CN110485742A - 一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，包括矩形锚栓定距框，所述锚栓定距框通过第一锚栓孔套设于预埋柱脚锚栓组件底部上，所述柱脚锚栓组件包括呈矩形分布的若干根柱脚锚栓，所述预埋柱脚锚栓组件上部设有矩形锚栓定位框架，所述锚栓定位框架包括矩形槽钢边框，与所述槽钢边框相连接的定位模块组件，所述定位模块组件与所述柱脚锚栓的数量相同，所述柱脚锚栓外套设所述定位模块组件，本发明还公开了其施工方法。本发明的有益效果为：周转通用、灵活调整、定位精度高、稳固可靠等特性，替代现有技术中利用型钢支架、定位套板及大量钢筋焊接固定柱脚锚栓的传统工艺，保证整体钢结构安装质量，简化施工工序，降低施工成本，加快施工进度。

Description

一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置及施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构安装工程，具体来说，涉及一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置及施工方法。

背景技术

钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能优越、施工简便快捷、安装精确度高等优点，广泛应用于大型工业厂房、桥梁、场馆、超高层等现代大跨度建筑工程，是目前装配式结构的发展趋势。钢结构设计与施工中，基础与钢柱锚固方式常规采用外露式柱脚构造及插入式柱脚构造，外露式柱脚为独立基础内部预埋柱脚锚栓，钢柱与基础采用锚栓连接。

由于钢结构安装具有严格的质量要求，柱脚锚栓的预埋精度直接关系到钢柱及上部结构的整体垂直度、平面弯曲等位置偏差，是钢结构安装施工中至关重要的控制技术，《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）规定了柱脚锚栓位置的允许偏差。

由于独立基础短柱高度不一，预埋锚栓在基础上部悬空，锚栓定位及加固具有很大难度，目前现有技术中，独立基础柱脚锚栓的安装固定通常采用以下三种方法：

固定支架法：利用角钢及钢筋焊制成锚栓固定支架，角钢根据锚栓直径及间距开孔，作为锚栓的限位板；利用钢筋制作垂直支撑与固定支架焊接，并支设在基层上，焊接横向钢筋将锚栓与基础钢筋连接固定。这种定位预埋锚栓的施工方法使用的辅助材料均为一次性投入，不可周转利用，材料损耗量大，且制作复杂，施工成本高；制作及加固过程中焊接工作量大，锚栓固定后如果存在偏差再做调整十分困难；设计要求中不允许将锚栓与钢筋焊接，锚栓焊接后产生应力集中，达不到锚栓的设计性能，影响主体结构安全；锚栓垂直度控制依靠手工测量，预埋精度难以确保，在混凝土浇筑的冲击荷载下易产生位移，直接影响主体结构安装。

定位套板法：采用6mm厚钢板制作锚栓定位套板，套板根据锚栓直径及间距开孔，套入锚栓后上部用螺帽固定，下部利用短钢筋焊接为框架，短钢筋与侧模顶紧，焊接横向钢筋将锚栓与基础钢筋连接，使锚栓和钢筋笼连成一体并与模板撑紧加固。这种定位预埋锚栓的施工方法需要消耗大量的辅助钢筋及钢板，制作复杂，材料损耗及焊接量大，成本较高；一组定位套板只能适用于一种规格尺寸的锚栓定位，不能根据实际需要灵活调整，一次性使用，通用性差；锚栓与基础钢筋、侧模全部固定为一体，混凝土浇筑荷载作用下，一动全动，容易造成锚栓偏位，锚栓垂直度难以有效保证；锚栓经焊接后影响其使用性能及结构安全。

焊接框架法：利用Φ16以上的钢筋将每个独立基础内的预埋锚栓焊接为整体框架，四边加设刚性支撑，一端连接整体框架，另一端支撑在基层底板上，待基础钢筋绑扎完毕，再将整体框架与基础钢筋焊接为一体。这种定位预埋锚栓的施工方法不仅耗费大量的辅助钢筋，而且施工程序复杂、焊接工作量大，整体框架搬运、安装及加固费时费力，施工周期长、工人劳动强度大、工作效率低；固定后不易再做调整，混凝土浇筑中锚栓易偏位；同样存在锚栓经焊接后降低使用性能的安全隐患。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明的目的是提供一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，克服现有产品中上述方面的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，包括矩形锚栓定距框，所述锚栓定距框通过第一锚栓孔套设于预埋柱脚锚栓组件底部上，所述柱脚锚栓组件包括呈矩形分布的若干根柱脚锚栓，所述预埋柱脚锚栓组件上部设有矩形锚栓定位框架，所述锚栓定位框架包括矩形槽钢边框，与所述槽钢边框相连接的定位模块组件，所述定位模块组件与所述柱脚锚栓的数量相同，所述柱脚锚栓外套设所述定位模块组件。

