高精度預(yù)埋地腳螺栓施工工法

1、 高精度預(yù)埋大型設(shè)備基礎(chǔ)地腳螺栓施工工法1、前 言隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，輸變電所、核電站、各類大型新型工業(yè)設(shè)備安裝包括鋼結(jié)構(gòu)廠房的不斷增加，各類基礎(chǔ)（尤其是設(shè)備設(shè)備基礎(chǔ)）的預(yù)埋地腳螺栓被大量采用，與傳統(tǒng)建筑相比，這類建筑的基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓規(guī)格多、數(shù)量大且施工精度要求較高，個(gè)別螺栓預(yù)埋一旦產(chǎn)生了較大的偏差將直接影響各類設(shè)備的正常安裝和調(diào)試。我公司從2001年開(kāi)始承接的預(yù)埋地腳螺栓施工項(xiàng)目不斷增加至2004年完成江蘇中創(chuàng)金屬制品有限公司不銹鋼車間工程的土建工程預(yù)埋地腳螺栓施工，逐漸摸索出一套大型設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋地腳螺栓施工工法，該工法2006年8月通過(guò)公司總工室組織的鑒定，以該工法中關(guān)鍵技術(shù)“地腳螺

2、栓的高精度預(yù)埋”攻關(guān)過(guò)程為主要內(nèi)容匯編而成的QC成果確保大型砼設(shè)備預(yù)埋螺栓的高精確度獲江蘇省工程建設(shè)優(yōu)秀QC小組成果發(fā)布二等獎(jiǎng)。2、特點(diǎn)本工法借鑒了機(jī)械冶金行業(yè)在精度控制方面的經(jīng)驗(yàn)，采取了制作高精度專用夾具對(duì)每組設(shè)備基礎(chǔ)的預(yù)埋地腳螺栓進(jìn)行集群控制。由于本工法的地腳螺栓的施工采用了事先精確預(yù)埋到位后，再澆筑混凝土。與后置的化學(xué)錨栓相比，大大減少了造價(jià)，縮短了工期。本工法具有工藝可靠，施工精度高，易于理解、掌握，便于操作。 3、適用范圍本工法適用地腳螺栓的設(shè)計(jì)精度指標(biāo)范圍：“同螺栓組各螺栓間中心位移：2mm、同螺栓組各螺栓頂標(biāo)高偏差：2mm、各螺栓外露長(zhǎng)度偏差：02mm”, 且螺栓規(guī)格、數(shù)量多的地

3、腳螺栓的預(yù)埋施工。4、工藝原理本工法的主要技術(shù)是依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按基礎(chǔ)類型制作幾套高精度專用夾具，高精度專用夾具根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，采用8#槽鋼四邊焊成一體，按照各施工圖的螺栓孔的不同要求在槽鋼上進(jìn)行成孔。（參見(jiàn)圖4：） 圖4控制原理（1）槽鋼板面上孔內(nèi)徑僅比設(shè)計(jì)地腳螺栓外徑大1mm，而其中心又與設(shè)計(jì)一致，當(dāng)?shù)啬_螺栓被套于其中時(shí)，每個(gè)螺栓所能產(chǎn)生的最大位移偏差為0.5mm，任意兩個(gè)螺栓所能產(chǎn)生的最大位移偏差就為1mm，這樣就可以保證同螺栓組任意各螺栓間中心位移達(dá)到施工預(yù)控目標(biāo)1mm。由于專用夾具本身精度控制較好，因此只要通過(guò)全站儀將專用夾具用獨(dú)立支架精確后，就能保證夾具內(nèi)套入的地腳螺栓精度控制在設(shè)

4、計(jì)范圍之內(nèi)。（2）專用夾具事先由獨(dú)立的支架支設(shè)時(shí)，四角采用可調(diào)支架，調(diào)節(jié)四角上的可調(diào)支架，通過(guò)在夾具四邊設(shè)置的水平尺為基準(zhǔn)，使夾具在由一水平面上。再將地腳螺栓套入僅比使其外徑大1mm定位孔內(nèi)。以64mm地腳螺栓為例。下部設(shè)千斤頂（用于調(diào)節(jié)標(biāo)高），螺栓頂采用水準(zhǔn)儀或全站儀。將螺栓頂控制在同一設(shè)計(jì)標(biāo)高之內(nèi)，螺栓頂采用螺栓的螺栓螺帽緊固，使其不產(chǎn)生向上浮動(dòng)。地腳螺栓中部和下部采用直徑不小于螺栓直徑的1/3的鋼筋將螺栓斜向和底部水平點(diǎn)焊使其無(wú)左右浮動(dòng)。通過(guò)當(dāng)夾具處于水平，螺栓上部采用螺帽緊固、螺栓中部和底部采用相應(yīng)的鋼筋水平和斜向點(diǎn)焊，使其上下和水平不浮動(dòng)，確保施工預(yù)控參數(shù)要求。5、施工工藝流程及操作

