钢结构厂房基础短柱快速定位安装施工技术研究

杨移福

（中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 250101）

0 引言

钢结构装配式建筑作为一种承重结构体系，由于具有自重轻、强度高、塑性韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、施工工期短、综合经济效益显著、造型美观等诸多优点，近年被越来越广泛地应用[1]。

钢结构基础工程施工是钢结构安装施工过程中极为重要的分部工程，其施工质量直接影响到上部钢结构主体安装。目前，大部分施工人员对于钢结构厂房基础工程施工质量重视程度不足，主要原因是施工人员相关专业知识缺乏，施工过程中测量控制轴网精度及人工定位误差较大，导致地脚螺栓预埋偏位，再加上地脚螺栓安装时悬空设置不易固定，需要破坏原短柱钢筋放置地脚螺栓并恢复，易出现定位尺寸不准确。同时，在混凝土浇筑振捣过程中可能导致地脚螺栓偏位，以上几种因素使得在基础短柱混凝土浇筑完成后，钢结构主体框架梁施工容易出现无法安装的现象，现场验收不合格，大量返工，耽误施工进度[2]。针对上述问题，本文采用一种可拼装拆卸的地脚螺栓定位安装装置，该装置具有安装简便、携带方便、可重复利用、可用于不同情况及不产生建筑垃圾等优点，适用于在建筑工地进行推广，有利于增加施工效率、减少建筑垃圾、节约建造成本[3]。

目前钢结构基础短柱混凝土浇筑模板通常是采用木模板拼装成所需要的形状，再通过对拉螺杆、木枋等较多的辅助零件进行加固，这种模板组装方式存在安装效率低、材料周转浪费、混凝土成型质量差、拆卸时不方便，容易损坏短柱本体等问题。本文提出一种混凝土短柱浇筑模板及其安装方法，用以解决上述问题[4]。

1 钢结构厂房基础短柱快速定位施工技术特点及基本原理

钢结构厂房基础短柱快速定位施工方法，主要是针对地脚螺栓预埋安装定位及基础短柱模板安装进行施工工艺改进及优化，采用一种可安拆地脚螺栓定位装置，该装置主要包括铝合金框架条、定位条、固定锁等几部分组成，具有结构简单、制作容易、成本低廉、可重复利用、绿色环保等优点[5]。这种可安拆地脚螺栓定位安装装置方便并且易于控制螺栓间距，可以用于不同设计下的地脚螺栓预埋，可根据图纸要求自由调整位置及间距。工程结束后可拆除携带用于下一工程，提高施工效率的同时不产生建筑垃圾、不浪费材料。

同时，采用一种混凝土短柱浇筑加固模板，根据施工图纸，厂家定制多次可周转钢制模板，采用转动式控制加固装置，安装与拆除简单，拆除时操作工人只需转动螺纹杆就可以完成脱模，快速高效地实现了混凝土基础短柱模板安装施工，提高了基础短柱混凝土的施工质量，节省人工材料等资源，并且能够反复使用，减少建筑垃圾、节约建造成本、增强施工效率[6]。

2 钢结构厂房基础短柱快速定位施工技术要点

2.1 施工工艺流程

图1 施工工艺流程图

2.2 施工准备

（1）施工前应进行施工图纸会审、设计交底、编制施工组织设计及各类危大工程安全专项施工方案并经论证审批，组织技术和施工安全技术交底。

（2）依据权威部门提供的控制点进行复测和引测，建立好测量控制网，依据设计桩位坐标进行桩位放样，并做好护桩。

（3）与厂家联系，根据施工图纸短柱尺寸定制铝合金定型化模板，材料进场后做好核验手续。

2.3 基础短柱模板安装及加固

为了解决现有技术中基础短柱模板加固繁琐、施工效率低、材料周转率低及混凝土成型质量差等问题，并且在拆卸时容易损坏短柱本体的缺点，采用一种混凝土基础短柱浇筑模板及其安装方法[7]。

为了实现上述目的，采用了如下技术方案：一种混凝土短柱浇筑模板系统包括四个角柱，四个角柱的相邻两侧均固定连接有对称设置的两个连接块，角柱的底部固定连接有底脚，对应的两个连接块之间设置有连接杆，连接杆的两侧均固定连接有螺柱，螺柱的一侧贯穿连接块并螺纹连接有螺母，角柱的相对一侧均设置有模板，模板的一侧设有用于固定模板的固定组件。

图2 基础短柱模板安装系统

模板的一侧设有用于拆解模板的拆解组件。角柱的两侧均开设有阶梯槽，所述阶梯槽的内壁与模板相接触。固定组件包括转动连接在模板一侧对称设置的两个转动块，所述转动块的外壁固定连接有连接板，所述模板的一侧固定连接有与转动块相对应的四个凹形块，所述凹形块的内壁滑动连接有滑动块，所述滑动块的一端嵌入有万向球，所述万向球的一侧固定连接有连杆，所述连杆的另一端均与相对应的连接板转动连接，所述阶梯槽的一侧开设有与滑动块配合使用的滑动槽。拆解组件包括转动连接在模板一侧的螺纹杆，所述螺纹杆的外壁螺纹连接有支撑板，所述支撑板靠近角柱的一侧固定连接有对称设置的多个卡柱，所述角柱的一侧开设有与卡柱配合使用的卡槽。模板的一侧固定连接有与连接板配合使用的第二限位块和第一限位块。转动块的外壁固定连接有转动柄，所述转动柄的内壁滑动连接有销柱，所述销柱的外壁固定套设有限位环，所述销柱的外壁套设有弹簧，所述弹簧位于转动柄与限位环之间，所述销柱的一侧固定连接有卡键，所述转动柄的内壁开设有与卡键配合使用的键槽，所述销柱远离限位环的一端固定连接有限位帽，所述限位帽的一侧固定连接有拉环，所述模板的一侧开设有与销柱配合使用的第一定位孔和第二定位孔。阶梯槽的一侧均设有密封条。模板的一侧均设有脱模剂。

