CN104141318B - 一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法，包括以下步骤：a、在基坑内浇注基坑垫层；b、在基坑垫层上方绑扎底部钢筋网片以及侧壁钢筋网片；c、安装四根锚栓；其特征在于，所述锚栓为M36锚栓，锚栓安装时采用预埋定位环板进行定位，定位环板预埋前采用钢管结构的立杆支架支撑进行定位安装。本发明具有操作更方便，安装更精准快捷，施工质量更高的优点，特别适合大直径钢管柱柱脚安装施工，确保了柱脚施工质量进而确保了钢管柱的质量。

Description

一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢管柱施工工艺，具体涉及一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法。

背景技术

钢管柱（即钢管混凝土柱）是指，在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的建筑支撑结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱等，钢管柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。

本申请中的大直径钢管柱是特指圆形钢管柱内填灌混凝土的圆钢管柱，大直径一般是指直径1200mm～1800mm范围。这种大直径钢管柱能适应大跨、高耸、重载等条件，符合现代施工技术的工业化要求，被广泛的应用于单层和多层工业厂房柱、大跨度和空间结构、商业广场、多层办公楼及住宅、高层和超高层建筑中。

但由于大直径钢管柱的钢管直径较大，故普通钢管柱的柱脚施工方法不再适用，存在定位不便，操作繁琐等缺陷，需要重新设计操作更方便，安装更精准快捷，施工质量更高的施工方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种操作更方便，安装更精准快捷，施工质量更高的大直径钢管柱柱脚安装施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法，包括以下步骤：

a、在基坑验收合格后，在基坑内浇注基础混凝土垫层；

b、在基坑垫层上方绑扎底部钢筋网片以及侧壁钢筋网片；

c、安装四根锚栓；

其特征在于，所述锚栓为M36锚栓，锚栓安装时采用预埋定位环板进行定位，定位环板预埋前采用钢管结构的立杆支架支撑进行定位安装。

本方法中采用定位环板定位锚栓，采用钢管结构的立杆支架固定定位环板进行锚栓的空间定位，具有操作更方便，安装更精确可靠，施工质量高的优点。

上述方法中，具体地说所述定位环板为宽度100mm，厚度10mm的环形钢板；环形钢板上沿相互垂直的两条直径方向设置有四个锚栓安装孔。

上述方法中，预埋定位环板的具体步骤包括：锚栓安装前在基坑垫层上，采用全站仪放线，按照图纸先确定四根锚栓位置，然后在四根锚栓沿所在圆的切线相交的四个点确定为立杆安装位置；绑扎底部钢筋网片时避开立杆安装位置，并在四个立杆安装位置向下钻φ16mm且深20mm的固定孔，采用φ16mm的固定钢筋竖直向下打入固定孔内并留有向上伸出固定孔外的焊接段，固定钢筋上方焊接段上竖直向上焊接固定钢管材料的立杆；立杆固定后先穿入三层网片筋，然后在立杆上端先采用钢管扣件连接设置两根水平相对的1#支撑钢管和2#支撑钢管，通过移动钢管扣件调整1#支撑钢管和2#支撑钢管平整度和高度使其上表面用于直接支撑定位环板，再在1#支撑钢管和2#支撑钢管下方绑扎上两层网片筋，上两层网片筋将1#支撑钢管和2#支撑钢管与四根立杆固定牢靠然后取下钢管扣件；再靠钢管扣件在上两层网片筋下方的立杆上连接设置两根水平相对且和1#支撑钢管垂直的3#支撑钢管和4#支撑钢管，然后绑扎第三层网片筋使得3#支撑钢管和4#支撑钢管和立杆固定牢靠后取下钢管扣件；然后将环形钢板支撑安装在1#支撑钢管和2#支撑钢管上表面，并使得环形钢板上的四个锚栓安装孔与四根锚栓位置一致，将环形钢板和1#支撑钢管及2#支撑钢管之间焊接固定，同时靠竖向的直径20mm的钢筋，将环形钢板和3#支撑钢管及4#支撑钢管焊接固定；然后在环形钢板的锚栓安装孔内安装好锚栓，检查锚栓定位精度满足规范要求后完成柱脚底部混凝土浇筑，钢管柱吊装固定以及柱脚底部灌浆完成施工。

