超高层钢结构建造又添一绝技——预埋锚栓安装新方法

文｜韩朋

高层建筑指40层以上，高度100米以上的建筑物。按照中国《民用建筑设计通则》GB50352—2005规定：建筑高度超过100米时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。根据世界超高层建筑学会的新标准，300米以上为超高层建筑。超高层建筑是城市未来发展的趋势，无论是在土地资源还是空间资源上，超高层建筑都能使得其更加集约化。

预埋锚栓安装是钢结构施工的关键环节，而超高层钢结构所使用的锚栓较常规工程直径、长度更大，数量更多，对锚栓的垂偏和相互位置控制精度要求更高，稍有不慎就容易酿成质量问题，后续处理较为棘手。

北京建工机施集团从2004年开始对超高层预埋锚栓施工技术进行研究，两代机施建设者们发扬精益求精的工匠精神，在传承中不断地探索和革新，研发出了《一种用于竖向支撑地脚锚栓的可调组合式支撑架》，并对此开发了配套的《超高层钢结构利用组合支撑架进行预埋锚栓安装的施工工法》，巧妙地解决了这一难题。

预埋锚栓传统施工方法存在诸多弊端

第一是把锚栓固定架直接放置在底板钢筋顶面上，当堆放材料、人员走动、钢筋绑扎、混凝土浇筑、意外碰撞时，极易造成钢筋变形，进而影响固定架内锚栓定位精度，需要不厌其烦的多次调整，但最终仍达不到满意的效果。第二是在固定架下方设置支腿时，对支腿定位精度要求较高，当支腿位置遇到障碍物时，不能灵活调整位置，并且当支腿高度较高时，侧向稳定性也极易受到影响。第三是锚栓垂偏、标高调整非常繁琐，调整时容易对周围锚栓产生影响。

预埋锚栓安装新方法

北京建工机施集团研制的预埋锚栓安装用支撑架在技术上推陈出新，采用分体组合式支撑架，组合支撑架由三部分组成，包括高度和平面位置可调性较大的过渡架、固定锚栓的套架以及穿孔架，支撑架可在整体预拼装后分块安装。

预埋锚栓安装前，根据基础底板钢筋布置以及锚栓信息，利用BIM技术设计组合支撑架。原材料均为普通材料，节点形式和连接形式绝大部分为焊接，可以实现尽量减少机加工的工作量，便于现场制作。

锚栓安装工艺采用初、粗、精三级调整定位的方法。第一级初定位。利用全站仪监测过渡架安装精度，确保过渡架顶横梁标高，并在横梁表面测放套架的控制线。第二级粗定位。依据控制线吊装套架，用全站仪监测套架上控制点坐标，用千斤顶和倒链调整套架的平面位置和垂偏，完成粗定位。第三级精确定位。在浇筑混凝土之前，使用千斤顶支起穿孔架，完成垂偏纠正，之后微调穿孔架的水平和标高位置完成精确定位。

与传统的锚栓支撑架及其预埋方法相比，该施工方法中过渡架的安装不会对其它工序造成影响，既可以和钢筋绑扎同步，也可以在钢筋绑扎完毕后安装，而且平面位置也可灵活调整。锚栓套架不和基础钢筋直接接触，避免了外界的干扰，减少了重复调整的频次。另外锚栓自纠偏功能也提高了调整的效率和精度，锚栓精度始终控制在允许范围内，避免了反复调整，极大地提高了施工效率。

预埋锚栓安装新方法工程应用情况

国瑞·西安金融中心超高层钢结构工程位于西安市高新区创业新大陆北侧，由塔楼和裙楼两部分组成，总建筑面积289978.21m2。塔楼地下4层，地上75层，高度350m，钢结构工程量约30000t。塔楼10层以下核心筒采用钢板剪力墙结构，外框地下采用双十字柱结构。外框柱和钢板剪力墙通过底板和预埋锚栓连接，底板最厚120mm。共使用预埋锚栓1405套，锚栓直径M36、M60、M80，最大长度4065mm，单根最大重量0.3t。

海口塔工程超高层钢结构共使用锚栓1416套。其中巨柱柱脚采用双层底板，板厚110mm，间距1m，巨柱柱脚共使用896套锚栓，最大直径M90，最大长度5.2m，若地脚锚栓垂偏超过0.066°，则锚栓顶部偏差将超过6mm，无法确保所有锚栓同时顺利穿过双层柱脚底板，对锚栓定位精度要求极高。

在上述两项超高层钢结构工程中，先后使用北京建工机施集团研发的预埋锚栓安装新工法，所有锚栓均一次性完美穿过锚栓孔，未出现后期扩孔问题，取得了非常好的效果。同时在国瑞·西安金融中心超高层项目上提高了施工效率，节约工期8天，节省成本14万元；在海口塔项目中节约工期20天，节省人工成本20万元，均取得良好的经济效益。

预埋锚栓安装新方法取得的阶段性成果

目前，北京建工机施集团研发的预埋锚栓安装新工法对应的技术已经获得国家发明专利和实用新型专利，该工法也得到专家认可，获得了2018年度北京市级工法。

预埋锚栓安装新方法应用前景

该方法操作简单，非常适合深基础钢筋密集、局部存在集水坑等复杂施工环境的锚栓高精度预埋，同时适合高层及超高层等钢结构预埋锚栓的施工，更改支撑架材料和外形尺寸后也适用于一般工程，具有广泛的推广应用前景。