摘要：整個(gè)工程的鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是由鋼管混凝土柱預(yù)埋錨栓的施工質(zhì)量直接決定的，而要想實(shí)現(xiàn)預(yù)埋錨栓的精度準(zhǔn)確以及在進(jìn)行澆筑混凝土?xí)r規(guī)定的埋件要求，主要依靠穩(wěn)固的支撐形式和切實(shí)有效的測(cè)量控制方法。筆者以廣州市某廣場塔樓的鋼管混凝土柱-框架剪力墻結(jié)構(gòu)，對(duì)柱腳底座的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和施工工藝進(jìn)行了細(xì)致的分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；支撐架；底座

一、引言

在我國的高層建筑建設(shè)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)在很早之前就已得到了應(yīng)用，目前更趨向于工業(yè)化和商品化的方向發(fā)展。我國對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的改革、設(shè)計(jì)、制造以及安裝等方面都達(dá)到了較高的水平，并熟練掌握了各式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、跨度廣大的鋼結(jié)構(gòu)建筑。在我國，工程建設(shè)技術(shù)愈發(fā)精湛，這為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與利用提供了一個(gè)有利的平臺(tái)，與此同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)還可以為工程建設(shè)注入新鮮的血液。鋼結(jié)構(gòu)不僅輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能強(qiáng)、施工周期短，而且符合當(dāng)今提倡的環(huán)保、低碳、節(jié)能的理念，因此鋼結(jié)構(gòu)在我國的重大工程項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1、優(yōu)點(diǎn)

①自身特性優(yōu)良：重量較輕、質(zhì)量穩(wěn)定、材質(zhì)均勻、強(qiáng)度高、抗沖擊力和抗震力較強(qiáng)。即使遇到臺(tái)風(fēng)、地震等惡劣環(huán)境，能夠很有效地保護(hù)建筑物，減少建筑發(fā)生倒塌的情況。鋼結(jié)構(gòu)隔熱保溫系統(tǒng)相對(duì)其他來講也比較強(qiáng)，可比磚混建筑節(jié)約70%的能源。

②施工周期短：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建規(guī)模小、質(zhì)量較輕，方便拆裝和運(yùn)輸。不需要搭設(shè)大量的腳手架對(duì)其安裝，像一座1000m2的建筑，只需要5個(gè)工人，在20天就可以將建筑骨架搭建完成?？梢院突炷镣瑫r(shí)施工，大大的減少了施工周期。

③節(jié)省空間：鋼材要比混凝土增強(qiáng)了1.5倍的抗壓和抗彎強(qiáng)度，因此在強(qiáng)度相同的條件下可以減小截面面積，從而擴(kuò)大建筑的有效利用空間。

④節(jié)能環(huán)保：鋼材屬于一種老化程度較慢的建筑材料，輕型鋼材結(jié)構(gòu)的回收率可以達(dá)到100%。因鋼材材質(zhì)不適用用粘合劑進(jìn)行連接，因此其對(duì)人體的危害較小，安全性高，而且施工簡便，減少了石、灰、砂的利用，不會(huì)產(chǎn)生粉塵污染和噪音污染。大部分材料的重新利用率較高，減少建筑垃圾的產(chǎn)生。

⑤開拓空間：對(duì)于大開間的設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)建筑來說更靈活性和多樣。可以對(duì)空間設(shè)計(jì)多種分割方案，最大程度的利用空間，增強(qiáng)面積使用率。

⑥節(jié)約成本：鋼材的資源較為充足，因此其價(jià)格不會(huì)有太劇烈的變化；鋼材的長度可以按照施工的需求進(jìn)行裁剪，這樣可以有效地減少材料的浪費(fèi)；鋼材在我國許多的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中都可以應(yīng)用，而且成本比傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)減少一半；施工周期短從而使資金周轉(zhuǎn)期也相應(yīng)縮短，同時(shí)降低了成本，進(jìn)行回收利用，可以節(jié)約不少資金。

2.2、缺點(diǎn)

①耐火性差：盡管鋼材的耐熱性可以達(dá)到150℃，但是其耐火性相比混凝土結(jié)構(gòu)還差得很遠(yuǎn)，當(dāng)表面溫度達(dá)到300-400℃時(shí)，強(qiáng)度和彈性都會(huì)下降30-50%，一旦溫度達(dá)到600℃時(shí)，其強(qiáng)度和彈性幾乎為零。

②耐腐蝕性差：鋼結(jié)構(gòu)中的鐵原子容易與氧氣反應(yīng)生成鐵銹，因此處于潮濕或者有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中容易發(fā)生銹蝕。鋼結(jié)構(gòu)在施工時(shí)一定要采取防銹蝕、防腐等措施。

三、工程概況

圖1 柱腳底座結(jié)構(gòu)示意

某廣場1號(hào)樓地下4層，地上66層，總高度為288m。主體結(jié)構(gòu)采用鋼骨混凝土柱-框架剪力墻體系，鋼管柱落于3m厚筏板上，鋼管柱截面尺寸為1600mm×40mm，共18根。每根圓管柱柱腳長1800mm、質(zhì)量為27.76kg的M50螺栓共30根，鋼柱埋件（錨栓支架、錨板等）鋼材材質(zhì)采用Q345B，如圖1所示。