进一步地，所述定位模块组件包括固定夹板和定位模块，所述固定夹板与所述定位模块之间固定有所述槽钢边框，所述固定夹板通过螺栓与所述定位模块相连接，所述定位模块上设有第二锚栓孔，所述定位模块组件通过所述第二锚栓孔套设所述柱脚锚栓上。

进一步地，所述槽钢边框包括四根槽钢，所述槽钢相互垂直连接。

进一步地，所述槽钢边框两对角线设有对拉螺栓。

本发明的目的是提供一种独立基础预埋柱脚锚栓定位装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、弹线抄平

根据设计图纸及控制轴网在阶形基础顶面测放钢柱中心线、基础短柱边线及柱脚锚栓定位中心线；

S2、槽钢边框就位

根据设计的标高取4根钢管立杆与槽钢边框连接，组合成独立的定位框架支撑结构；

S3、锚栓安装固定

在槽钢边框安装定位模块组件组成锚栓定位框架，将锚栓定距框置于锚栓定位框架下，柱脚锚栓逐根依次穿入锚栓定距框和锚栓定位框架下部，柱脚锚栓固定在锚栓定位框架上；

S4、校正锚栓轴线标高

柱脚锚栓安装完毕后，进行锚栓位置及标高的检查校正；

S5、锚栓定距框安装

将锚栓定距框下移至锚栓底部，随后将锚栓定距框固定焊接；

S6、绑扎基础短柱钢筋，安装基础短柱模板

S7、浇筑基础混凝土

S8、拆除定位框架及侧模，清理。

进一步地，所述S3锚栓安装固定时，定位模块组件包括固定夹板和定位模块，将固定夹板外边缘与槽钢边框内角紧贴，并与定位模块夹紧槽钢边框，利用螺栓锁固组成锚栓定位框架，锚栓定距框的第一锚栓孔与定位模块上的第二锚栓孔吻合，將柱脚锚栓依次穿过第一锚栓孔和第二锚栓孔。

进一步地，所述S4中校正锚栓轴线标高后，用支对拉螺栓将槽钢边框两对角线上的锚栓对拉锁紧。

进一步地，所述S6中安装基础短柱模板时侧模用覆膜木胶模板，顶面与设计柱顶标高平齐，次龙骨用方木。

进一步地，所述S6还包括复核轴线标高和钢管支撑体系加固。

进一步地，所述钢管支撑体系加固为用钢管斜撑将定位框架分别与侧模底部的钢管主龙骨联结，以旋转扣件锁定牢固，形成独立的定位框架支撑体系。

本发明的有益效果为：周转通用、灵活调整、定位精度高、稳固可靠等特性，替代现有技术中利用型钢支架、定位套板及大量钢筋焊接固定柱脚锚栓的传统工艺，保证整体钢结构安装质量，简化施工工序，降低施工成本，加快施工进度。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的定位装置结构示意图；

图2是本发明实施例所述的锚栓定距框结构示意图；

图3是本发明实施例所述的定位模块结构示意图；

图4是本发明实施例所述的定位模块结构示意图；

图5是本发明实施例所述的固定夹板结构示意图；

图6是本发明实施例所述的槽钢结构示意图；

图7是本发明实施例所述的定位装置使用状态图；

图8是本发明实施例所述的阶形基础放样示意图；

图中：1、锚栓定距框；2、第一锚栓孔；3、柱脚锚栓；4、锚栓定位框架；5、槽钢边框；6、定位模块组件；7、固定夹板；8、定位模块；9、第二锚栓孔；10、对拉螺栓；11、模板；12、次龙骨；13、钢管斜撑；14、主龙骨；15、阶形基础；16、基础短柱边线；17、柱脚锚栓定位中心线；18、钢柱中心线。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明实施例所述的一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，包括矩形锚栓定距框1，所述锚栓定距框1通过第一锚栓孔2套设于预埋柱脚锚栓组件底部上，所述柱脚锚栓组件包括呈矩形分布的若干根柱脚锚栓3，所述预埋柱脚锚栓组件上部设有矩形锚栓定位框架4，所述锚栓定位框架4包括矩形槽钢边框5，与所述槽钢边框5相连接的定位模块组件6，所述定位模块组件6与所述柱脚锚栓3的数量相同，所述柱脚锚栓3外套设所述定位模块组件6。

