柱端多埋件组合施工

李兴波

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

随着国家经济大发展的推动，我国工业建设迎来新的机遇，预制混凝土及钢结构混合式排架结构被越来越多的工业厂房所采用，同时越来越复杂的埋件出现在施工技术的难题中，为了克服预制柱端同一截面设计预埋件较多，且标高、位置、大小不一，各预埋件锚固筋相互交错，柱钢筋安装、绑扎困难，施工速度慢、难度大、精确度不高等困难，通过先组合焊接制作及安装预制柱端多预埋件，后绑扎钢筋的施工方法，不仅为预制柱端部多埋件安装解决根本性问题，为其他部位多埋件的组合及安装也起到了抛砖引玉的作用。

1 工程实例

青海黄河水电再生铝电解车二车间工程为单层厂房，排架结构，总建筑面积为62 109 m2，总高度为21 m，车间总长998.4 m，跨度27 m，预制柱共计334根，柱间距6.4 m。每根柱子10 m以下为预制混凝土柱，10 m以上为“H”形钢柱，预制混凝土柱与钢柱之间连接采用钢构件连接，如图1所示。

在预制柱小截面两侧预埋1 300 mm×500 mm×25 mm(1 000 mm×500 mm×20 mm)两块预埋件(锚固筋采用20Φ22的对锚)和预制柱顶端水平方向预埋750 mm×500 mm×20 mm一块预埋件(锚固筋12Φ20长度800 mm)，然后用16个φ24高强螺栓连接钢柱。同时，该部位预制柱大截面处需要预埋吊车梁走道板预埋件750 mm×530 mm×10 mm(锚固筋采用12Φ16的对锚)两块。由于在同一截面安装预埋件较多，且锚固筋纵横交错安装困难，造成施工速度慢，难度大，钢柱预埋件埋设精准度要求高的困难，为克服上述难点，有效控制预埋件位置及标高的精确度，提高结构的安装质量与结构安全，提高预埋件预埋施工速度，实用性强，所需设备少，缩短预埋时间。项目部针对该课题成立“QC”小组，从人员、机具、材料、方法、测量、环境六方面反复论证，最终得出从制作安装预埋件找出路，采取了柱端多预埋件组合焊接制作施工的新型施工技术。

2 施工工艺

预埋件传统方法是:先绑扎预制柱钢筋，再安装埋件，存在的问题是如果满足一处埋件的位置标高，其他埋件的锚固筋则很难插入预制柱钢筋骨架内，标高及位置无法控制，施工质量不易保证，且施工速度慢。而采用先组合埋件，后穿插柱钢筋的逆施工方法无疑可以解决以上问题。

预埋件逆施工的工艺流程:对柱端多预埋件采取组合焊接施工，一次成型安装就位，按图纸设计要求，将钢柱连接预埋件、行车梁走道板预埋件及柱端箍筋全部组合焊接成型后(在已做好的加工台上焊接)，一次安装于预制柱胎模内，然后再进行柱钢筋绑扎，支模浇筑混凝土。

预埋件逆施工工艺流程图见图2。

3 施工要点

预埋件施工前，预埋件的原材料应该确保合格，符合设计要求及强制性标准规定，加工前必须检查其合格证，进行必要的力学性能试验及其化学成分分析，同时观感质量必须合格，表面无明显锈蚀现象。

3.1 预埋件组合优化设计

1)计算机演示并优化改进:首先根据图纸设计要求，在计算机上利用CAD三维成像平台建立各级主筋的模型，进行模拟组合，不断调整各预埋件锚固筋位置，避免与主筋交叉抢位，以便预制柱主筋可以轻松穿入组合预埋件;2)模型试验:根据计算机演示结果，用木板代替预埋件，用钢筋直径大小的PVC管代替预制柱主筋及预埋件锚固筋，制作1∶1组合预埋件模具模型进行实验，进一步优化下料，达到预期效果后，进行试验性组合焊接施工，确定方法可行后开始大批量加工制作。

