提高波纹钢板组合结构甲壳柱预埋螺栓安装精度

提高波纹钢板组合结构甲壳柱预埋螺栓安装精度

孙雷 ,杜衡,李德水

中建八局第四建设有限公司华东公司 上海市 200120

摘要：甲壳柱、甲壳梁的安装与精确定位是本项工程主要结构形式的施工重点内容，起固定作用的预埋螺栓的安装精度决定了甲壳柱的施工安装质量，所以选择提高波纹钢板组合结构甲壳柱预埋螺栓安装精度作为本次研讨的课题。

关键词：甲壳柱、定位钢板、精度

一、前言

本项工程的主要单项结构的施工难点涉及到厂房1、厂房2和厂房3的甲壳柱、主梁甲壳梁的安装与定位。其中，甲壳柱的固定安装位置由锚固于承台中的预埋螺栓控制，预埋螺栓的安装精度决定了甲壳柱的施工安装质量，此次项目采用了定位钢板措施控制预埋螺栓的安装精度，以提高甲壳柱预埋螺栓的安装精度，进而实现对甲壳柱定位及安装精度的控制。

二、工程概述

年产100套污泥综合处理环保装置新建项目位于浙江省嘉兴市桐乡市经济开发区文晖路东侧，高新二路北侧，新板桥港西侧。本项工程建筑高度35.15 m，建设规模122927.11㎡，总占地面积66666.48 ㎡，包括厂房1、厂房2、厂房3、综合楼、倒班楼、设备用房坡道、门卫，合计7个单位工程，厂房1、厂房2、厂房3为波纹钢板组合结构（甲壳体系）门式钢架+钢屋面，其余单位工程为钢筋混凝土框架结构。

三、工程现状

本工程主要单位工程的结构形式为波纹钢板组合结构，该结构形式的施工重点及难点为甲壳柱、甲壳梁的安装与定位。甲壳柱的临时固定及安装位置控制主要由锚固于承台中的预埋螺栓控制。如何确保预埋螺栓的安装精度成为了甲壳柱安装施工过程中质量控制的关键环节，本次选择提高波纹钢板组合结构甲壳柱预埋螺栓安装精度作为本次研讨的课题。

3.1、现有预埋螺栓安装工艺存在不足

1）安装精度控制：采用加焊措施钢筋的做法难以控制单根甲壳柱下的预埋螺栓间距误差，导致同排预埋螺栓间距较小，垂直方向预埋螺栓夹角浮动较大，后续甲壳柱安装困难的问题；

2）过程偏位保障：预埋螺栓通过多根措施钢筋与基础承台钢筋笼相连，其存在焊缝强度不足导致的个别螺栓脱落现象，且预埋螺栓易受承台钢筋笼在浇筑过程中偏位的影响产生连锁反应；

3）经济效益：大量措施钢筋的使用带来一定的钢筋浪费等经济损失。

3.2、定位钢板的使用

经过多个项目的经验学习与考察，目前市面上已存在采用定位钢板对预埋螺栓等预埋件进行临时固定的措施，对预埋螺栓的定位与加固给出了建设性建议，其做法具备以下优点：

定位精度：定位钢板加工精度高，严格控制预埋螺栓安装精度；

便于加固：定位钢板安装后整体性好，便于浇筑过程中的加固，使预埋螺栓不易受到混凝土浇筑扰动等影响；

可周转使用：定位钢板可在混凝土浇筑完成，达到一定强度后拆除并周转至下一个施工段使用，节约了一次性措施钢筋的投入，大大节省了施工成本。

四、研究目标

通过对目前预埋螺栓安装精度控制措施的对比，综合考虑现场特点与成本分析，通过与设计院及业主进行沟通，对预埋螺栓排布及安装节点进行了深化设计，确定了采用定位钢板措施用于控制预埋螺栓的安装精度，并绘制了预埋螺栓定位钢板的加工图纸，旨在提高甲壳柱预埋螺栓的安装精度，进而实现对甲壳柱定位及安装精度的控制。

