。

（2）对已可靠固定到位的预埋件或钢柱底板下，在施工之前，需对灌浆部位进行认真清理，凿除表面松动外露的碎石、浮浆等污物、冲洗湿润基层表面，灌浆前不得有积水，四周模板支设要严密牢固，不涨模漏浆。对于平面尺寸较小的预埋板或钢柱底板，塞灌操作也可以使用钢棒、木棍等工具手工插捣，灌塞时先从一侧向另一侧进行，以对侧方向溢出浆料为止，不得同时两边向中间灌塞，否则，易形成中间部位“空腔”的质量缺陷。灌浆施工力求连续，不得中断，浆料灌实后还得对四周外露部分分次抹压压实。

（3）对于平面尺寸比较大的预埋板、钢柱或型钢柱底板下有锚筋、密集绑扎钢筋的预埋部位，应优先采用压力式注浆机进行灌浆，以确保该部位的施工质量。

（4）对灌浆到位后的预埋板外露部分应及时加盖薄膜，做好保湿养护，并按规定留置好灌浆料的强度试块。

在工程实践中还应注意，有些施工单位在对此的管理上往往不重视，未落到实处，监管脱节，也是造成预埋件做不到符合设计要求的主要原因，且施工前不做专门交底，认为二次灌浆是没啥技术含量谁都能干的普通活，放任自流，待出现问题后，“木已成舟”，极大地影响了钢结构的安装质量，再去事后控制又成“马后炮”了，施工质量不能完全满足设计要求的承载力，被打了折扣，甚至因下道工序被隐蔽了而变成说不清、看不到的不放心工程。

4 对预埋件、锚栓偏位质量缺陷的纠偏处理方法

一旦出现了预埋件和锚栓预埋质量偏差等的质量问题，或严重到不能安装，影响结构受力情况时，首先要防止有些施工方采取不规范，也达不到设计要求的方法擅自处理情况，常见有采用随便割断，气割扩孔，板面上重焊，以及对预埋板下空隙空鼓处胡乱地用水泥浆，甚至是砌筑砂浆随便塞灌抹涂隐蔽的方法。凡用这些“处理方法”来“整改”的结果是，问题非但没有得到解决，反而给隐蔽了，并给后续的安装质量埋下了隐患，危害极大。

因此，对预埋件、锚栓偏位的质量缺陷，应做好以下纠偏处理。

（1）钢结构安装前，监理方应督促和会同总承包施工单位及钢结构专业分包商，对所有受力支座的预埋件和锚栓进行认真检查，按设计要求的轴线、标高等进行全面复测，并形成记录；对于有偏位或严重影响到安装和施工质量的情况，应绘出有超差数据的“实测预埋件、锚栓偏位差平面位置图”，叫施工方技术部门拟出可行的整改处理方案，报设计院验算确认后实施；

（2）应对主要受力部位的支座预埋板，尤其是平面尺寸较大的预埋板下部及周边混凝土浇筑质量外观进行检查和敲击试验（包括混凝土强度回弹法），看看是否有空鼓不实，或钢板底下是否存在干缩空隙的质量缺陷。

（3）对于预埋板偏位导致支座或支座的过渡钢板不能正确安装，或按设计要求的支座部位焊缝无法以四个边进行围焊的，建议用与预埋板相同材质和厚度的钢板与之拼接。拼接焊缝处应打好坡口，焊缝质量做到全熔透等强要求，对拼接补上去的钢板底部也应用后置锚筋的办法进行开孔生根塞焊。

（4）对于预埋板和锚栓完全偏离了设计要求根本无法安装的，建议采用化学锚栓植筋法、其锚栓直径规格、锚筋植入钢筋混凝土的深度和数量，应叫设计确认，并按规定做拉拔力试验。

（5）对于无预埋钢板仅是用锚栓固定的，因个别偏位，导致不能全部与钢支座底板固定孔穿入的，建议可对偏位的锚栓，凿除其根部的混凝土，一般深至150 mm～200 mm，再采用适当加热矫正处理的纠偏办法；对于锚栓螺纹外露过短过长无法用双螺母紧固情况的，建议截去原螺纹部位，再用相同规格锚栓在根部以双根或三根帮条焊法接长处理等等，但对于无论何种质量缺陷情况，应先有经审批认可的整改处理方案，实施后再进行复查检验，使之符合施工质量和设计要求。

5 结 语

总而言之，对大型钢结构工程中的预埋件、锚栓的预埋精度和浇捣质量问题，以及偏位缺陷的整改处理工作，不能掉以轻心、放任施作。监管人员一定要在其一系列过程中多加关注，严格控制。这关系到钢结构是否完全符合设计要求、是否真正做到无质量隐患，钢结构工程是否让人感到是一个优质放心工程。