柱腳螺栓精確定位技術在多層鋼結構基礎施工中的應用

陳霄

（平煤神馬建工集團有限公司六處，河南平頂山，467500）

柱腳螺栓精確定位技術在多層鋼結構基礎施工中的應用

陳霄

（平煤神馬建工集團有限公司六處，河南平頂山，467500）

本文結合復雜多層鋼結構基礎施工情況，介紹了通過軸網實現精確測距、控制軸線位置的工藝流程；結合精確安裝技術，提出了將地腳螺栓的安裝精度控制在±5 mm誤差之內的方法。本文為復雜軸線鋼結構的基礎施工提供了可靠高效的解決方案。

復雜多層鋼結構基礎；地腳螺栓；軸網精確測距；精確安裝

引言

平煤神馬簾子布項目浸膠車間烘房上部為共6層的多層門式鋼架結構。該部分地腳螺栓共58套（共計580條），軸線位置關系復雜，預埋柱腳螺栓的精度設計要求為不大于5 mm誤差。

為了實行螺栓預埋高精度控制，本文研究了具體施工流程，提出了一種有效方法，為提高基礎軸網的測量精度及安裝精度奠定了基礎。

1 鋼架結構

烘房部分軸網及柱腳螺栓較為復雜，層次較多，涉及地腳螺栓數量多，具體結構如圖1所示。柱腳螺栓詳圖如圖2所示。

2 技術施工流程

技術施工流程有三個關鍵過程，具體如下：

圖1　烘房部分軸網及柱腳螺栓示意圖

圖2　柱腳螺栓

（1）采用全站儀加反射棱鏡，先在軸網外進行“十字線”控制，再利用精確測距［1］的方法測量和設定縱、橫軸線，減少儀器轉角進行軸線定位的次數，縮減轉角誤差；采用直線上全站儀精確測距的方法定位軸線焦點，減少了銦鋼尺量距誤差，提高了螺栓定位精度。

（2）在柱腳螺栓的固定上，用雙層定位板固定螺栓的上部位置，用附加鋼筋將預埋螺栓與柱鋼筋點焊牢固；在地腳螺栓的中部及下部使用φ6～φ14鋼筋作為定位箍筋與螺栓進行點焊，做成周圈封閉形式，并將定位箍筋與短柱連成一體，確保混凝土在振搗過程中不會偏移，保證地腳螺栓的截面尺寸。

（3）在混凝土初凝前，用柱腳螺栓定位板逐個進行預埋螺栓位置的檢測，一旦超過精度要求，及時整改，避免混凝土凝固后處理困難。

3 關鍵技術施工方法

若采用常規的定位方法，即經緯儀測量轉角加大鋼尺量距以進行軸線定位，由于儀器轉角誤差、軸線距離較長等因素造成軸線定位的閉合差，會嚴重影響柱腳螺栓的安裝精度。所以施工中要對精確測控技術和精確安裝技術等進行把控。

3.1精確測控技術

3.1.1傳統測量方法弊端

J2光學經緯儀測量轉角+鋼尺量距方法，運用轉角加鋼尺量距的方法制作軸線控制網時，需多次轉角，進而造成誤差累積情況。

3.1.2全站儀直線精確測距方法

采用全站儀加反射棱鏡，首先進行外圍控制網的測設，再利用全站儀直線精確測距的方法定位軸網，大大減少轉角測設軸線的次數，避免轉角誤差積累，從而提高了軸線測設精度，如圖3所示。

圖3　 外圍控制網布置圖

首先，虛擬四條平行于建筑物軸網外且等距的直線作為外控制網，再根據建筑物定位坐標及其與外控制網的關系，計算出O1點、O2點的平面坐標，并實測放線，這樣平行于C軸且距離C軸10米的一條控制線（O1O2）就建立起來了。

第二，全站儀架設于O1點，后視O2點，轉角90°定出直線O1O4（后視O2點轉角時，取盤左盤右的中點位置，用以消除或減少轉角誤差），同時利用全站儀的激光測距精度定出O4點。按照同樣的方法，儀器架設于O2點，測出直線O2O3及O3點。

第三，將儀器分別架設于O3、O4點，檢查∠O2O3O4和∠O1O4O3的垂直度，檢查直線O3O4與理論距離及直線O1O2的距離偏差。若偏差超限，及時進行調整，直到角度偏差滿足要求、邊長的相對誤差不超過1/30000為止。這樣就完成了建筑物外控制網的控制。

第四，將全站儀架設在“十字線”的交叉點O1上，依據O1與建筑物各軸線的垂直距離，沿O1O2和O1O4方向，利用反光棱鏡精確定出縱軸、橫軸與其的交點。而后，將儀器移至O1點的對角點O3點上，沿控制線對等定出其縱橫軸線的交點。