5、要點(diǎn)5.1 施工工藝流程定位夾具制作設(shè)備基礎(chǔ)砼墊層澆筑、初凝時(shí)插入鋼筋頭子搭設(shè)專用夾具支架夾具就位、調(diào)整地腳螺栓就位地腳螺栓頂標(biāo)高調(diào)整、垂直度調(diào)整地腳螺栓固定混凝土澆筑夾具拆除驗(yàn)收交接5.2 操作要點(diǎn)5.2.1定位夾具制作1、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙按各種類型基礎(chǔ)的螺栓組、群繪制定位夾具詳圖，繪制完成后應(yīng)嚴(yán)格經(jīng)過(guò)兩級(jí)審核，確認(rèn)無(wú)誤后方可制作。2、為確保精度，夾具宜安排到專業(yè)車間或機(jī)修廠進(jìn)行加工制作，制作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制：四邊槽鋼頂面必須在同一平面內(nèi)，不得有翹曲、變形。鋼板鉆孔中心間距應(yīng)與設(shè)計(jì)保持一致。鉆孔內(nèi)徑按圖4要求精心加工。3、夾具制作驗(yàn)收（包括每次拆除后再次安裝前的驗(yàn)收）：應(yīng)由項(xiàng)目質(zhì)檢員、施工員、材料員

6、按制作圖及以下標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收： 夾具鉆孔內(nèi)徑偏差 0.25mm；四邊槽鋼構(gòu)成平面的平整度 0.25mm；四邊槽鋼構(gòu)成平面的內(nèi)外邊長(zhǎng)偏差 0.25mm注：以上驗(yàn)收工作應(yīng)由機(jī)冶行業(yè)專門的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。5.2.2 設(shè)備基礎(chǔ)砼墊層澆筑時(shí)預(yù)留鋼筋頭子在砼基礎(chǔ)墊層澆筑時(shí)，用廢短鋼筋頭沿預(yù)埋螺栓方向兩側(cè)呈梅花交錯(cuò)布置插入砼墊層中，作為固定預(yù)埋螺栓斜拉筋的支撐點(diǎn)。預(yù)埋鋼筋頭間距應(yīng)根據(jù)設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓的間距而定，一般不大于600mm。露出墊層長(zhǎng)度100mm左右。5.2.3搭設(shè)專用夾具支架1、夾具應(yīng)設(shè)置獨(dú)立支架，與支模架、澆搗架等其它各種支架完全脫離，并保證其有足夠的穩(wěn)定性。2、支架四角應(yīng)采用可調(diào)支架，作為定位夾具水平

7、面控制的調(diào)節(jié)桿。3、定位夾具調(diào)節(jié)水平無(wú)誤，且定位夾具平面位置定位后，在四角調(diào)節(jié)支架旁用扣件搭設(shè)鋼管立桿，四角鋼管立桿的搭設(shè)不得影響四角可調(diào)支架的拆除。四角鋼管立桿搭設(shè)完畢后應(yīng)認(rèn)真檢查保證立桿與墊層緊貼無(wú)間隙。如發(fā)現(xiàn)個(gè)別立桿與墊層有間隙，則應(yīng)返工重新搭設(shè)。四角鋼管立桿搭設(shè)檢查完畢后，拆除四角的可調(diào)支架?？烧{(diào)支架拆除后應(yīng)復(fù)核夾具的水平度和平面位置。5.2.4 夾具就位、調(diào)整1、夾具就位前，根據(jù)借助于AUTOCAD軟件將螺栓定位夾具按實(shí)際尺寸繪制到各基礎(chǔ)平面位置。在定位夾具上按基礎(chǔ)尺寸大小不同，確定不少于4 個(gè)測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)。利用對(duì)AUTOCAD求出各測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值。并認(rèn)真編寫好各控制基