其具体目标如下：

1）完成对各型号甲壳柱预埋螺栓安装使用的定位钢板加工图的设计；

2）综合考虑施工流水段划分及加工成本，确定定位钢板加工数量及进场时间；

3）确保预埋螺栓安装精度误差≤8mm，满足甲壳柱安装要求；

4）节省加焊措施钢筋的成本，缩短预埋螺栓安装工期。

其目标分析如下：

图纸设计：根据各型号甲壳柱施工图节点，要求定位钢板加工图节点与预埋螺栓节点做法一一对应，确保无遗漏，尺寸及规格与预埋螺栓做法一致；综合考虑安装条件及加固方式，确定定位钢板整体材质、加工尺寸及厚度。加工图设计完成后由参建各方包括钢结构安装单位会审确认。

加工周期：定位钢板选用市面常用4 mm厚钢板，取材简单，加工可委托钢结构施工单位，形成加工、施工一体化操作流程，便于实际施工；加工图于承台浇筑前15日发送至加工单位，加工周期控制在3日之内，满足现场施工要求。

使用效果：采用定位钢板可控制预埋螺栓安装精度合格率达95%以上，确保后续甲壳柱安装精度。

效益分析：根据已选用该技术的项目工程实际经验，使用定位钢板可节省措施钢筋70%，并减少人工成本，单一节点施工时间可缩短40%～60%。

五、施工对策

5.1、加工图设计

与钢结构安装单位沟通协调，根据甲壳柱预埋螺栓定位深化图，进行定位钢板的加工图深化设计及后续加工。

5.2、制定预埋钢板投入计划

根据施工流水段划分及各型号区域使用量，计算各型号总投入量。

5.3、现场安装精度控制

现场预埋螺栓安装过程中配备相应的人员、检测设备：

控制安装精度的主要操作流程如下：

轴线放样     安装定位     位置复核    标高引测    标高复核    定位加固    隐蔽验收

1）轴线放样是重点：现场基础施工受作业条件限制，控制轴线往往难以直接放样在施工部位，需在轴线延长线方向设置控制点，采用两点拉线的方式以确保安装精度；

2）标高复核是重点：再进行标高复核时，应提前将控制标高引测至操作面短柱钢筋位置，严格控制锚固长度及丝扣外露长度均符合设计要求；

3）定位加固是重点：在进行加固措施筋焊接时，应将措施筋焊接于直接落于承台底部的短柱钢筋上，避免焊接在承台面筋或无有效支撑的钢筋位置导致整体偏移。

六、效果检查

6.1、目标完成情况

现场基础承台浇筑完成后对及时对预埋钢筋进行位置复核，根据检测结果（最大偏差）判断其是否具备甲壳柱吊装精度要求。

6.2、工期分析

如为确认采用定位钢板所带来的工期效益，现场可以根据各施工阶段统计预埋螺栓的用工工时，同时选择对比未采用定位钢板进行预埋螺栓安装的同类型项目所需的用工工时，计算采用定位钢板进行施工时的实际工期缩短率，其计算公式如下：

工期缩短率=（传统单节点用工工时 — 采取定位钢板时单节点用工工时）/传统单节点用工工时。

6.3、经济效益分析

与传统工艺相比，采用定位钢板措施具有安装时间短、作业效率高、质量可靠等特点，并取得了良好的经济效益：

1）采用定位钢板将现有工期缩短了34.9 %，总工期节省了约10天，大大节省了人工及现场运营成本；

2）可周转定位钢板的使用，可节省措施钢筋约1.5 t，降低成本约5250元。

6.4、技术效益分析

成功规避了钢结构施工过程中由于预埋螺栓安装精度不足导致的后续钢结构柱体安装困难等后果，定位钢板的应用大大提高了项目管理工作人员的工作经验与专业知识储备，并为后续在公司内的推广带来了积极的作用。

6.5、社会效益分析

本次研讨的课题的成功，体现了我公司先进的管理水平和能力，受到了设计、建设、监理单位的一致好评，维护了集团公司良好的社会形象，既合理压缩达成了业主指定的施工工期，又节约了成本投入，活动效果斐然，为工程进展奠定了坚实的基础。

七、总结

采用定位钢板以提高预埋螺栓安装精度的措施，是充分发挥公司“科技五促”积极作用的成功实践，是通过优化施工工艺以提高施工质量的典型案例，也为传统施工工艺中由于预埋螺栓安装精度不足带来的一系列质量问题，提供了切实可行的解决方案。同时，该措施的应用大大减少施工工期，降低材料及人工的投入，降低施工成本，从而提高施工企业的经济效益，并积极推动建筑施工行业整体的高质量发展。