具体施工安装步骤如下：

（1）首先将角柱放置在已浇筑成型的独立基础上，位于下部的连接块均通过连接杆和螺母进行固定连接，把模板由上而下插进相邻的两个阶梯槽之间，再把位于上方的连接块依次固定连接；

（2）然后拉动拉环，拉环可以通过限位帽带动销柱，使卡键脱离键槽，并且转动拉环，使卡键与键槽向交错；

（3）扳动转动柄，转动柄通过转动块带动连接板转动，连接板转动通过连杆带动滑动块在凹形块内滑动，并使滑动块伸入相对应的滑动槽中；

（4）转动拉环使卡键进入键槽中，通过弹簧的作用力推动限位环，使销柱插进相对应的第一定位孔中；

（5）模板固定前，在其内部涂刷脱模剂，安装完成后进行混凝土浇筑；

（6）内部混凝土凝固后，转动螺纹杆，螺纹杆转动带动支撑板向外移动，直至支撑板移动至角柱的一侧，并且能使卡柱插进卡槽中，当卡柱插进卡槽中时，拧动螺母，使螺母与连接块之间留有空隙，再次转动转动柄，使销柱卡进第二定位孔中，带动滑动块脱离滑动槽，反转螺纹杆，螺纹杆带动模板向外移动，从而能使模板与混凝土分开，进行脱模[8]。

图3 短柱模板安装完成示意图

2.4 地脚螺栓定位及安装施工

针对现有基础短柱地脚螺栓在安装时不仅操作繁琐，而且测量定位不准确易产生较大误差，从而影响上部钢结构主体框架梁安装，为了保证施工质量，减少返工损失，本文采用一种新的可安拆的地脚螺栓定位安装装置。这种装置主要包括：框架条、定位条及U 型螺丝，可根据地脚螺栓安装要求选择长度不同的框架条及定位条，用四根框架条拼接成一个的正方形框架，采用U 型螺丝固定锁死，利用横纵两个方向的定位条及框架条上的标尺来定位螺栓位置，最后利用定位条上的带橡胶垫扣锁将定位条与框架条固定成一个整体，从而实现对不同型号、不同间距的螺栓布置的定位安装，使用完成后可拆卸携带，绿色环保。

图4 可安拆地脚螺栓定位安装装置示意图

图5 可安拆地脚螺栓定位安装装置示意图

图6 可安拆地脚螺栓定位安装装置示意图

具体施工安装步骤如下：

（1）用铝合金框架条拼装成正方形框架，并使用U 型螺丝锁死，长度根据实际情况可选择1m 或其他长度；

（2）根据图纸要求及框架条标尺在框架条上安装定位条；

（3）使用定位条上的带橡胶垫的扣锁固定定位条，从而快速实现地脚螺栓的定位功能。

按上面步骤完成后，这种可安拆地脚螺栓定位安装装置就可以实现地脚螺栓的定位安装。

3 质量控制措施

3.1 技术措施

（1）组织技术、质检人员熟悉设计文件和技术规范，了解设计意图，明确施工重点和难点。编制科学合理、切实可行的施工技术方案，做好各级技术交底工作，使操作人员了解和领会各项技术质量要求，严格按照设计图纸、施工技术规范和施工操作程序组织施工，以保证施工操作准确性。

（2）重视设计图纸自审、会审及设计交底工作，在对设计图纸审查过程中发现的问题，及时、主动上报监理、设计和业主单位，杜绝盲目施工现象。

（3）重视工程测量与试验工作，加强测量与试验人员的责任心，提高其专业技术水平。加强试验和测量仪器设备的使用管理，严格按相关规定的要求对仪器设备进行检定，确保其精度符合要求。加强测量与试验的符合工作，确保检测试验资料结果的准确性。妥善保管好测量和试验资料，确保数据的可追溯性。

3.2 管理措施

（1）成立以项目经理为组长的质量管理领导小组，对工程质量实施监督和管理，作业处按要求设置质量管理组织机构；

（2）从事施工的作业人员应有多年的施工经验，上岗前，经过岗前培训且考试合格后方可上岗；

（3）对现场使用的机械设备能力进行确认，施工中注意机械设备正常使用维修保养。

（4）服从政府、业主和监理工程师对工程质量进行的监督、检查和指导，切实提高工程施工质量。

4 结论

本文结合实际工程施工，以工艺先进化、技术进步化、经济效益化、信息化、智能化为原则，对钢结构厂房施工过程中基础短柱模板安装及加固、地脚螺栓安装定位等施工工艺进行了优化与改进，形成了一整套钢结构基础短柱快速定位安装施工方法，保证了基础短柱模板加固的稳定性，快速精准地将地脚螺栓定位到预定位置，提高了基础短柱混凝土施工成型质量，极大地提高了施工效率及施工质量，降低了施工成本[9]。

本文的研究成果和技术参数，其他类似的工程均可借鉴，其施工参数和方法经过了论证和实践检验，为今后类似钢结构厂房基础短柱快速施工提供了依据。