所述定位模块组件6包括固定夹板7和定位模块8，所述固定夹板7与所述定位模块8之间固定有所述槽钢边框5，所述固定夹板7通过螺栓与所述定位模块8相连接，所述定位模块8上设有第二锚栓孔9，所述定位模块组件6通过所述第二锚栓孔9套设所述柱脚锚栓3上。

所述槽钢边框5包括四根槽钢，所述槽钢相互垂直连接。

所述槽钢边框5两对角线设有对拉螺栓10。

一种独立基础预埋柱脚锚栓定位装置的施工方法，具体步骤如下：

S1、弹线抄平

根据设计图纸及控制轴网在阶形基础顶面测放钢柱中心线18、基础短柱边线16及柱脚锚栓定位中心线17，用墨斗弹出墨线；在阶形基础15顶抄测至少2个标高控制点，用红油漆标识，作为初步控制锚栓定位框架标高的依据。阶形基础放样示意图如图8所示。

S2、槽钢边框就位

将4根8#槽钢组合成矩形槽钢边框5，四角以M12螺栓锁紧，根据设计标高，选取4根适合长度的￠48*3.5mm钢管立杆与槽钢边框5端部焊接的横向钢管以直角扣件连接，组合成独立的定位框架支撑结构。

根据阶形基础顶面的钢柱中心线，将定位框架及钢管立杆整体就位，首先找准槽钢边框四边上的纵横向钢柱中心线，使其与阶形基础顶面的钢柱中心线吻合；然后用水准仪测量槽钢边框四边的顶面标高，利用钢管立杆下部的可调丝杠底托精调高度，使槽钢边框顶面高于基础短柱顶标高140mm。

S3、锚栓安装固定

在槽钢边框5安装定位模块组件6，槽钢边框5上根据锚栓纵横向外角中心距按照制作详图变换钻孔位置，将固定夹板7外边缘与槽钢边框5内角紧贴，并与定位模块8夹紧槽钢边框5，用M10螺栓锁固。

将预先制作好的锚栓定距框1紧贴定位模块8的方形焊管下部临时绑扎固定，并使锚栓定距框1与槽钢边框5上的纵横向钢柱中心线对应，锚栓定距框1的第一锚栓孔2与定位模块8上的第二锚栓孔9吻合。

将柱脚锚栓3从锚栓定距框1和定位模块8的锚栓孔下部逐根穿入，调整锚栓顶标高符合设计要求后，用上下两个螺母拧紧，将其锁定在定位模块8上。

S4、校正锚栓轴线标高

定位模块8与柱脚锚栓3安装完毕后，进行锚栓位置及标高的初次检查校正。首先用线坠自槽钢边框5上的纵横向钢柱中心线投测至阶形基础顶面，检查其与基础上弹出的钢柱中心线是否吻合；再利用线坠检查安装好的锚栓垂直中心线是否与基础上的锚栓定位中心线对应；用钢尺检测锚栓间距是否符合设计尺寸、锚栓顶端至槽钢边框顶面的高度是否符合设计标高；钢尺测量槽钢边框的对角线尺寸是否一致。

检查锚栓的位置及标高无误后，利用2支M12花篮对拉螺栓10将槽钢边框两对角线上的锚栓对拉锁紧，确保定位框架的垂直方正。

S5、锚栓定距框安装

解除锚栓定距框1与定位模块8的临时固定，将锚栓定距框1下移至锚栓底部，随后利用Φ12以上的短钢筋将锚栓定距框1的四边与基础短柱纵筋焊接，短钢筋与基础纵筋采用点焊连接，与锚栓定距框1采用双面焊接，焊缝高度5mm。在锚栓下部形成节点固定，与上部定位框架共同将柱脚锚栓联结为一个整体，确保定位装置的准确与稳定。