第五，全站儀分別架設在各個交點上，將架站點與其對等點直接相連，那么就可利用對等精確測距的方法，將廠房基礎及地腳螺栓縱橫軸線位置精確控制完畢。

第六，基礎模板定位及標高控制。將“十字”控制線交點O1、O2、O3、O4與廠區標高控制點進行標高聯測，并進行閉合平差，分別以此四點為基準點，利用水準儀將柱基頂面設計標高測設在模板內側。

3.2 精確安裝技術

烘房基礎螺栓長度較長，均超過1 m，常規的控制方法僅固定了柱腳螺栓的上部位置，下部位置無可靠固定措施，易在混凝土澆筑過程中產生較大傾斜和位移，影響精度控制。經過分析，采用以下步驟：

（1） 將基礎軸線投射到模板上口并標記（用小鋼釘釘住較為牢固、明顯），以校準螺栓定位板位置；

（2） 將模板口上的錨板的中心線縱橫帶上細線，把定位板［2］墊在模板口的木條上，用水平尺把定位模板調整水平，并使定位板中心線與模板上標記鋼釘的軸線垂直重合；

（3） 把地腳螺栓放入柱內，固定在定位板上，測量控制地腳螺栓的頂標高，使用雙層定位板校核螺栓垂直度及方位；

（4） 使用φ6～φ14的短鋼筋作為定位箍筋。將地腳螺栓與柱鋼筋點焊牢固，并支撐到模板上。初步固定后，在地腳螺栓的中間及根部使用鋼筋進行點焊連接，并形成封閉箍圈，以保證地腳螺栓的截面。在地腳螺栓的頂部設置一道定位箍筋，使定位箍筋與短柱連成一體。如圖4、圖5所示。

圖4　 定位板

圖5　固定箍筋示意圖

（5） 澆筑混凝土過程中的監控（微調）［3］：在混凝土澆筑初凝前，用柱腳螺栓定位板對螺栓逐個進行垂直度檢測，若超過精度范圍及時修整，避免混凝土凝固后處理困難。

4 施工注意事項

（1） 軸線測量的控制必須遵循先整體后局部，先控制后碎步的原則。測量要遵循“三固定”原則——定人員、定儀器、定時間段，且盡量避開高溫時段；

（2） 基礎墊層施工完畢后，要將軸線控制網及時投射到上面，防止后期放線困難。施工使用鋼卷尺對投射的軸線位置關系進行校核時，應注意對鋼卷尺進行尺長、溫度、拉力、傾斜修正；

（3） 柱腳螺栓校準固定后，將螺絲用黃油涂抹均勻，并采用塑料薄膜纏緊扎死，以免螺絲口污染和損傷［4］。

5 測控效果檢查

混凝土澆筑完成后，對烘房部分預埋地腳螺栓進行交接復核。經過復核，每組螺栓中心軸線誤差最大值5 mm，最小值0 mm，垂直度誤差均控制在小于2 mm，標高0 mm～5 mm。如圖6、圖7所示。

圖6　拆模后短柱基礎

圖7　成品預埋螺栓

6 結論

通過對等精確測距控制軸線，結合精確安裝技術，可將地腳螺栓的安裝精度控制在±5 mm誤差之內，很大程度上降低了人工安裝作業中操作原因造成的精度偏差，鑄造了精品工程；同時也降低了工程管理成本，提高了經濟效益。

［1］楊書君， 姚鎮華， 項春雷. 鋼柱預埋螺栓位置偏差在施工中的控制［J］. 施工技術， 2008（S1）: 312-315.

［2］蔡振杰. 大型預埋螺栓的精準預埋方法與質量控制［J］. 福建建材， 2012（3）: 67-68.

［3］楊華俊， 夏宏智. 大直徑預埋螺栓群安裝調校控制技術［J］. 施工技術， 2012， 41（20）: 96-98.

［4］馬玉德， 蔡榮珍， 張桂華. 提高鋼結構廠房鋼柱基礎預埋螺栓安裝精度的控制方法淺析［J］. 甘肅科技， 2008， 24（17）: 113-114.

陳霄（1986-），男，助理工程師，研究方向：工業建筑施工技術。

E-mail: 1503299173@qq.com

Method of Column Bolt Precise Positioning Technology Applied in Multi-layer Steel Structure Foundation Construction

Xiao Chen（Pingmei Shenma Construction Group Co.， Ltd.， Sixth Department， Pingdingshan， Henan， 467500， China）

This paper discusses technical process through the precise measurement of axis net distance and control of axis position in complex multi-layer steel structure foundation construction. Combined with the exact installation technology， the attempt of anchor bolt installation precision control within deviation of ±5 mm is proposed. This paper provides a reliable and efficient solution for the foundation construction of complex axis steel structure.

Complex Multi-layer Steel Structure Foundation； Anchor Bolt； Precise Measurement of Axis Net Distance； Accurate Installation

TU47

A

2095-8412 （2016） 04-744-04

工業技術創新 URL： http://www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.04.044