8、準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)值，并作為定位夾具測(cè)量就位的數(shù)據(jù)依據(jù)。數(shù)據(jù)要求角度精確至秒，距離至1mm以內(nèi)。為確保測(cè)量準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)應(yīng)專人審核無(wú)誤后方可提供給外業(yè)測(cè)量。外業(yè)測(cè)量時(shí)，為確保測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確，在投測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)后，隨即以其他不少于兩個(gè)點(diǎn)對(duì)此進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后，再進(jìn)行其他基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行投測(cè)，同樣對(duì)此進(jìn)行復(fù)核。所有基準(zhǔn)點(diǎn)投測(cè)完成后，再對(duì)各控制點(diǎn)進(jìn)行全面復(fù)核后，對(duì)各投測(cè)點(diǎn)進(jìn)行由專門進(jìn)行維護(hù)。2、在已搭設(shè)的可調(diào)獨(dú)立支架，且基礎(chǔ)底板鋼筋綁扎已經(jīng)完畢后，可以進(jìn)行螺栓定位夾具的初步就位工作，首先在立桿上投測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，依據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)用扣件架設(shè)定位夾具的支承鋼管。水平誤差控制在3mm以內(nèi)。支承鋼管架設(shè)完成后，將定位夾具按已投測(cè)的基準(zhǔn)

9、點(diǎn)進(jìn)行平面初步就位。在定位夾具的四個(gè)邊上各放置一個(gè)水平尺。由四人同時(shí)觀察水平尺水泡，由專人進(jìn)行可調(diào)支架的微調(diào)。各邊水平氣泡均居中后，再次進(jìn)行定位夾具平面位置的調(diào)整。調(diào)整無(wú)誤后，在四角增設(shè)立桿和橫桿后。拆除四角可調(diào)支架。再次復(fù)核定位夾具的平面和水平位移。復(fù)核后有誤差，則再次進(jìn)行就位調(diào)整。方法同上。5.2.5 地腳螺栓就位1、地腳螺栓就位應(yīng)由兩人操作，插入夾具定位孔時(shí)應(yīng)注意，不宜碰撞夾具，地腳螺栓下腳先臨時(shí)墊塊固定（對(duì)于直徑64mm的地腳螺栓，下口可用小型千斤頂支承。便于調(diào)節(jié)上下標(biāo)高），并使地腳螺栓與定位孔的間隙均勻一致，不得有地腳螺栓一邊緊貼定位孔的情況。2、地腳螺栓初步固定后，目測(cè)地腳螺栓與定

10、位孔之間間隙均勻，并且基本垂直后，螺栓上口旋入螺帽。將螺帽旋至定位夾具的槽鋼平面，目測(cè)螺帽與槽鋼面應(yīng)無(wú)間隙。5.2.6 地腳螺栓頂標(biāo)高調(diào)整、垂直度調(diào)整1、地腳螺栓頂標(biāo)高調(diào)整：地腳螺栓就位后，即可進(jìn)行螺栓頂標(biāo)高初步調(diào)整。一人調(diào)整螺栓下口的千斤頂，一人在螺栓上口觀察螺栓與定位孔間隙保持均勻一致。另外一人用全站儀（或水準(zhǔn)儀）控制螺栓上口標(biāo)高，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，一人在螺栓上口將螺帽旋至定位夾具槽鋼平面無(wú)間隙為止。初步調(diào)整結(jié)束后，再次用全站儀（或水準(zhǔn)儀）進(jìn)行螺栓上口的標(biāo)高復(fù)核，如有偏差則采用旋轉(zhuǎn)螺栓上口的螺帽來(lái)微調(diào)標(biāo)高，直至符合控制精度要求為止。調(diào)整螺栓的次序這先調(diào)整四角上的螺栓上口標(biāo)高。然后調(diào)整中間間隔1

11、.5米的螺栓螺栓上口標(biāo)高。調(diào)整方法同上。其余螺栓上口標(biāo)高則通過(guò)已調(diào)整到位的螺栓為基準(zhǔn)。拉鋼絲線作為螺栓上口標(biāo)高的控制線來(lái)調(diào)整其余螺栓。2、地腳螺栓頂垂直度調(diào)整：地腳螺栓頂標(biāo)高調(diào)整完畢后，即可進(jìn)行螺栓垂直度的調(diào)整。調(diào)整方法是用鋼絲線將螺栓下口一一纏繞。用鋼絲線基礎(chǔ)上部鋼筋下100mm的螺栓中上部（距上部基礎(chǔ)上部鋼筋下100mm左右處）與砼墊層預(yù)留鋼筋頭子綁孔纏繞。在鋼絲線纏繞過(guò)程中進(jìn)行螺栓垂直度的調(diào)整。應(yīng)確保垂直度在1/100之內(nèi)，這一操作應(yīng)由機(jī)冶專業(yè)技師的指導(dǎo)下進(jìn)行。5.2.7 地腳螺栓固定地腳螺栓標(biāo)高和垂直度高速完畢檢查無(wú)誤后，由專業(yè)焊工用鋼筋將預(yù)埋螺栓底腳一一點(diǎn)焊連接，用鋼筋將螺栓中部與墊

