超高层钢结构柱脚锚栓施工质量控制

杨秀举 祁隆

超高层钢结构柱脚锚栓施工质量控制

杨秀举 祁隆

本文介绍了超高层建筑施工过程中，钢结构柱脚锚栓预埋施工要求精度高，因基础底板极厚，钢筋排布紧密，同时锚栓数量多、本身自重大，故在锚栓深化设计、施工阶段必须做好锚栓预埋施工时各工序的质量控制。采用定位环板及支架控制同一锚栓组的相对位置，通过预埋板对支架进行定位控制其绝对位置，从而达到控制锚栓安装精度的目的。

柱脚锚栓；质量控制；锚栓支架；安装精度

1.工程概况

天津高银双子塔项目位于天津市高新区海泰南北大街以西，津静公路南北两侧，包括两个塔楼工程，建筑高度221米，每个塔楼由外框16根圆管柱、核心筒16根H型柱及4根十字柱组成核心筒框架体系。圆管柱最大截面Φ1500×35，H型柱最大截面H500×350×20×30，十字柱最大截面600×350×20×30。

2.预埋锚栓概况

首层钢柱与基础底板通过预埋地脚锚栓连接，锚栓的规格分为M30、M36两种，材质M30为Q235B，M36为Q345B；单根长度M30锚栓分别为1140mm、1130mm，M36锚栓分别为1920mm、1930mm；埋深M30为900mm、M36为1650mm。柱脚埋件材质采用Q235B。钢柱锚栓生根在基础底板内，与钢柱采用锚栓加焊接的方式进行。

本工程的锚栓支架分为三种：圆管柱柱脚锚栓支撑架(图1)、H型钢柱柱脚锚栓支撑架（图2）、十字型钢柱柱脚锚栓支撑架（图3），柱脚锚栓的安装在土建施工基础垫层阶段开始。

3.预埋锚栓难点分析

3.1 圆管柱柱脚最多为20根Φ36的锚栓，施工过程中须保证所有锚栓均能顺利穿过上、下两层定位环板，每根锚栓的垂偏精度要求非常高。

3.2 在基础底板防水保护层施工完毕后放置地脚锚栓预埋件时应定位准确；焊接锚栓支架后保证在基础底板钢筋绑扎完成后，地脚锚栓定位应仍然准确。

3.3 必须保证锚栓、锚栓支架的稳定性，方能保证在混凝土浇筑时，锚栓及支架不会偏移。

3.4 锚栓、定位环板及锚栓支架安装过程中测量控制难度较大。

4.超高层钢结构柱脚锚栓质量控制措施

4.1 深化设计阶段

在深化柱脚锚栓时，熟悉土建基础底板平面图、钢筋配筋图等施工图纸。明确锚栓位置与电梯井、集水井放坡处是否有交叉，针对不同位置采取不同支架加固措施。确定定位环板标高并在Tekla模型中模拟，避免定位环板与钢筋网片碰撞、挤压，导致锚栓偏移。同时遵循以下设计原则：

4.1.1 组成支架的角钢或槽钢数量不宜多，以减少或避免钢筋网与其碰撞；

4.1.2 支架本身应为稳固的结构，可通过加斜撑来保证。

下图所示图4为锚栓及锚栓支架剖面图：

4.2 施工阶段

超高层钢结构柱脚锚栓施工技术传统做法有以下两种：

4.2.1 将锚栓支架直接固定在基础底板钢筋网片上。此种做法优点在于施工进度快，与土建施工工序可穿插进行。缺点在于土建施工过程中无法避免钢筋网片的偏移，而导致锚栓支架偏移，无法保障锚栓的安装精度。

4.2.2 将锚栓与支架焊接成一个整体，待防水保护层施工完毕后，将锚栓与支架先行安装。此种做法缺点在于施工难度大，工期时间长，且容易损坏防水层。

在与设计院、土建施工单位探讨后，我们制定了一种采用预埋定位的新做法。基础垫层施工时，预留锚栓支架埋件基槽，铺设防水层（图5），浇筑基槽底部防水保护层（图6），放置埋件（图7），浇筑其余防水层并填满基槽，（图8）。