这样，采用四根立杆以及四根支撑钢管构成的支架实现对定位环板的支撑，支撑钢管先采用钢管扣件连接以方便调节位置实现精确定位，然后采用网片筋捆绑固定后再与定位环板焊接固定为一体，确保定位环板支撑均匀稳定且连接固定可靠牢固，使得定位环板位置定位精确，施工质量高，确保了支柱柱脚的稳定可靠。具体地说，施工时，最上方的两根支撑钢管其上表面用于安装和支撑定位环板，使得定位环板安装方便快捷且保证了安装的水平度；设置的三层网片筋在水平的方向上使得两层支撑钢管连接成为一个整体，提高支撑整体性，更好地防止浇筑时的变形；最上方的两根钢管绑扎两层网片筋，能够更好地确保最上方两根钢管的水平度，保证对定位环板的水平支撑。同时，三层网片筋的绑扎顺序，可以调换，根据需要先绑扎下方的网片筋或者先绑扎上方的网片筋均可，应视为等同的方案。

进一步地，钢管柱吊装固定时，采用单螺母调节钢管柱柱脚标高，然后再采用双螺母对钢管柱固定牢靠。这样，确保操作快捷，定位精准且固定可靠。

综上所述，本发明具有操作更方便，安装更精准快捷，施工质量更高的优点，特别适合大直径钢管柱柱脚安装施工，确保了柱脚施工质量进而确保了混凝土柱的质量。

附图说明

图1为本发明施工过程中获得的立杆支架的俯视方向的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明施工获得的大直径钢管柱柱脚结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法，包括以下步骤：

a、在基坑验收合格后，在基坑内浇注C30的基础混凝土垫层；

b、在基坑垫层上方绑扎底部钢筋网片以及侧壁钢筋网片；

c、安装四根锚栓；

上述步骤a和步骤b自身均为成熟现有技术，不在此详述，本方法对现有技术做出改进和贡献的地方，在于：

所述锚栓为M36锚栓，锚栓安装时采用预埋定位环板进行定位，定位环板预埋前采用钢管结构的立杆支架支撑进行定位安装，所述定位环板采用宽度100mm，厚度10mm的环形钢板，以确保锚栓安装精度；环形钢板上沿相互垂直的两条直径方向设置有四个锚栓安装孔。环形钢板制备时，先放样下料，之后根据锚栓的相对位置首先在钢板带（即环形钢板）上放线，找出锚栓孔的相对位置（即每柱锚栓的相对位置），然后放在台板上进行钻孔（即锚栓安装孔），孔的直径比锚栓直径大1mm，以利于锚栓安装。

其中，预埋定位环板的具体步骤包括：锚栓安装前在基坑垫层上，采用全站仪放线（画出十字形的基础轴线），按照图纸先确定四根锚栓位置，然后在四根锚栓沿所在圆的切线相交的四个点确定为立杆安装位置；绑扎底部钢筋网片时避开立杆安装位置，并在四个立杆安装位置向下钻φ16mm且深20mm的固定孔，采用φ16mm的固定钢筋竖直向下打入固定孔内并留有向上伸出固定孔外的焊接段，固定钢筋上方焊接段上竖直向上焊接固定钢管材料的立杆；立杆固定后先穿入三层网片筋（钢筋网片），然后在立杆上端先采用钢管扣件连接设置两根水平相对的1#支撑钢管和2#支撑钢管，通过移动钢管扣件调整1#支撑钢管和2#支撑钢管平整度和高度使其上表面用于直接支撑定位环板，再在1#支撑钢管和2#支撑钢管下方绑扎上两层网片筋（即穿入三层网片筋的最上两层），上两层网片筋将1#支撑钢管和2#支撑钢管与四根立杆固定牢靠；再靠钢管扣件在上两层网片筋下方的立杆上连接设置两根水平相对且和1#支撑钢管垂直的3#支撑钢管和4#支撑钢管，然后绑扎第三层网片筋（即穿入的三层网片筋的最下一层）使得3#支撑钢管和4#支撑钢管和立杆固定牢靠；然后将环形钢板支撑安装在1#支撑钢管和2#支撑钢管上表面，并使得环形钢板上的四个锚栓安装孔与四根锚栓位置一致（焊接前后进行位置测量复核确保锚栓安装孔位置以及所在上表面平面位置精度准确），将环形钢板和1#支撑钢管及2#支撑钢管之间焊接固定，同时靠竖向的直径20mm的钢筋，将环形钢板和3#支撑钢管及4#支撑钢管焊接固定；然后在环形钢板的锚栓安装孔内安装好锚栓，检查锚栓定位精度满足规范要求后完成柱脚底部混凝土浇筑，钢管柱吊装固定以及柱脚底部灌浆完成施工。

