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金融街(月坛)中心项目地脚螺栓测量技术

时间:2017-01-05 10:07

□中建一局集团建设发展有限企业  郑健 王国腾

摘要:金融街月坛中心项目钢结构地脚螺栓安装使用全站仪定位,较传统经纬仪更快捷准确。本文是对该项目摸索的一套较为适用的地脚螺栓测量及安装方法的总结。

       金融街(月坛)中心工程位于西二环、月坛南街、南礼士路和月坛北街所围成的地块内,总建筑面积(1-5#楼)38万平方米,包括体育、办公商业用地两部分。办公楼共5栋,其中1#塔楼18层,建筑高度80m;2#塔楼20层,建筑高度88.55m;3#、4#、5#塔楼23层,建筑高度99.9m;6#楼为回迁体育馆,地上一层,建筑高度15m。裙房部分为商业。工程整体设5层地下室。1-5#公建为钢外框-钢筋混凝土核心筒结构,6#为组合结构。

       本工程1~5#楼外框钢柱均从底板开始,首节钢柱底标高为-24.480m。各塔楼地脚螺栓均采用M20螺栓,按照图纸要求,使用的锚栓应满足GB50017-2003中的相关要求。螺栓采用Q345B圆钢,经粗加工制成符合《螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能和材料》(GB/T3098.1—2000)中5.8级,屈服点400MPa,抗拉强度500MPa。1型六角螺母—C级,标准为GB/T41-1986  M30—5级,保证应力630MPa等要求。

各塔楼地脚螺栓使用情况如下表所示

表1-1 螺栓统计表

塔楼

1#塔楼

2#塔楼

3#塔楼

4#塔楼

5#塔楼

螺栓个数

288

240

216

240

240

现场地脚平面定位图(仅以2#楼为例)

地脚锚栓节点详图

       地脚螺栓的精度控制关乎首节钢柱的顺利安装及精度保证。地脚螺栓安装时间应在钢筋绑扎完成后、混凝土浇筑前进行,但由于工期紧张,地脚螺栓埋设的时间被大大压缩,经常在钢筋绑扎过程中就需要钢结构插入施工。在后续钢筋绑扎及混凝土浇筑中泵管泵送产生冲击等情况下,可能产生钢筋框架整体偏移或局部变形等隐患,这就要求钢结构对埋设的地脚螺栓进行二次微调及跟踪测量。

       根据《钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001》中多层高层安装检验地脚螺栓偏差(螺栓中心偏移不应大于2mm)的要求,螺栓露出长度允许偏差为正负30mm,螺纹长度偏差正负为30mm。底层钢柱柱底轴线对对定位轴线偏移不大于3mm。地脚螺栓精度与钢柱柱底板地脚螺栓孔孔径是首节钢柱的安装精度的保证。根据图纸首节钢柱底板地脚螺栓孔径为28mm。

钢柱柱底板节点详图


地脚螺栓安装顺序:

      (1)在地脚螺栓的法兰盘上刻画“十”字中心线(划分中线时务必要按照螺栓孔的中心来划分,而不能按照法兰盘的边缘尺寸)。根据设计要求,按照图纸确定法兰板中轴线的坐标点,将地脚螺栓轴线按规定弹在已固定好的底板钢筋上。
      (2)按照钢柱就位后柱底板标高,使用水准仪将法兰板标高确定好后,使用钢筋架固定牢靠。

         

         螺栓轴线确定                                                    法兰板标高,轴线确定


      (3)地脚螺栓位置初步确定后,通过坐标位置测量找准轴线,无误后将法兰盘与固定钢筋焊接牢靠。安装地脚螺栓前对梁筋做局部的间距调整,保证地脚螺栓预埋能顺利通过底板梁筋。
      (4)将地脚螺栓按照法兰板上螺栓孔位置依次插入底板梁钢筋中,确保每根螺栓竖直不歪斜。为保证地脚螺栓不因混凝土浇筑过程中侧向推力而偏斜,需在地脚螺栓底部使用钢筋“F”卡固定,保证上下一致。

           

法兰板坐标精确测量                                            螺栓安装固定


      (5)将地脚螺栓上的止退螺母等拧紧,保证螺栓与法兰板一体,不发生相对移动。经现场复测后将地脚螺栓、法兰板及"F"卡焊接固定。地脚螺栓验收混凝土浇筑前,将上部螺栓丝扣抹上黄油后包裹保护起来。安装完毕后地脚螺栓验收,等待浇筑混凝土。


法兰板加固


地脚螺栓安装验收


地脚螺栓安装验收

      (6)在混凝土浇筑前、底板钢筋支架拆除后做最后一次检查,对钢筋偏移造成的地脚螺栓移位情况进行处理。混凝土浇筑时测量工24小时跟踪测量,在基坑原始坐标点上架设全站仪,对全范围螺栓进行监测校正,一旦发现偏差超标的立即进行校正,直至符合规范要求。
      就施工中测量的便利及效率而言,使用全站仪较经纬仪更有优势。测量地脚螺栓时,使用经纬仪需要两台仪器同时使用,两组人员从正交两个方向测量,测量之前需多次倒线且对现场施工条件要求更高。使用全站仪测量,则只需要一台仪器配合棱镜作业,仪器确定坐标基准点调试后不需要多次挪动位置,且使用的基准点可以长时间保留以便校核。
混凝土浇筑完成后拆除法兰盘,清理干净混凝土,切除点焊使用的钢筋。使用水准仪调整好地脚螺栓上调节螺母的标高。对地脚螺栓对轴线位置复测,螺栓与螺栓间距位置微调。剔除标高较高的混凝土,保证灌浆层厚度。将钢柱中轴线放在底板混凝土上,做好钢柱安装准备工作。拆除完成的法兰盘若需要循环使用,建议将厚度增加至5mm。3mm厚度的法兰板二次使用时极易变形,影响螺栓的安装精度。

       

混凝土面剔凿                                                    钢柱轴线确定


       因常规施工测量使用的基准点易被其他专业施工覆盖或破坏,因此项目专门制作了测量钢制三脚架,保证第一级控制网点所使用的基准点有效。同时在测量过程中,尽量使用同一基准点,避免倒点过程产生的累计误差。在混凝土浇筑过程中实时监控,对有变形、移位的部位及时处理整改,并设置专人做好成品维护。


测量基准点及钢制支架

底板钢筋变形引起地脚螺栓整体偏移

其他专业不注意成品保护


       通过多次总结与学习,本项目的地脚螺栓安装工作在克服施工时间严重紧张及其他外部环境恶劣的情况下,完成了预期目标。地脚螺栓的安装精度在后续首节钢柱的安装中经受住了检验,所有钢柱均能顺利就位安装,为项目钢结构的顺利开展奠定了基础。

 

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