4.3 锚栓支架的安装流程：

4.3.1 与土建单位交接轴线坐标，依据土建的平面控制轴线确定锚栓中心坐标，依据锚栓轴线坐标确定锚栓支架位置。

4.3.2 垫层施工时在锚栓支架位置预留基槽，待防水保护层施工结束后，先浇筑基槽底部防水保护层，后浇筑锚栓支架埋件和其余防水保护层，埋件标高与防水保护层标高一致。

4.3.3 在地面对锚栓进行组装。

4.3.4 对锚栓支架坐标定位，定位准确后将锚栓支架与预埋板焊接。

4.3.5 复测锚栓水平坐标、标高，验收合格后进行基础底板下层钢筋绑扎。

4.3.6 基础底板下层钢筋绑扎完成后，复测锚栓水平坐标、标高，验收合格后进行底板中、上层钢筋绑扎。

4.3.7 底板钢筋绑扎完成后复核锚栓水平坐标，并对锚栓标高进行调整复测合格后将紧固螺母拧紧，进行混凝土浇筑。

4.3.8 基础底板浇筑后，混凝土初凝前再复测一次锚栓水平坐标与标高。

预埋锚栓施工过程中有许多需要注意的问题，只有在过程中严格把控，才能有效地避免因施工过程中某些因素而导致的锚栓偏移。

5.柱脚锚栓安装定位测量

5.1 轴线定位

在基础垫层施工的同时，进行预埋螺栓的轴线放样。施工坐标中以南北方向为X轴，东西方向为Y轴(图9)。假定埋件中心坐标为（a,b）将小棱镜放在混凝土保护层上的北方向，依据东西方向看X，南北方向看Y的原则，以全站仪测得数据值应为a。根据全站仪的数据指挥小棱镜东西移动找到轴线北方向上的点，并做上红油漆标记。同理可放样出东西和南方向的点位，弹上墨线，行成如图9所示的轴线十字线，十字线交点即为埋件中心点。

轴线放样完成以后，根据图纸中支撑架底部小钢板与轴线之间的位置关系，定位出支架预埋板位置，在防水层施工完成后预埋支架预埋板。

支架安装之前，需对上下两层定位环板进行轴线分中，通过吊线坠的方法使环板中心线与定位轴线上下对应，完成支撑架的定位，定位完成后将预埋板与支架焊接连接。

5.2 埋件标高

对于埋件标高，可任选一支螺栓，用水准仪调节到施工图中设计标高并固定住，其余螺栓可以此为标准用水平尺找平，然后吊线调节螺杆垂直度。考虑到沉降因素，本工程决定将地脚螺栓标高在设计标高基础上提高5mm（钢结构工程施工质量验收规范中要求锚栓露出尺寸允许偏差为0～+30mm）。

6.结语

超高层建筑是人类文明进程中生产和生活需求的产物，是现代工业化、商业化和城市化的必然结果，是科学技术与社会经济的结晶，在一定程度上反映出科学技术与社会经济发展的水平，还是财富与权势的象征。如何控制超高层建筑施工过程中的质量问题是一个永久的话题。本文对一个在建的超高层项目钢结构施工过程中柱脚锚栓质量控制措施进行了说明。事实证明在基础底板安装锚栓支架埋件使其与锚栓支架刚性连接能有效的避免施工阶段某些因素对锚栓安装精度的影响，在施工过程中必须保障相关要求与设计完成相符，才能保证施工质量进一步保证工程质量。

[1]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册.北京：中国计划出版社，2005.

[2]冶金工业部建筑研究总院. GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范.北京：中国计划出版设，2002.

[3]高永详，张德欣，李东.超高层钢结构预埋锚栓施工技术.建筑技术，2005，08：588～590.

[4]李典.浅谈超高层钢结构建筑的施工技术控制要点.科技致富向导，2011，29：279+307.

（作者单位： 中建八局钢结构工程公司）

TU391

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1671-3362（2015）12-0068-03