超洁净大跨度厂房十字型钢柱预埋定位安装施工技术

超洁净大跨度厂房十字型钢柱预埋定位安装施工技术

何文龙，王昌建，王国强，俞家斌，柴建森

中建八局第四建设有限公司 ，安徽合肥  230601

摘要：对超洁净大跨度厂房十字型首节钢柱安装技术难点进行分析，针对性提出十字型钢柱预埋在筏板施工中的定位安装施工方法，通过具体的工程实践证明其实施效果良好

关键词：超洁净；大跨度厂房；十字型钢柱；施工技术

一、工程概况

201A芯片生产厂房钢结构主要由屋面钢桁架、屋面檩条、下挂檩条、钢骨柱、钢梁、管架等组成，用钢量约11200吨,其中钢柱重量约2700吨。厂房东西向长324米，南北向宽146米，最大单跨43.2米。结构顶标高31.0米，内部为混凝土楼层结构。201A厂房钢柱主要分布在S、L、E、D、A5个轴线，钢柱东西向5排，南北向46排，共224个，钢材主要为Q355B材质。钢柱采用十字型钢柱，钢柱顶标高介于28~31m，考虑首节柱安装方便可操作性，钢柱共分三段，首节钢柱出地面1.2m便于二节柱安装，二、三节柱分段位置位于标高15.4m标高。柱最大截面为700*300*16*35和600*300*20*40， 首节柱钢结构框架厂房的基础，对于首节柱的其安装位置、方向、垂直度等质量直接影响到超洁净大跨度厂房的结构实施的成败，是钢结构逆作法施工中重要的一道工序。

二、超洁净大跨度厂房逆作法施工十字型首节柱安装的难点分析

（1）现场管桩直径600mm，按照结构主体荷载分布，劲性柱所在位置正下方分布有管桩。根据首节柱施工工艺，筏板基础垫层浇筑完毕，筏板基础底部钢筋施工完成后就要穿插进行首节柱的安装。首节柱埋件持力层为10公分厚垫层，无法承担首节柱的重量。如何保证首节柱与管架的安装稳定性和满足竖向承载力。

（2）十字钢柱的安装、定位，如何保证其中心双向轴线的位置准确

（3）如何固定十字型钢柱，使其在安装和混凝土浇筑过程中不会因外力作用而位置发生偏移，如何防止十字型柱在下道工序施工中产生位置偏移现象。

三、超洁净大跨度厂房逆作法施工十字型首节柱安装施工

3.1支撑架施工

为提高首节柱安装的稳固性，保证埋件的竖向承载力，需将埋件与所处位置的管桩进行加固，加固措施需保证钢柱竖向力应由钢柱到埋件架体再到管桩的线路进行传导见图1。现场管桩标高超标的需提前进行截桩，埋件与管桩加固完毕后安装首节柱见图2图3。

图1 钢柱埋入筏板基础节点图

图2 管桩端部含端承钢板区域——支撑架安装加固示意图

图3 管桩端部截桩区域——支撑架安装加固示意图

3.2施工工艺

（1）马镫加固的方式采用两种，管桩端部含端承钢板区域采用余料钢材将钢板与马镫支腿可靠焊接加固在一起；管桩截桩区域采用余料钢材将管桩内部焊接成十字或π字形式，将钢材牢牢固定在管桩上，桩顶加固后的钢材与马镫支腿焊接加固。

（2）定位控制定位放线确定支撑架放置的中心线的位置，对支撑架的平整度及水平方向精度进行调整，调整完毕后将支撑架与管桩进行加固，支撑架材料选用C10槽钢。架体与管桩端部可焊接成一个整体，对于无可靠焊接点位的管桩，可以在管桩顶部或侧面后置钢筋进行加固。

（3）在加固完成的支撑架上表面，用墨线弹出钢柱柱脚十字定位线，作为对后续钢柱安装测量校正控制的基准。

3.3首节柱施工方法

（1）吊点设置在预先焊好的连接耳板处，为防止吊耳起吊时的变形，采用专用吊具装卡，采用单机回转法起吊。起吊前，钢柱应垫上枕木以避免起吊时柱底与地面的接触，起吊时，不得使柱端在地面上有拖拉现象。

（2）钢柱吊到就位上方200mm时，应停机稳定，对准后，缓慢下落，使钢柱四边中心线与支撑架十字线重合见图5。

（3）调整钢柱柱底板十字线与支撑架十字线重合，符合精度要求后用码板将柱底板与支撑架进行固定见图6。

（4）柱底就位应尽可能在钢柱安装时一步到位，最后的校正可用千斤顶校正（精度可达±1mm）。

四、施工质量控制措施

（1）定位采用悬垂法，利用重力原理，把型钢作为“吊筋”，使型钢与 钢筋笼的总体重量成为调整垂直度定位的控制因素，以保证型钢柱的垂 直度。 十字型钢柱吊放过程中，要在其两侧用经纬仪控制垂直度，随着下放 型钢的过程，对型钢发生的微扭、微偏进行调整，孔口设置安装定位平 台，控制十字型钢安放位置与方向，确保型钢柱定位准确。

（2）防止浇筑时振捣棒震动导致十字钢柱位移，十字型钢柱加工场生产时自带孔洞，将钢筋穿过十字柱，十字柱四面采用钢筋抵住柱身焊接加固。

（3）为防止混凝土施工时导管与十字型钢柱底座发生碰撞，造成导管拔出困难及型钢柱偏位，在十字钢柱下端设置滑板，形成一个滑动面，防止导管与十字钢柱底端卡住。导管由工厂定做，接头套管外径不大于250mm。

五、安全注意事项

（1）构件起吊前须计算出重心部位，根据钢绳长度、夹角及钢绳直径等，选择吊点，验算杆件的受力情况。两腿索具间夹角最大不得超过120度，禁止偏心荷载。

（2）构件起吊时应保证水平，均匀离开平板车或地面。起重吊钩应在重心的正上方，起钩后构件不作前后、左右摆动。检查钢绳受力状况，几根钢绳应均匀受力。吊钩要求具有防跳绳装置，无排绳打搅现象。构件吊点应牢固，无滑落现象。起钩由地面人员指挥，塔机操作员应仅听从地面的专职人员指令。起钩速度应缓慢，施工人员不得站在构件上。

（3）构件起重高度应在人手可触及的高度，不能在空中自由任意摆动。构件吊运通道应无障碍物，施工人员不要站在构件运动方向，构件不得超越头顶。

（4）落钩前应明确位置，摆正构件，避免无目的随意摆放。构件下要垫放枕木以利于取出钢绳。落钩要使用慢速，经充分落钩钢绳不受力才能靠近取钢绳。忌手放在钩下取物，钢绳退出时不允许使用吊钩直接拉动，避免钢绳弹出伤人。

（5）吊装区域设置警戒标识，拉设警戒线，并设专人看守。

六、实施效果

通过上述安装方法，224根十字型钢柱全部顺利安装完成。 筏板浇筑完成后，对十字型钢柱位置、方向、垂直度进行检查，均能达到验收标准，为下一步超洁净逆做法施工提供了依据，同时也为类似工程施工积累了经验。