四、工程重點(diǎn)與難點(diǎn)分析

在進(jìn)行對(duì)錨栓、錨板以及支撐架安裝過程的測(cè)量時(shí)，因其控制難度較大，支撐面標(biāo)高誤差范圍為±3mm。

每根圓管柱柱腳由30根M50螺栓組成，施工時(shí)必須確保所有錨栓都能穿入錨板，要求每根錨栓的垂直度偏差精度極為準(zhǔn)確，按照規(guī)范無傾斜安裝錨栓，支撐架的精度以及穩(wěn)定性是錨栓的施工質(zhì)量的直接影響因素。

將柱腳螺栓預(yù)埋在底板混凝土，不但要求錨栓安裝不能傾斜，而且還要求錨栓及錨栓支架的穩(wěn)定性較強(qiáng)，確保在3m厚筏板澆筑混凝土過程中，錨栓及錨板的位置中心偏差在5mm之內(nèi)。1號(hào)樓筏板底部為4排36鋼筋，單根9m長、36鋼筋重72kg，兩人合力進(jìn)行搬運(yùn)。

1號(hào)樓要求短工期，因此對(duì)預(yù)埋錨栓及其支撐架的插入施工時(shí)間與筏板鋼筋綁扎之間的施工順序如何安排顯得尤為重要。

五、傳統(tǒng)施工工藝

傳統(tǒng)施工工藝包括兩種：①方法1：在場外提前將錨栓與支架焊接成一個(gè)整體，等到筏板底面鋼筋綁扎好后，將其運(yùn)用到施工當(dāng)中，把整體吊到設(shè)計(jì)位置，仔細(xì)檢查位置準(zhǔn)確后將支架與筏板底筋焊接固定；②方法2：將錨栓與支架焊接成一個(gè)整體，等到筏板墊層及防水施工完成之后，實(shí)施測(cè)量定位，先安裝錨栓與支撐架，同時(shí)綁扎底板鋼筋插入施工。表1是這兩種方法的對(duì)比顯示。

六、鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)

將傳統(tǒng)方法中鋼結(jié)構(gòu)安裝與土建施工穿插占用關(guān)鍵工序、阻礙工期的缺點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓的無偏斜安裝以及中心定位不超過5mm的高精度和高穩(wěn)定性能這幾個(gè)要素結(jié)合起來，以支撐架的構(gòu)造為基礎(chǔ)制定了一種由鋼板與工字鋼焊接為底座、膨脹螺栓固定底座的新型鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)。

6.1、施工流程

圖2 施工流程

6.2、關(guān)鍵步驟

6.2.1、測(cè)量

測(cè)量定位是整個(gè)過程的關(guān)鍵，測(cè)量是否精準(zhǔn)直接決定后續(xù)工序的施工質(zhì)量是否合格。測(cè)量過程大致為：要先反復(fù)核查業(yè)主提供的控制點(diǎn)，確認(rèn)沒有問題之后就可以進(jìn)行軸線引測(cè)，測(cè)完后要馬上復(fù)核，發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定的要及時(shí)重新測(cè)試直到符合要求為止。等到墊層防水施工完成后，測(cè)量員要參照支撐架的支腳個(gè)數(shù)，將每個(gè)支腳底座的定位控制線投射到底板墊層上，并經(jīng)施工管理人員確認(rèn)無誤后進(jìn)行標(biāo)注。

6.2.2、支撐架柱腳底座制作

支腳底座包括2塊鋼板，下層鋼板尺寸為 300mm×300mm×10mm，要先在下層鋼板上畫十字線，然后進(jìn)行膨脹螺栓定位，留有4個(gè)M12錨栓孔。上層鋼板尺寸為300mm×300mm×20mm，在兩層鋼板中間用2塊工字鋼將其焊成一個(gè)整體，所以焊縫的質(zhì)量不僅會(huì)對(duì)底座的穩(wěn)定性造成影響，也對(duì)支撐架的安裝和其穩(wěn)定性有間接影響。

6.2.3、支撐架底座安裝

在底板最下層安裝支撐架底座，同時(shí)進(jìn)行鋼筋綁扎，完成后插入施工，將支撐架底座根據(jù)軸線固定在500mm×500mm×90mm 底座混凝土上，安裝完成后再進(jìn)行重新審核，打入4顆膨脹螺栓再次固定，同時(shí)進(jìn)行第2層及以上結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎，等到底層鋼筋全部綁扎好后再定位復(fù)核，管理人員確認(rèn)好后就可以對(duì)鋼管柱螺栓和其支撐架進(jìn)行吊裝。

七、結(jié)束語

超高層鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋錨栓支撐架底座施工技術(shù)打破了以錨栓精度不高、支撐架穩(wěn)定性較弱、占用關(guān)鍵施工工序?yàn)槁┒吹膫鹘y(tǒng)施工的模式，施工效率得到大大地提升。這種方法適用于超高層鋼結(jié)構(gòu)鋼管柱施工當(dāng)中，利用支撐架底座施工技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是分步驟安裝支撐架，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)埋錨栓的精度以及穩(wěn)定性的要求，又能合理地安排施工進(jìn)度，真正實(shí)現(xiàn)了施工技術(shù)現(xiàn)代化、高效化和安全化。

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