王玉偉

（河南省交通建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

螺栓預(yù)埋施工技術(shù)是工程施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[1]，其施工質(zhì)量直接影響工程安全。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)當(dāng)確保螺栓預(yù)埋精度[2-3]，確保工程施工安全有效地進(jìn)行，節(jié)約工程時(shí)間成本、人力成本。

傳統(tǒng)的預(yù)埋螺栓方法不僅占用大量技術(shù)人員的精力，時(shí)間成本高[4-5]，同時(shí)預(yù)埋精度也無(wú)法滿足特殊高精度的設(shè)備連接螺栓預(yù)埋精度要求[6]。對(duì)于承重噸位大、螺栓直徑粗、設(shè)備穩(wěn)定性要求高的大型設(shè)備，往往螺栓與連接件孔位直徑只相差1～2mm，單靠技術(shù)人員的測(cè)設(shè)根本無(wú)法滿足其安裝的精度要求，同時(shí)又由于受基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物界面的影響，無(wú)法直接將螺栓連同設(shè)備一次澆筑成型?；诖?，學(xué)者們開發(fā)了多種形式的預(yù)埋螺栓方法，如金躍東等[7]開發(fā)了一種無(wú)需桿件開孔的預(yù)埋螺栓式節(jié)點(diǎn)，該預(yù)埋螺栓由節(jié)點(diǎn)體、桿件、端板、高強(qiáng)螺栓及其配套的螺母等幾個(gè)部分組成；何旭輝等[8]提出了針對(duì)GFRP矩形管的螺栓套管節(jié)點(diǎn)；韓慶華等[9]開發(fā)了一種由套筒螺栓及中心輪轂組成的裝配式空心轂節(jié)點(diǎn)。

本文提出一種適用于精度要求更高的高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，精確度更高，能夠降低人工成本以及工程材料成本，有效提高工程質(zhì)量，最大限度減少因預(yù)埋不精準(zhǔn)造成的返工。由實(shí)際工程應(yīng)用可知，該技術(shù)具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 工程概況

某工程項(xiàng)目基礎(chǔ)建筑頂部直徑4.5m，直徑42mm的預(yù)埋螺栓沿直徑2740mm的圓均勻布設(shè)，預(yù)埋螺栓與上部結(jié)構(gòu)連接孔位精度要求如表1 所示，預(yù)埋方式如圖1所示。

圖1 螺栓預(yù)埋示意圖

表1 螺栓安裝精度表

2 施工技術(shù)方案

高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)由精準(zhǔn)卡控模具、電焊機(jī)、水平尺、線錘等組成。其中，卡控模具的材質(zhì)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇，卡控模具的孔位精度采用數(shù)字化車床加工技術(shù)保證，螺栓的調(diào)節(jié)通過上下螺母調(diào)節(jié)螺栓垂直度和預(yù)埋深度，螺栓的連接通過輔助鋼筋與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行可靠焊接。

待結(jié)構(gòu)物下部基礎(chǔ)施工完畢后，進(jìn)行預(yù)埋螺栓施工。施工前先檢查卡控模具的精度，確認(rèn)零誤差后開始進(jìn)行安裝施工。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204—2015），對(duì)于同一螺栓組，螺栓中心距偏差要求≤2mm，頂標(biāo)高允許偏差≤20mm，中心距在≤2mm內(nèi)，垂直度偏差≤5mm。

3 施工原則

為達(dá)到螺栓精確安裝的目的，在實(shí)際施工過程中應(yīng)采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施并遵守以下基本原則。

3.1 人員方面

對(duì)于施工管理人員，選擇有責(zé)任心且有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的人員；對(duì)于工人，選擇熟練的專業(yè)技術(shù)工人，且要求參與施工作業(yè)的人員均持證上崗。

3.2 技術(shù)方面

在正式施工預(yù)埋之前，要結(jié)合實(shí)際情況及本文提出的“高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)”，編制切實(shí)可行的施工方案，并按要求進(jìn)行書面交底，確保現(xiàn)場(chǎng)工人掌握施工要點(diǎn)及關(guān)鍵步驟。

3.3 控制模具方面

嚴(yán)格控制模具制作的精度，模具使用前與設(shè)備孔位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際比對(duì)，確保孔位零誤差。預(yù)埋螺栓經(jīng)模具卡準(zhǔn)后一次性焊接牢固，避免設(shè)備安裝時(shí)發(fā)生晃動(dòng)或者螺栓脫落現(xiàn)象發(fā)生。預(yù)埋螺栓與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物鋼筋焊接時(shí)采用點(diǎn)焊，不得焊?jìng)A(chǔ)結(jié)構(gòu)主筋。

3.4 測(cè)量方面

為確保位置精度符合要求，在整個(gè)施工過程中測(cè)量工作需反復(fù)進(jìn)行，尤其是每道工序前后以及預(yù)埋螺栓所處環(huán)境變化后。同時(shí)，定位測(cè)量放線時(shí)，為將施工誤差降到最低，應(yīng)遵循先整體后局部的放線原則；定位模板的軸線時(shí)，應(yīng)采用縱橫方向拉設(shè)通長(zhǎng)鋼線的方式；定位模板的平面時(shí)，采用水平尺進(jìn)行校核。

4 施工技術(shù)流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工技術(shù)流程

高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)流程如圖2所示。

圖2 高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)流程圖

4.2 施工技術(shù)操作要點(diǎn)

（1）根據(jù)預(yù)埋螺栓具體情況，由專業(yè)人員進(jìn)行卡控模具的設(shè)計(jì)。首先，了解結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的用途，并根據(jù)圖紙中的坐標(biāo)位置、軸線標(biāo)注、尺寸數(shù)值等信息，明確結(jié)構(gòu)上部與預(yù)埋螺栓的相互關(guān)系；其次，確認(rèn)預(yù)埋螺栓預(yù)埋的精度要求，確認(rèn)施工圖紙中預(yù)埋螺栓的規(guī)格、數(shù)量等各類參數(shù)，明確卡控模具的技術(shù)及質(zhì)量要求。