其中，实施时安装锚栓采用M36锚栓，锚栓安装采用上下螺帽固定的方式进行安装，以确保固定可靠稳定；柱脚底部混凝土浇筑过程中注意钢板带及对立杆支架的保护，禁止产生撞击；钢管柱安装时，起吊吊点位置是钢管柱上部的耳板，通过卸扣与钢丝绳连接起来，以保证起吊安全。优选采用25t汽车吊进行吊装。钢管柱就位后，将钢管柱下端带有安装孔的安装凸缘穿过锚栓与钢板带（即定位环板）采用双螺母进行固定。另外作为优选，钢管柱吊装前，需在钢管柱外皮对称四个方向画出母线，便于钢柱吊装就位时与基础轴线吻合，靠轴线达到安装位置精度的控制。

其中，可以采用单螺母调节钢管柱柱脚标高；具体为，在首节钢管柱吊装前，先将单螺母拧入锚栓中一定位置，通过两台全站仪控制钢管柱轴线位置，待首节钢管柱吊装及轴线位置确定后，再通过调节单螺母控制钢管柱柱脚标高，调节标高过程中，要求作业人员对称调节，并通过先粗调后细调的方式，保证钢管柱的安装精度，同时要求单螺母具有足够的强度，以确保其稳定性。钢管柱柱脚标高确定后再采用双螺母固定钢管柱，具体地说，待首节钢管柱标高确定后，先将钢管柱底部连接钢板置于锚栓中（底部连接钢板即钢管柱下端焊接固定的用于形成安装凸缘的钢板，钢板上预设有和锚栓对应的安装孔），随后将双螺母对中锚栓，采用专用扳手将其拧入锚栓内，保证双螺母对钢管柱固定牢靠。这样使得操作快捷，定位精准且固定可靠。最后进行柱脚底部灌浆，是在首节钢管柱固定后，用高强无收缩灌浆料浇灌钢管柱柱脚与柱脚混凝土之间的空隙，具体实施过程按照普通地脚螺栓灌浆执行即可。

上述过程中，得到的立杆支架如图1和图2所示，其中标号1表示φ16mm的固定钢筋；标号2表示立杆，立杆为钢管结构；标号1#表示1#支撑钢管；标号2#表示2#支撑钢管；标号3#表示3#支撑钢管；标号4#表示4#支撑钢管；标号5表示预埋的定位环板；标号6表示定位环板上的锚栓安装孔；标号7表示直径20mm的钢筋。

具体实施时，检查锚栓定位精度按照规范要求进行检查，即受力钢筋检查10个点，钢筋骨架检查10个点，保护层检查10个点，对检查点施力后对锚栓进行平面位置的检测，偏移在规范要求的5mm之内。具体检查过程按照规范要求操作，不在此详述。

具体实施时钢管柱可以采用钢板卷制后焊接得到，钢板采用计算机辅助下料，控制钢管卷制质量，卷制后得到钢管柱柱体，然后在钢管柱柱体下端焊接底部连接钢板，底部连接钢板形成一圈凸出于钢管柱柱体侧表面的凸缘，凸缘上对应锚栓位置设置有安装孔，凸缘上和钢管柱柱体侧面之间还周向均匀设置有一圈限位板，限位板之间形成灌浆填缝以方便灌浆固定，焊接底部连接钢板时保证其表平面和钢管柱柱体轴线垂直，制作好钢管柱后，按照上述步骤完成安装。安装完毕后得到的柱脚结构如图3所示。其中，标号1表示φ16mm的固定钢筋；标号2表示立杆，立杆为钢管结构，标号5表示预埋的定位环板，标号7表示直径20mm的钢筋。标号8表示基坑垫层，标号9表示锚栓，标号10表示三层网片筋，标号11表示双螺母，标号12表示单螺母，标号13表示钢管柱的底部连接钢板，标号14表示灌浆填缝，标号15表示钢管柱柱体。