S6、绑扎基础短柱钢筋，安装基础短柱模板

锚栓定位框架4安装前先将基础短柱箍筋套在纵筋上，在纵筋上画出箍筋间距，将套好的箍筋向上平移逐根绑扎，采用缠扣法绑扎，箍筋转角与纵筋交点全部扎牢，箍筋的接头弯钩叠合处沿柱子竖向交错布置，并位于箍筋与柱角纵筋的交接点上，柱顶箍筋间距按设计及施工规范要求加密。内箍筋若与锚栓或定距框位置碰撞时，可调整为拉筋构造，拉筋应同时钩住纵筋及外箍筋。箍筋绑扎完成后，安装保护层垫块，间距600mm交错布置，确保钢筋保护层尺寸准确。

侧模采用15mm厚双面覆膜木胶模板11，侧模顶面与设计柱顶标高平齐，次龙骨12采用50*70mm方木，两面刨平，尺寸统一，水平间距不大于200mm，侧模长边平行于次龙骨12布置，原边压角，与侧模钉牢，铁钉间距300mm，模板11拼缝用海绵胶带封粘严密，防止漏浆，并拉线找直；主龙骨14采用￠48*3.5mm双钢管，第一道主龙骨位于阶形基础顶面以上100mm，竖向间距不大于500mm，利用山型卡及M12通丝螺杆对拉加固。

基础短柱模板安装完成后，再次复核柱脚锚栓的位置及标高，用经纬仪或全站仪测设纵向钢柱中心线，同步用红外线水平仪在阶形基础上投射横向钢柱中心线，形成十字基准线，通过精调锚栓定位框架及钢管立杆的水平位置，使定位框架上的钢柱中心线与基准线对正重合；用水准仪逐根检测锚栓顶部标高，按设计要求预留螺纹外露长度，微调固定于定位模块的上下锚栓螺帽至符合设计标高；再次用钢尺检测锚栓间距、对角线尺寸是否一致，确保定位框架垂直方正。

检查锚栓位置及标高无误后，立即采用￠48*3.5mm钢管斜撑13将定位框架的立杆分别与侧模底部的钢管主龙骨联结，由钢管立杆、钢管斜撑及钢管主龙骨互撑互锁，组合成稳定的空间三角支撑结构，以旋转扣件锁定牢固，形成独立的定位框架支撑体系，确保锚栓定位框架4的刚度和稳定。

S7、浇筑基础混凝土

确认柱脚锚栓轴线及标高准确、固定牢靠并报检验收后，浇筑基础短柱混凝土，为防止浇筑时锚栓被污染，在混凝土浇筑前将锚栓外露螺纹涂上黄油，包裹塑料薄膜保护。

浇筑混凝土时须避免混凝土的倾倒及振捣荷载导致锚栓位移，禁止混凝土泵管正对锚栓出料，锚栓附近振捣混凝土时应特别注意，既要振捣密实又不能碰撞锚栓，锚栓周边300mm范围内不允许振捣过频，以免引起锚栓移位变形。

浇筑过程中加强对柱脚锚栓的监测，用水准仪、经纬仪随时跟踪测量复核，一旦发现偏差，立即予以校正，直至符合设计及规范要求。混凝土施工完成后要注意成品保护，防止锚栓丝扣碰撞损坏。

S8、拆除定位框架及侧模，清理

基础短柱混凝土强度达到1.2Mpa，保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后拆除锚栓定位框架4及基础侧模。首先拆卸钢管立杆与槽钢边框的连接扣件，解除定位框架各部件的螺栓锁定，依次拆除固定夹板7、定位模块8及槽钢边框5，之后拆卸侧模主龙骨14及斜支撑，再逐块拆除侧模，集中清运。

拆下的锚栓定位框架各部件及时收集清理，清除表面灰浆，部件出现损坏的需及时更换，置于干燥处存放，以备继续周转使用。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过替代现有技术采用的固定支架法、定位套板法、焊接框架法等传统工艺，解决目前预埋锚栓施工存在的辅助材料不可周转、制作复杂、通用性差、再次调整困难、锚栓焊接烧伤、预埋精度难以保证等弊病，有效实现柱脚锚栓精确定位，从根本上保证整体钢结构安装质量。

采用现场简易材料制作锚栓定位装置，构造简单、制作方便、经久耐用，安装、拆卸及检查调整简易快捷，固定系统稳固可靠，辅助材料投入少，简化施工工序，节省大量的材料及人工成本。

采用型钢制作的定位框架及定距框固定柱脚锚栓，达到锚栓相对位置统一准确；定位框架可根据不同的基础尺寸、锚栓间距灵活调整定位模块的位置，从而实现锚栓定位简便灵活，通用性强、周转率高，能够多次周转使用。

