模塊化安裝過程中地腳螺栓工藝優化

盧昌歲

模塊化安裝過程中地腳螺栓工藝優化

盧昌歲

（中建安裝集團有限公司， 江蘇 南京 210046）

在模塊化安裝過程中，對模塊的地腳螺栓采用“可調整精度帶導向錐的地腳螺栓”即套筒地腳螺栓進行預埋，導向錐在模塊吊裝前在地腳螺栓頂部利用鋼筋頭進行焊接。在地腳螺栓未固定的情況下，采用“三點兩線一面”相結合的方式進行模塊間水平度、標高的調整。解決了某項目硫酸化裝置模塊化安裝過程中柱腳地腳螺栓孔之間的誤差需控制在2 mm內的難題，從而保證模塊化安裝一次性到位，從而節約了大量的機械臺班及勞動力，有效提高安裝效率，保證安裝質量，縮短工期。

導向錐； 模塊化安裝； 地腳螺栓

隨著石油化工建設行業的日趨激烈競爭，化工建設、生產過程中的安全事故頻發，如何合理壓縮施工工期、如何預防安全事故成為核心問題[1-2]。特別新建項目投資大﹑周期短，項目施工工序繁多、技術要求高、工藝復雜、施工難度極大[3-4]。為了解決施工過程的存在的上述難點，采用裝置模塊化施工，以緩解新建裝置后期施工工期壓力及降低區域施工過程中存在的危險因素[5]。

模塊化安裝過程需要預埋大量地腳螺栓，根據國家標準GB 50755—2012《鋼結構工程施工規范》中允許地腳螺栓的螺栓中心偏移5 mm[6]，而在硫酸化裝置模塊化安裝過程中柱腳地腳螺栓的中心偏移需控制在2 mm以內，同時地腳螺栓預埋過程中不允許地腳螺栓與鋼筋直接焊接，因此模塊化施工過程重中之重就是對模塊地腳螺栓預埋精度的控制。

模塊化安裝過程中，模塊的鋼結構柱腳對預埋地腳螺栓間的相對位置誤差要求控制在2 mm以內，極大增加了地腳螺栓的預埋難度和施工的成本。因此，需要設計出一種可調整精度帶導向錐的地腳螺栓來降低施工的難度和成本。

1 工程概況

某公司擴建項目，包括新建、改造兩個區域，模塊化裝置分布在4個車間，包括酯化配合車間、乙氧基化車間、SO3車間、高溫酯化車間。其中酯化配合車間模塊共計22個、乙氧基化車間模塊共計5個、SO3車間模塊共計48個、高溫酯化車間模塊共計27個，與模塊關聯的鋼結構柱子100多根。酯化配合車間內的部分模塊，無法通過吊車直接吊裝就位，需要進行非常規的吊裝，受限空間內模塊上下兩層兩排共計4個模塊，需合理考慮吊裝順序。模塊化安裝需要預埋地腳螺栓的數量超過500根，對地腳螺栓的預埋誤差控制在2 mm內；模塊間通過高強螺栓進行連接，高強螺栓的數量超過15 000多套，對高強螺栓的緊固過程要求嚴格。

2 硫酸化裝置模塊化安裝施工存在的問題

現階段對吊裝、安裝工藝的要求越來越高，因此在硫酸化裝置模塊化安裝施工過程中會暴露出許多問題：

1）在模塊化吊裝過程中，發現采用常規的預埋地腳螺栓方式，不能一次性保證模塊順利吊裝就位，浪費人力及機械臺班；

2）模塊內伴熱空間有限，伴熱管不宜設置太多，而且伴熱管不能和被伴熱管道完全貼合緊密等不足；在受限空間范圍內模塊分布在上下兩層并排的情況下，模塊的倒運及安裝存在風險。

3）模塊化安裝過程中，地腳螺栓預埋誤差需要控制在2 mm以內，而模塊化安裝常以地腳螺栓群出現，此時要求地腳螺栓預埋的精度相當之高；在地腳螺栓預埋過程中，地腳螺栓與鋼筋不能直接焊接起來，這樣會致使地腳螺栓的定位不準、固定難度大；在地腳螺栓找正的情況下，在混凝土澆筑、振搗過程中鋼筋網片的晃動，引起地腳螺栓發生偏移。

4）建筑、制造和設計沒有得到充分的整合，許多建筑單元沒有充分認識到模塊化建筑的優勢，因此沒有充分發揮其優勢。

3 可調整精度帶導向錐的地腳螺栓

3.1 地腳螺栓工藝原理

可調整精度帶導向錐的地腳螺栓原理見圖1，包括導向錐、螺桿、若干緊固螺母、圓形套筒﹑抗拔螺母﹑支撐塊和圓形蓋板。導向錐固設于螺桿的頂部中心位置；螺桿穿過螺母、圓形蓋板、套筒和支撐塊；螺母分別穿在螺桿接近兩端的位置。