12、層預(yù)埋的鋼筋點(diǎn)焊連接，每個(gè)螺栓中部與墊層預(yù)埋鋼筋頭不少于兩處連接。保證預(yù)埋螺栓與水平鋼筋及斜鋼筋成為空間不變體。連接鋼筋根據(jù)螺栓規(guī)格的不同選擇1020mm 。焊接完成后，將細(xì)鋼絲解開(kāi)。再次進(jìn)行標(biāo)高和水平位移復(fù)核。5.2.8 混凝土澆筑1、砼澆搗時(shí)，應(yīng)安排專職安裝人員同步、全程旁站監(jiān)護(hù)。2、地腳螺栓應(yīng)采用薄泡沫膠帶包纏于螺栓上，螺栓與定位夾具定位孔不接觸且間隙均勻，保證套板拆除方便、絲扣不受損壞。3、砼嚴(yán)格采用分層澆筑，泵送砼喂料時(shí)，應(yīng)避免沖擊螺栓。使各個(gè)螺栓位置正確，無(wú)任何擾動(dòng)現(xiàn)象。5.2.9 夾具拆除混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在確保預(yù)埋螺栓不受擾動(dòng)的情況下，可以安排拆除夾具，拆除工作仍應(yīng)安排專職

13、安裝人員進(jìn)行，拆除時(shí)不得損壞夾具及預(yù)埋螺栓羅紋。拆除完畢后隨即用薄泡沫膠帶螺栓包纏好。5.2.10 驗(yàn)收、交接：在每一基礎(chǔ)上標(biāo)出軸線、標(biāo)高，會(huì)同監(jiān)理、設(shè)計(jì)安裝單位對(duì)預(yù)埋螺栓逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn)收，做好書面驗(yàn)收、交接記錄，施工周期較長(zhǎng)無(wú)法立即交接時(shí)，預(yù)埋螺栓應(yīng)做好臨時(shí)保護(hù)措施。5.3 勞動(dòng)力組織本工法具體操作時(shí)需中級(jí)以上車工3名，中級(jí)以上木工6名，中級(jí)以上焊工6名。見(jiàn)表5.3表5.3 勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)工種所需人數(shù)備注1車工3制作定位夾具2木工6搭設(shè)專用支架3鉗工5指導(dǎo)地腳螺栓的垂直度調(diào)整工作3焊工6制作定位夾具點(diǎn)焊接固定地腳螺栓6、材料與設(shè)備61 材料：本工法定位夾具采用8#槽鋼。數(shù)量應(yīng)每一類型不少于

14、一套，具體按施工需要定。62 機(jī)具設(shè)備：本工法夾具加工主要需要設(shè)備有：電焊機(jī)、一般機(jī)械加工機(jī)床，主要測(cè)量?jī)x器包括：鋼尺、游標(biāo)卡尺、直角器、水準(zhǔn)儀、全站儀。7、質(zhì)量控制本工法執(zhí)行鋼筋混凝土施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程 JGJ18-2003允許偏差應(yīng)按下列執(zhí)行：夾具鉆孔內(nèi)徑偏差 0.25mm；四邊槽鋼構(gòu)成平面的平整度 0.25mm；四邊槽鋼構(gòu)成平面的內(nèi)外邊長(zhǎng)偏差 0.25mm地腳螺栓垂直度不大于 1/100同螺栓組各螺栓間中心位移：2mm同螺栓組各螺栓頂標(biāo)高偏差：2mm各螺栓外露長(zhǎng)度偏差：02mm8、安全措施本工法應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)范JGJ33-2001施

15、工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范JGJ46-2005建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范JGJ80-91 另外，地腳螺栓專用支架架設(shè)時(shí)，下部不能有人施工。防止落物傷人。焊接作業(yè)應(yīng)有專人看護(hù)，與周圍氧氣、乙炔瓶和可易燃物應(yīng)不小于10米的距離。9、環(huán)保措施本工法無(wú)特別說(shuō)明的環(huán)保要求，主要是做好鋼筋頭子、電焊條的隨時(shí)清理。做到工完料盡。文明施工。10、效益分析通過(guò)采用高精度定位夾具，確保了預(yù)埋螺栓的高精度，在江蘇中創(chuàng)熱軋不銹鋼車間工程工程中，使得原來(lái)要求的高精度設(shè)備地腳螺栓采用進(jìn)口化學(xué)錨栓后埋改為預(yù)埋成為可能，雖然，制作高精度定位夾具花去了一些成本，但是同類型工程也可重復(fù)利用。且該工程設(shè)備基礎(chǔ)地腳螺栓共有2700個(gè)，按市場(chǎng)上采用的 “喜力得”化學(xué)錨