3.2 预埋件制作及组合

1)根据图纸设计要求柱端预埋件的相对位置，进行预埋件制作与组合平台，平台由控制钢板位置模具(工桩)和控制锚固筋及螺栓卡具组成。2)根据图纸尺寸切割钢板，对锚固筋、螺栓及螺栓孔的位置进行精确放样及打孔。3)在操作平台的模具上组合钢柱两侧预埋件及水平预埋件，要通过专用卡具控制确保锚固筋、螺栓及螺栓孔位置准确，严格执行操作规程使预埋件制作焊接牢固。4)对钢柱两侧及水平埋件的锚固筋及螺栓进行焊接，保证焊接质量及位置。5)根据图纸及组合设计将柱端箍筋安装组合在组合埋件内，要求点焊不可伤及主筋，位置准确、焊接牢固。6)组合行车梁走道板埋件，焊接行车梁走道板埋件锚固筋。7)组合完成退出操作平台，校正预埋件间相对位置及钢板、锚固筋、螺栓、螺栓孔、柱端箍筋之间位置，检查焊接外观质量。

3.3 预埋件安装及就位

1)在胎模内准确放出钢筋、模板及预埋件位置，特别是预埋件组合体的位置、标高要更加准确。2)用自吊运输车或吊车对预埋件进行就位，就位后再次检查预埋件、螺栓、螺栓孔和预制柱模板之间的相对位置，保证预制柱成型后预埋件、螺栓、螺栓孔位置、标高准确。

3.4 钢筋安装

1)柱端箍筋安装:由于预埋件组合后基本成为箱体，预制柱主筋穿入后，箍筋无法绑扎，所以按组合埋件设计先将柱端箍筋按图纸要求点焊在组合预埋件的锚固筋上，待主筋穿入后再与其进行绑扎固定。2)预制柱主筋安装:根据组合埋件设计柱主筋穿入路线将预制柱端部主筋逐根穿入定位，再绑扎其他主筋，规格、数量、尺寸符合要求，绑扎牢固。

3.5 模板安装

1)根据图纸设计要求制作定型模板，尺寸准确、安装牢固、表面光洁、接缝严密，混凝土浇筑时不能存在漏浆或胀模现象。2)模板安装完毕后要同组合预埋件固定牢靠，预埋件钢板与模板连接紧密、位置标高准确。

3.6 混凝土浇筑

1)由于组合预埋件内钢筋密集，混凝土石子应采用10 mm～30 mm碎石，坍落度宜控制在100 mm～180 mm，流动性应较强(选用商品混凝土即可)。组合件内混凝土振捣应配备25 mm插入式振捣棒进行振捣。

2)混凝土浇筑振捣密实、一次成型不留施工缝，混凝土表面随打随压、平整光洁、养护及时。

4 预埋件组合施工的特点

1)施工速度快:采用组合方式安装预埋件，安装工艺更简便快捷，可提高施工速度近30%，更快更好的完成了施工任务。

2)施工精度高、质量易保证:预埋件组合后更加稳固，混凝土对其的握裹力更强;组合埋件时在专用加工台组合预埋件加工前经反复验证及CAD三维成像平台演示精密定位确定组合方式，并在专用加工操作台进行组合，组合成型后安装在柱胎模内，比采用传统散装埋设方法精度更高，质量更容易保证。

3)环保、节能:预埋件制作、组合全部在加工车间完成，工厂化操作，大量减少现场施工，对环境保护、节约能源起到显著效果。

4)施工成本低:由于施工进度快、精度高、质量好，省时省工，避免了重复加固返工，故施工成本的降低显而易见。

综上所述，预制柱端部组合埋件施工可以克服预制柱端同一截面设计预埋件较多，且标高、位置、大小不一，各预埋件锚固筋相互交错，柱钢筋安装、绑扎困难，施工速度慢、难度大、精确度不高等困难。且经过多项工程实践应用日趋成熟，能达到进度快、安装精度高、工程质量易保证、施工安全系数高和显著降低成本的效果。由于方法工艺简单、施工精度高、易掌握、好操作，可以以较小改进取得较大收益，以科技进步带动传统施工，是一项创新型的施工工艺，具有广泛的推广前景。