（2）模具加工。根據(jù)相關(guān)設(shè)備單位所提供的預(yù)埋件尺寸圖紙，使用專業(yè)繪圖軟件繪制模具加工圖紙，如圖3所示，采用數(shù)字化車床加工技術(shù)對(duì)模具一次性沖孔成型，嚴(yán)格控制模具螺栓孔的誤差。模具加工完成后與預(yù)埋件螺栓孔進(jìn)行嚴(yán)格核對(duì)。對(duì)于入場(chǎng)的卡控模具，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員需按委托合同進(jìn)行驗(yàn)收，保證卡控模具符合圖紙及規(guī)范要求。

圖3 模具加工示意圖（單位：mm）

（3）支撐架安裝。首先，作業(yè)人員依據(jù)圖紙，開展測(cè)量工作；其次，核對(duì)編號(hào)模具組和檢查預(yù)埋配件是否齊全，確定出每個(gè)編號(hào)模具的平面位置和方向，并對(duì)高程進(jìn)行標(biāo)識(shí)；最后，根據(jù)設(shè)計(jì)螺栓外露尺寸焊接模具支架，支架焊接時(shí)應(yīng)對(duì)稱焊接，保證模具水平高度。

（4）組合體安裝。組合體拼裝時(shí)應(yīng)在模具底部安裝雙螺母，模具上部安裝單螺母，且螺栓頂部外露不超過2絲，上下螺母均需擰緊。

（5）中心點(diǎn)復(fù)核。螺栓與模具吊裝完成后，為保證組合體中心點(diǎn)位與結(jié)構(gòu)重合，需人工移動(dòng)組合體，直至中心點(diǎn)與螺栓起始方位無(wú)誤為止。

（6）螺栓固定。組合體位置經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤后，采用電焊對(duì)模具和支架進(jìn)行焊接，螺栓底部可采用扎絲進(jìn)行綁扎，防止螺栓底部晃動(dòng)產(chǎn)生誤差。焊接完成后需對(duì)螺栓絲桿和模具采用透明膠帶包裹，防止混凝土污染。

（7）混凝土澆筑。對(duì)于插入式振搗方法，要求插入點(diǎn)距離埋件間距約30cm，并根據(jù)混凝土強(qiáng)度及相關(guān)要求控制振動(dòng)時(shí)間；為便于兩層的結(jié)合，在振搗新一層混凝土?xí)r應(yīng)稍插入到下層。當(dāng)漿體出現(xiàn)不再下沉、無(wú)明顯氣泡、表面平坦泛漿等現(xiàn)象時(shí)，慢提振搗器。同時(shí)根據(jù)混凝土強(qiáng)度及相關(guān)要求再重復(fù)振搗一次[10]。

（8）模具拆除。模具在拆除過程中注意對(duì)模具的保護(hù)，不得暴力拆除，確保下次使用的精準(zhǔn)度，模具拆除后進(jìn)行有效保護(hù)，防止在放置過程中變形及損壞。

（9）成品保護(hù)。螺栓安裝完成后在一般情況下不能立即安裝設(shè)備及支架，同時(shí)在安裝螺栓過程中無(wú)法避免磕碰，因此須采取以下措施對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的螺栓進(jìn)行保護(hù)[11]：清理干凈螺栓外露部分的混凝土或雜物；將黃油涂抹在螺栓絲扣部分，并包裹塑料薄膜；對(duì)螺栓進(jìn)行PVC塑料帽保護(hù)，塑料帽的直徑比螺栓直徑大1～2mm，長(zhǎng)度等于螺栓外露長(zhǎng)度。

5 效果分析

該項(xiàng)目應(yīng)用高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，上部結(jié)構(gòu)安裝全部合格。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)應(yīng)用效果如下：

（1）避免了傳統(tǒng)技術(shù)造成的工程返工的成本以及資源浪費(fèi)的問題，該技術(shù)的成功應(yīng)用可減少項(xiàng)目的投入；

（2）利用高精度模具進(jìn)行卡控預(yù)埋螺栓施工技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的螺栓預(yù)埋技術(shù)，該技術(shù)僅需要加工一套模具材料便可對(duì)相同位置預(yù)埋的螺栓進(jìn)行重復(fù)卡控，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，每個(gè)基礎(chǔ)的螺栓預(yù)埋施工均減少了人工及資源投入；

（3）節(jié)約了材料成本的投入。傳統(tǒng)的螺栓預(yù)埋施工技術(shù)需要將相關(guān)的設(shè)備同時(shí)預(yù)埋施工，需增加鋼管支架搭設(shè)的費(fèi)用，而該技術(shù)可節(jié)省該部分的材料成本投入。

該案例說明，采用高精度模具進(jìn)行卡控預(yù)埋螺栓施工技術(shù)不僅滿足施工精度要求，還可直接節(jié)約建設(shè)成本，相較于傳統(tǒng)技術(shù)更安全、高效。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的一種適用于精度要求更高的高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（1）高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量畫線施工技術(shù)相比，精確度更高，節(jié)約了人力資源，避免了返工的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，降低了工程能耗。

（2）高精度螺栓預(yù)埋施工技術(shù)與連同設(shè)備一起預(yù)埋的施工方法相比，節(jié)約了鋼管支撐搭設(shè)費(fèi)用，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，確保后續(xù)工程順利進(jìn)行。

（3）施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，得到了業(yè)主和監(jiān)理單位的肯定和好評(píng)，同時(shí)取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益。