其工藝特點是：通過套筒與鋼筋焊接，可固定地腳螺栓，混凝土澆筑過程中地腳螺栓不會發生偏移。模塊化安裝過程中因地腳螺栓可進行微調，從而解決了模塊化安裝柱腳中心偏移需控制在2 mm內的難題。焊接導向錐保證了模塊安裝過程中地腳螺栓的穿裝順利，同時保證了操作的安全性。

1—導向錐；2—螺桿；3—緊固螺母；4—圓形蓋板； 5—圓形套筒；6—支撐塊；7—抗拔螺母；8—基礎。

3.2 施工工藝流程

3.2.1 套筒地腳螺栓加工

參考規范HG/T 21545—2006《地腳螺栓（錨栓）通用圖》選擇適合本項目的套筒地腳螺栓進行加工。

3.2.2 地腳螺栓定位

利用廢舊模板，依據柱腳板尺寸及地腳螺栓分布圖，加工定位模板。利用定位模板確定螺栓的間距，并調整地腳螺栓的垂直度、標高，定位后將套筒與鋼筋進行焊接。

3.2.3 焊接導向錐

由于地腳螺栓離基礎邊緣較近，模塊柱腳板吊裝進入后操作空間很小，很難對套筒地腳螺栓進行調節；模塊吊裝過程中，因地腳螺栓露出長度較短，模塊與地腳螺栓穿裝過程中，容易造成擠手、夾手，導致發生安全事故。通過帶導向錐的地腳螺栓完全解決上述施工過程中存在的難題，同時有效避免安全事故的發生。可調節帶導向錐的地腳螺栓，見圖2。

圖2 帶導向錐的套筒地腳螺栓

3.2.4 模塊安裝

模塊與地腳螺栓穿裝過程中利用導向錐的引導作用對地腳螺栓和柱腳的螺栓孔進行穿裝；當存在偏差時，可以利用套筒內地腳螺栓可進行微調的特點，實現有限的調整來提高地腳螺栓與柱腳螺栓孔的配合精度；完成整個模塊柱腳地腳螺栓孔的穿裝工作。

采用“三點兩線一面”相結合的方式進行調整。即通過土建的坐標點、兩柱子間坐標點確定模塊的參照調整線，以線為基準利用千斤頂進行模塊的坐標、垂直度的調整。

待模塊化整體垂直度、水平度調節結束、驗收完成后，先對套筒地腳螺栓的套筒進行一次灌漿，灌漿結束后再對柱腳板進行二次灌漿。模塊之間、模塊與鋼結構之間的連接均通過高強螺栓進行連接。

4 結 論

可調整精度帶導向錐的地腳螺栓技術適用于模塊化鋼柱柱腳的地腳螺栓，實現了套筒固定后地腳螺栓的位置可微調，提高了地腳螺栓與柱腳螺栓孔的配合精度，提升柱腳一次性安裝效率，降低了模塊化安裝成本。

［1］岳敏. 石油化工建設項目模塊化施工技術[J]. 石油工程建設, 2015 (2): 63-67.

［2］彭冬花. AP1000核島大型模塊吊裝作業安全風險評價研究[D]. 衡陽：南華大學，2015.

［3］李忠義．基于單兵作業系統的大型施工項目進度協同控制研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2016.

［4］姚瑞哲. BIM技術在復雜綜合體項目施工階段的應用[D]. 廣州：華南理工大學，2018．

［5］林鵬, 宋志紅, 吳鳳勝, 等. 焦炭塔框架鋼結構模塊化安裝技術[J]. 安裝, 2019 (11): 47-50.

［6］中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB/50755—2012鋼結構工程施工規范[S]. 中國建筑工業出版社, 2012．

Process Optimization of Anchor Bolts During the Modular Installation

（China Construction Industrial &Energy Engineering Group Co., Ltd., Nanjing Jiangsu 110142, China）

In the process of modular installation, the anchor bolts are pre-embedded with "adjustable precision anchor bolts with guiding cones". The guide cones are welded on the top of the anchor bolts with the reinforcement head before the module is hoisted. When the anchor bolts are not fixed, using the "three points, two lines and one surface" method adjusts the level and elevation between modules. It solved the problem that the error need be controlled within 2 mm between the column foot and anchor bolt holes during the modular installation of a certain project's sulfation plant. Then the modular installation was completed at one time, thereby saving a lot of mechanical work and labor, effectively improving installation efficiency, ensuring installation quality, and shortening construction period.

Guide cone; Modular installation; Anchor bolts

2020-07-19

盧昌歲（1987-），男，工程師，甘肅省白銀市人，2010年畢業于沈陽化工大學化學工程與技術專業，研究方向：石油化工施工安裝。

TQ050.7

A

1004-0935（2020）12-1516-03