超高层密集型地脚螺栓预埋施工技术

穆建胜

（山西八建集团有限公司，山西太原 030000）

1 工程概况

本工程主塔楼结构形式为核心筒结构地上41 层，建筑总高度184.0m，东、西塔楼均采用形钢混凝土框架和混凝土核心筒的结构体系，为实现底层大空间，首层采用抽柱方式，沿建筑周边每侧布置2 根巨形框架柱，共计8 支，巨柱截面3400mm×2300mm×60mm，巨柱总长27.45m，巨柱与多角度混凝土梁连接，巨柱预埋地脚规格大、数量多且为整个塔楼的根基。其中地脚螺栓的预埋精度是施工的重点，本工程地脚螺栓规格M60×2400，埋入深度约2.5m，数量1216 根。底部还有方锚固板及肋板，单根重量65kg，预埋地脚螺栓密集且单根较重，传统的单根安装或者利用模板安装效率低且质量难以保证。安装精度要求高、施工难度大，对工程的质量及工期具有重要影响，如何采取安全、优质、经济、高效的措施加以保证，是施工技术管理的一个重要课题。本基础为筏板基础，地脚螺栓埋设在筏板内，筏板高度2.7m。而筏板基础属于大体积混凝土，需要一次性浇筑，地脚螺栓必须提前埋设，不能影响混凝土浇筑，如何解决密集型地脚螺栓安装是本工程的重点。

2 重难点分析

本工程分为西塔楼和东西塔楼连接，共计16 根巨柱钢柱，钢巨柱截面积2300mm×3400mm，地脚螺栓单根重量65kg，单根巨柱共计76 条，合计重量4940kg。需应用TEKLA 技术制作地脚螺栓整体支架模型，保证支架不与钢筋发生碰撞，保证76 条地脚螺栓的安装精度。施工时将地脚螺栓间距通过一块钢模板开孔定位地脚的间距，通过水平角钢支撑托架控制地脚螺栓统一标高，然后将上下通过支撑焊接成一个整体块，然后在块下端焊接9 个支腿（支腿为了支撑在混凝土上）。安装时直接将地脚螺栓块吊人基础位置，通过控制支腿位置确定地脚螺栓位置。提前放置地脚螺栓整体支架模块后在进行绑扎钢筋，比传统的后置安装地脚螺栓精度高，工期短。按照工期，支撑架及锚栓的安装时间仅为5d，8d 内完成1216 根锚栓的安装，必须确保一次安装精度。地脚螺栓施工阶段正是土建底板钢筋绑扎高峰期，提前在加工厂制作整体地脚螺栓支架，不影响工期，混凝土操作工人在混凝土浇筑过程中基本按照交底的要求施工，混凝土倾倒后及时分散开，无过大集中荷载影响，并且避免了操作中泵送管与振捣棒直接接触锚栓支架体，锚栓预埋位置受振捣影响的不大。

3 主要施工方法及实施

3.1 支架的制作

聘请钢结构专家对地密集型地脚螺栓制作和安装进行技术交底，讲解安装要点，以及预防质量通病、质量检查要点，管理人员做到心中有数。

将本螺栓支架分为底层承重支架及支腿、顶层间距模板和侧向斜撑杆件。加工厂制作，采用模具制作地脚杆件、底部支架；顶层螺栓间距控制模板采用数控切割机下料，所有焊接实现了有焊工证人员进行焊接，如图1、图2、图3 所示。

3.2 现场安装

根据图纸支座坐标，测量支腿平面位置，在筏板底筋网片上焊接支腿底板，并测量标高及坐标点。用竖向螺纹钢与网片钢筋焊接，在每个支点保证承重，防止支腿下沉，竖向钢筋下端要增加短角钢确保钢筋不穿透垫层，如图4、图5 所示。

根据现场安装距离（38.5m）及地脚支架重量（6.62t），选择240t 汽车吊进行吊装，用千斤顶和倒链调节标高和平面位置。

图1 地脚螺栓杆件模具焊接地脚底板

图2 数控顶模板下料

图3 脚钢底架地脚螺栓的装配

图4 竖向钢筋定位板支腿焊接定位板

图5 四块定位板

吊装完成后，未发生支架变形，地脚螺栓尺寸满足规范要求。实施效果：平面位置准确，标高准确，未发生侧向倾斜，地脚螺栓尺寸间距及总尺寸满足规范要求。

3.3 坐标定位调整

现场实际采用全站仪极坐标测控方法，将全站仪架设在了控制轴线上，整平对中后，将测站点（X，Y）坐标数据输入，然后在观测点上将反射片放置到地脚支架，用反射片底部的中线对正控制点，且用全站仪十字线中心照准贴片，所测设数据与控制点设计坐标值进行对比得出偏差，如偏差较大，则用倒链和千斤顶对轴线方向进行校正，直到偏差符合规范要求，然后用同种的方法对地脚架另一端进行校正，各点到位后进行施焊，并对整体支架进行一次全面复测，并做好原始数据记录。对主要控制点进行复核，视数据变化大小采取调整措施，满足要求后进行最后施焊。

2018 年 12 月 28 日开始安装，29 号全部吊装完成，30 号调整标高及水平位置完成。通过2d 安装圆满完成任务。本次地脚螺栓共测量608 个，有600 个地脚螺栓的平面坐标及标高规范要求都满足，合格率高达98.7%.

4 结语

山西汾酒文化商务中心西塔楼巨柱地脚螺栓预埋安装，应用整体安装施工方法，完成后不仅降低了施工成本，缩短工期，而且得到了业主与监理的认可。施工时间缩短为2d，安装的合格高达到98.5%。施工的时候要严格按照方案设计，既要施工质量，又要降低地基价格，缩短建设工期，从而达到节能效果。做到技术要先进，经济要合理、质量要保证。通过制定一系列控制措施确保了1216 根高强锚栓的精确预埋，为后续构件的安装提供了良好的安装精度，总结了一套便于现场操作、有效提高安装精度的成功经验，并结合现场施工过程和方法管理体系形成了符合实际的技术管理标准。