安装钢管柱后，进行钢管柱轴线、垂直度、标高校正；其中垂直度控制用2台经纬仪在相互垂直的两个方向观测，为方便观测，先行安装角部钢管柱。观测时，经纬仪对中于柱轴线，十字竖丝对准柱脚处柱外边线点，观测者由柱脚从下向上观测柱身母线，同时指挥安装人员调整顶拉杆，直至柱顶母线与经纬竖丝重合。另外，对接环缝焊接好后，对柱身垂直度进行校正。

安装好钢管柱后，在钢管柱和定位环板之间焊接固定，钢管柱焊接时，按照以下要求：

（1）施工现场对接焊采用人工焊，接口焊缝为熔透二级焊缝，分次焊满，减少焊接变形。焊接过程中，易产生较大的焊接残余变形，导致垂直度偏差。因此，采取措施如下：1）每根柱从下至上固定焊工，以明确责任；2）对称施焊，即分段反向对称顺序施焊；3）严格控制同类型焊机及焊接电流等参数；4）对接前根据上节柱安装偏差值，计算后在管口实行机械打磨，保持焊缝间隙基本一致；5）钢管柱施焊前焊条需烘焙，并保温2小时后方可使用。施焊时焊条应放在电热保温筒内，随用随取。

（2）焊后打磨、校正及检查；要将焊缝周围的飞溅、焊疤等打磨干净；检查钢柱的垂直度，若有偏差，可采用火工校正法，将钢柱的垂直度偏差校正至规范允许范围内。

上述大直径钢管柱施工方法在传统施工工艺的基础上，对钢管柱定位、安装的方式及流程进行了优化，大大缩短了了钢管柱柱脚安装过程的时间，节约了管理费、人工费、机械费等成本，经济效益显著。

Claims (2)

1.一种大直径钢管柱柱脚安装施工方法，包括以下步骤：

a、在基坑内浇注基础混凝土垫层；

b、在基坑垫层上方绑扎底部钢筋网片以及侧壁钢筋网片；

c、安装四根锚栓；

其特征在于，所述锚栓为M36锚栓，锚栓安装时采用预埋定位环板进行定位，定位环板预埋前采用钢管结构的立杆支架支撑进行定位安装；所述定位环板为宽度100mm，厚度10mm的环形钢板；环形钢板上沿相互垂直的两条直径方向设置有四个锚栓安装孔；

锚栓安装前在基坑垫层上，采用全站仪放线，按照图纸先确定四根锚栓位置，然后在四根锚栓沿所在圆的切线相交的四个点确定为立杆安装位置；绑扎底部钢筋网片时避开立杆安装位置，并在四个立杆安装位置向下钻φ16mm且深20mm的固定孔，采用φ16mm的固定钢筋竖直向下打入固定孔内并留有向上伸出固定孔外的焊接段，固定钢筋上方焊接段上竖直向上焊接固定钢管材料的立杆；立杆固定后先穿入三层网片筋，然后在立杆上端先采用钢管扣件连接设置两根水平相对的1#支撑钢管和2#支撑钢管，通过移动钢管扣件调整1#支撑钢管和2#支撑钢管平整度和高度使其上表面用于直接支撑定位环板，再在1#支撑钢管和2#支撑钢管下方绑扎上两层网片筋，上两层网片筋将1#支撑钢管和2#支撑钢管与四根立杆固定牢靠；再靠钢管扣件在上两层网片筋下方的立杆上连接设置两根水平相对且和1#支撑钢管垂直的3#支撑钢管和4#支撑钢管，然后绑扎第三层网片筋使得3#支撑钢管和4#支撑钢管和立杆固定牢靠；然后将环形钢板支撑安装在1#支撑钢管和2#支撑钢管上表面，并使得环形钢板上的四个锚栓安装孔与四根锚栓位置一致，将环形钢板和1#支撑钢管及2#支撑钢管之间焊接固定，同时靠竖向的直径20mm的钢筋，将环形钢板和3#支撑钢管及4#支撑钢管焊接固定；然后在环形钢板的锚栓安装孔内安装好锚栓，检查锚栓定位精度满足规范要求后完成柱脚底部混凝土浇筑，钢管柱吊装固定以及柱脚底部灌浆完成施工。

2.如权利要求1所述的大直径钢管柱柱脚安装施工方法，其特征在于，钢管柱吊装固定时，采用单螺母调节钢管柱柱脚标高，然后再采用双螺母将钢管柱固定牢靠。