定位模块上的双层固定螺帽既可锁定锚栓位置，又能够有效保证锚栓上下垂直，减小锚栓中心位移及垂直度的偏差，还可以利用螺帽微调锚栓顶标高，施工精度高、提高工效，加快了施工进度。

采用独立的钢管支架组合为稳定的空间三角支撑结构，形成独立的定位框架支撑体系，有效抵抗基础混凝土浇筑过程的施工荷载，确保锚栓定位框架的刚度和稳定。

取消了柱脚锚栓与基础钢筋或辅助钢筋焊接的工序，既节省了大量辅助材料及焊接工作量，又杜绝了锚栓因焊接烧伤而导致的结构安全隐患，实现降低成本，节能环保，具有良好的推广价值。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，其特征在于：包括矩形锚栓定距框（1），所述锚栓定距框（1）通过第一锚栓孔（2）套设于预埋柱脚锚栓组件底部上，所述柱脚锚栓组件包括呈矩形分布的若干根柱脚锚栓（3），所述预埋柱脚锚栓组件上部设有矩形锚栓定位框架（4），所述锚栓定位框架（4）包括矩形槽钢边框（5），与所述槽钢边框（5）相连接的定位模块组件（6），所述定位模块组件（6）与所述柱脚锚栓（3）的数量相同，所述柱脚锚栓（3）外套设所述定位模块组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，其特征在于：所述定位模块组件（6）包括固定夹板（7）和定位模块（8），所述固定夹板（7）与所述定位模块（8）之间固定有所述槽钢边框（5），所述固定夹板（7）通过螺栓与所述定位模块（8）相连接，所述定位模块（8）上设有第二锚栓孔（9），所述定位模块组件（6）通过所述第二锚栓孔（9）套设所述柱脚锚栓（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，其特征在于：所述槽钢边框（5）包括四根槽钢，所述槽钢相互垂直连接。

4.根据权利要求1所述的一种独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置，其特征在于：所述槽钢边框（5）两对角线设有对拉螺栓（10）。

5.一种如权利要求1所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、弹线抄平

根据设计图纸及控制轴网在阶形基础顶面测放钢柱中心线、基础短柱边线及柱脚锚栓定位中心线；

S2、槽钢边框就位

根据设计的标高取4根钢管立杆与槽钢边框（5）连接，组合成独立的定位框架支撑结构；

S3、锚栓安装固定

在槽钢边框（5）安装定位模块组件（6）组成锚栓定位框架（4），将锚栓定距框（1）置于锚栓定位框架（4）下，柱脚锚栓（3）逐根依次穿入锚栓定距框（1）和锚栓定位框架（4）下部，柱脚锚栓（3）固定在锚栓定位框架（4）上；

S4、校正锚栓轴线标高

柱脚锚栓（3）安装完毕后，进行锚栓位置及标高的检查校正；

S5、锚栓定距框安装

将锚栓定距框（1）下移至锚栓底部，随后将锚栓定距框（1）固定焊接；

S6、绑扎基础短柱钢筋，安装基础短柱模板

S7、浇筑基础混凝土

S8、拆除定位框架及侧模，清理。

6.根据权利要求5所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，所述S3锚栓安装固定时，定位模块组件（6）包括固定夹板（7）和定位模块（8），将固定夹板（7）外边缘与槽钢边框（5）内角紧贴，并与定位模块（8）夹紧槽钢边框（5），利用螺栓锁固组成锚栓定位框架（4），锚栓定距框（1）的第一锚栓孔（2）与定位模块（8）上的第二锚栓孔（9）吻合，將柱脚锚栓（3）依次穿过第一锚栓孔（2）和第二锚栓孔（9）。

7.根据权利要求5所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，所述S4中校正锚栓轴线标高后，用2支对拉螺栓（10）将槽钢边框（5）两对角线上的锚栓对拉锁紧。

8.根据权利要求5所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，所述S6中安装基础短柱模板时侧模用覆膜木胶模板（11），顶面与设计柱顶标高平齐，次龙骨（12）用方木。

9.根据权利要求5所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，所述S6还包括复核轴线标高和钢管支撑体系加固。

10.根据权利要求9所述的独立基础预埋柱脚锚栓的定位装置的施工方法，其特征在于，所述钢管支撑体系加固为用钢管斜撑（13）将定位框架分别与侧模底部的钢管主龙骨（14）联结，以旋转扣件锁定牢固，形成独立的定位框架支撑体系。