地下室劲性柱钢结构施工关键技术

陈凯

(上海老港固废综合开发有限公司，上海 201302)

1 工程概况

上海市某新建中学项目，总建筑面积为42662.87m2，其中地上建筑面积为36 939.16 m2，地下建筑面积为5 723.71 m2。除东侧临近有学校，需适当控制噪声，周边施工环境较好。钢结构主要建设内容为：1#教学综合楼、2#实验综合楼均为5 层钢框架结构；3#体育馆及食堂综合楼为3 层钢框架结构；4# 宿舍楼为6 层钢框架结构；各栋楼间有一层连廊，也为钢框架结构；1#、2#、3# 楼局部地下一层为地下室或车库，地下室为劲性柱钢筋混凝土结构。

框架结构的箱型钢柱 （局部地下室部位劲性箱型柱）和H 型钢梁（局部箱型梁）及楼承板、钢楼梯制作安装工作， 楼承板除1# 楼为TD6-90-576型钢筋桁架式楼承板，其余均为YX75-230-690 II型开口式楼承板。

地下工程钢结构重约100 t，主要为劲性柱结构，无劲性钢梁，劲性柱为箱型柱。 劲性柱柱脚采用地脚螺栓连接形式，单个柱脚分别为4 根、8 根、12 根M24 锚栓，材质为Q355，劲性柱通过柱底部与预埋地脚螺栓固定连接。

2 安装流程

钢结构安装顺序：水平标高及预埋螺栓轴线复测→第一节钢柱安装→钢柱校正（水平标高、垂直度）→第二节钢柱安装→钢柱校正（水平标高、垂直度）焊接→依次安装→验收，如图1 所示。

图1 地下室钢结构安装流程

本工程钢柱安装前需在钢筋混凝土伐板基础或承台施工时预埋劲性钢柱预埋螺栓。 通过预埋螺栓与钢柱柱底板的螺栓孔进行定位安装固定。整体施工顺序根据总包整体安排原则按每个单体自下而上依次安装。

3 施工操作要点

3.1 地脚螺栓及其它预埋钢板的埋设

（1）定位模板的加工，使其钻孔位置、孔径满足要求。 模具钢板加工好以后可以在现场组装模板支架，采用钢筋焊接一个搁置模板的支架，支架应高出承台上部钢筋低于预埋螺栓顶5～10 cm，以方便穿过钢筋网和模板定位孔。

（2）测量放线：根据总包提供的原始轴线控制点及标高控制点，对现场轴线和标高控制点进行复测与加密。 再基于控制线测放出的轴线确定每个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点。

预埋螺栓的埋设根据钢结构柱的平面布置，先从角柱或边柱开始，沿纵向或横向设置固定预埋螺栓。

为了确保预埋螺栓不发生整体沉降和整体倾斜，需用短钢筋将预埋螺栓与基础钢筋网架斜拉点焊， 同时在预埋螺栓底部对角点焊两根短钢筋，使短钢筋支撑于基础垫层。 预埋件与底板钢筋焊牢固定，防止在浇筑混凝土时预埋件产生偏移。 先横向结构、后平面构件，形成整体框架，如图2 所示。

图2 钢筋焊接示意

（3）预埋螺栓的复核：复核各基础承台螺栓组之间的距离是否满足设计要求， 拉通线检查各基础螺栓组同一排预埋螺栓是否直线排列， 如有误差，须进行纠正确保安装准确。

（4）螺纹保护：预埋螺栓安装完成后需对外露部分螺纹涂上黄油防锈， 并用胶带缠绕粘牢或再加PVC 管套，防止浇筑混凝土使污染螺纹。

（5）预埋钢板的埋设：本工程预埋钢板位于混凝土梁，主要用于楼梯柱梁等，按安装位置方向分为水平和垂直两种，混凝土梁钢筋绑扎完成后即可进行。

先在预埋钢板上划出纵横向十字中心线，根据所测放出的轴线（中心十字线）和标高，找准预埋钢板的纵横向中心线， 使其与测量定位的基准线吻合，将预埋钢板上已焊接锚固的钢筋通过已绑扎的柱梁钢筋点焊就位，点焊钢筋为非主受力钢筋（如加筋、箍筋等），预埋钢板上所焊接的锚固钢筋须放在柱梁板外排主筋内侧， 再次复核轴线和标高，同时控制好预埋钢板水平度和垂直度后，纵横向搭接钢筋焊接牢靠，使其稳定地固定于钢筋笼或顶紧支撑模板。

3.2 钢柱的安装

本工程地下部分仅为钢柱无钢梁，为劲性柱结构，通过预埋螺栓与柱底板连接固定，如图3 所示。

图3 钢柱安装示意

（1）首节钢柱吊装前，应对钢柱基础轴线和标高、弹好基准线，如超过允许偏差时，应做好技术处理。 在地脚螺栓上安放调节螺母，用水准仪找准标高以便提高钢柱的安装速度，如图4 所示。

图4 地下室劲性柱安装示意

（2）钢柱用吊机（塔吊）提升到位后，首先将钢柱吊至螺栓顶部，对准螺栓孔位置缓缓落下，将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐， 使四面偏差控制在规范允许的范围内，初校钢柱垂直度，拧紧螺母。

（3）第一节钢柱在安装就位后，需先用缆风绳四面固定， 采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整， 再用两台经纬仪从柱的两个侧面同时定位观测，根据观察结果反推调节方向，基于千斤顶或缆风绳调整方位，达到要求后再进行紧固。

（4）对于地下室部位劲性钢柱，因无钢梁，则安装后待混凝土柱混凝土梁钢筋绑扎后可利用其钢筋连接支撑或拉结， 使其形成稳固的刚度单元，整体校正完成后及时对柱底进行二次灌浆，使钢柱进一步稳固，再灌注和浇筑混凝土柱及梁板。

（5）钢柱吊装除3#楼有2 根采用汽车吊，其余全部采用塔吊，吊装钢柱时应进行试吊，吊起高度至100～200 mm 时应悬停稳住， 检查索具是否牢固和吊车是否稳定。在起吊过程中，应注意动作平稳，避免与其他物体碰撞。 到钢柱完全吊起时，注意平稳缓慢地插入预埋螺栓，然后调正垂直度，拧紧螺母。钢柱安装的允许偏差见表1。

表1 钢柱安装的允许偏差单位：mm

4 施工质量保障措施

（1）施工前，应对全站仪、经纬仪、水准仪、钢卷尺进行再一次的计量核对， 确保检测数据的真实性、准确性。质检人员每天进行质量监控记录，并对次日所有工程项目的技术要求进行落实。

（2）严格把好每道工序的质量关，每道工序经施工班组自检、公司质量专检复查、评定合格后才可进入下一道工序。

（3）制定出各工序的质量控制表，明确各工序的质量要求，在自检、互检、专检各环节中对检查情况进行详细记录。 在下一道工序实施前，以上一道工序的控制记录为依据，进行核实、检查。执行工序交接交底工作。下道工序发现上道工序不合格者有权拒绝施工，在上级部门对此证实前应确保下道工序的正常要求，经证实后责令上道工序修正然后进行下道工序施工。

（4）本工程是一个分段吊装的过程，所以每次吊装结束都应质量验收， 并记录好正确的施工数据，从放置预埋螺栓开始，到第一节钢柱，第二节钢柱吊装，再到第N 节钢柱，均需进行质量验收，做好原始记录。施工质量必须符合钢结构施工及验收规范，确保质量一次验收合格率达100%。

5 结语

上海市某中学项目地下室钢结构工期短、熔透焊多，地下钢结构施工复杂，针对此问题重点分析项目地下室施工问题， 编制详细的钢结构施工方案，为保障地下室劲性柱钢结构施工质量提出相应措施，为类似工程提供了借鉴经验。