常见钢结构柱脚预埋锚栓安装精度问题研究

常见钢结构柱脚预埋锚栓安装精度问题研究

张运锋

中国航空规划设计研究总院有限公司  北京  100120

摘要：本文以某项目为例，调查研究发现钢结构柱脚预埋锚栓常见问题有中心位置、垂直度、顶标高、中心距等四方面精度偏差，本文运用质量管理“人机料法环”五要素分析研究精度偏差原因，通过采取健全制度和提高人员素质、消除仪器测量误差、严把材料进场关、改善施工工艺和方法、极端天气严禁施工等应对措施，提出利用BIM做好锚栓、钢筋相互间的空间管理，专业工种之间相互配合是本文的创新点。

关键词：钢结构，预埋锚栓，安装精度

引言

随着经济发展、科技进度，大量高强度钢材生产，钢结构安全方面具有自重轻，强度高，承重能力和抗震能力极强，地震发生时它相对于混凝土更具可靠性，不会轻易倒塌特点;经济方面具有可塑性强，可循环利用，节省了工业厂房建设成本；生产方面其零部件可以批量流水线生产，安装机械化程度高，加快了工业厂房的建设速度，缩短了施工期限特点；使用方面具有跨度大、净空高，平面布局灵活易改造特点；因此，在工业厂房建设中得到大量应用。当然，钢结构并非完美无缺，它也存在一些问题，比如柱脚预埋锚栓安装精度直接影响钢结构主体安装质量，故本文以此为切入点进行研究，提醒施工技术人员在钢结构施工过程中注意避免此类问题发生，为建设高质量的钢结构厂房提供有效措施保障。

1项目概况

XX产业园项目占地面积126242.67㎡，总建筑面积59356.5㎡，共计20栋建筑，其中：钢结构厂房8栋，约30000㎡。钢结构为门式刚架轻型钢结构，纵向长度最长为132.95m，柱距最大为8.4m，梁底净高11.0m，跨度最大为30m。

钢结构柱脚锚栓规格型号：M24锚栓360套，M27锚栓600套，M30锚栓560套，M36锚栓360套，M39锚栓520套，总计2400套。

2锚栓安装精度常见问题

柱脚锚栓安装经常出现的问题在《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204－2015）规范中有四种情况，分别是中心位置偏差、垂直度偏差、顶标高偏差和中心距偏差。

2.1中心位置偏差

中心位置偏差是锚栓整体相对于建筑轴线纵、横两个方向的位移，多数是由于测量误差造成的，规范允许偏差范围为2㎜。

2.2垂直度偏差

垂直度偏差是锚栓与建筑平面角度大于或小于90°，规范允许偏差范围为5㎜。

2.3顶标高偏差

顶标高偏差是锚栓固定后，锚栓顶标高与设计标高之间的差值，规范允许偏差范围为：+20㎜，0㎜。

2.4中心距偏差

中心距偏差是锚栓两两之间的中心距离的相对位置，规范允许偏差范围为±2㎜。

3锚栓安装精度偏差问题分析

锚栓安装精度偏差原因是多方面的，根据质量管理的五要素“人机料法环”分析，通过锚栓安装的复盘，可以全面的反映施工过程，对全面研究分析锚栓精度偏差提供可靠的依据。

3.1人的原因

人的原因主要从操作者对质量的认识、技术熟练程度、身体状况等方面分析。

3.1.1质检员监管不到位

虽然施工单位、项目部已经建立健全各项质量管理制度，但在施工过程中末落实责任到人及加强奖罚制度执行。

3.1.2工人责任心差

作业人员没有责任心，认为螺栓安装是否牢固、振捣不合理、螺栓未复核等对螺栓安装质量无影响。

3.1.3工人操作不熟练

工人进场或转岗后上岗前，项目部末加强工人的技术培训，末做好现场技术交底等工作。

3.2机械的原因

机械的原因主要从机器设备、测量仪器的精度和维护保养状况等方面分析。

3.2.1测量仪器精密度差

施工现场使用的经纬仪、水准仪、全站仪等仪器精度达不到施工测量要求。

3.2.2测量仪器未校验

按照相关规定经纬仪、水准仪、全站仪等仪器需要定期检验，检查合格方可使用，尤其封存的仪器，启用前未及时送检，仪器出现偏差。

3.3材料的原因

材料的原因主从成分、物理性能和化学性能等方面分析。

3.3.1螺栓存在质量缺陷

进场的螺栓存在质量缺陷，如：表面缺陷等。

3.4方法的原因

方法的原因主要从生产工艺、设备选择、操作规程等方面分析。

3.4.1螺栓安装不牢固

振捣时锚栓移位，螺栓安装在固定架不牢固，直接导致螺栓的精度不准确。

3.4.2工作界面划分不合理

钢筋工、木工及钢结构安装单位之间关于螺栓预埋工作责职不明确，施工时未统一协调。

3.4.3振捣不合理

混凝土工在浇筑混凝土时过振或将振动棒放在钢筋或螺栓上振捣，造成钢筋、锚栓应力释放或其他原因引起锚栓位置偏移。

3.4.4测量方法不正确

测量人员每次测量引用基准线不一致，测量数据出现累积误差。

3.4.5螺栓调校次数少未复核

锚栓安装后，在后序工作施工完成时，调校次数少，末认真进行调校和复核。

3.5环境的原因

环境的原因主要从工作地的温度、湿度、照明和清洁条件等方面分析。

3.4.1未注意大风天气对测量精度影响

气温变化大、风沙大时进行测量作业，造成测量仪出现误差。

3.4.2钢筋密度大，预埋螺栓间隙不足

梁头柱端时，主次梁的纵、横向钢筋与柱的纵向钢筋交汇节点处，往往此节点钢筋比较密集。

4锚栓安装质量对策

本章针对第4章分析出的六个重要因素制定相应对策。

4.1人的原因

通过现场培训和建立奖罚制度，要求作业人员熟练操作，按技术交底要求施工。

4.1收集有关标准、图集、作业规程，结合工程实际情况编制《预埋螺栓专项方案》，组织作业班组成员进行专项培训学习，详细交底，然后抽调技术骨干制作工序样板，让班组人员参观学习。

4.2建立奖罚制度，执行三检制，对一次性检查合格的班组奖励，对连续检查两次不合格的班组罚款，并当场兑现。

4.3关键在于制度、交底、措施等的有效落实。

4.2机械原因

消除仪器设备产生的测量误差。

4.1选用的经纬仪、水准仪、全站仪等仪器精度应符合测量精度要求。

4.2请现场技术人员及时送检，使其在检定周期内，精度符合要求，有检验合格报告。

4.3测量仪器应专人按要求分类保管，长期封存的仪器在启用前应进行校验，校验合格方可施工。

4.3材料原因

消除材料质量对预埋精度影响。

4.1检查螺栓、螺母、垫圈出厂合格证、实验报告等是否符合规范、图纸要求。

4.2检查螺栓的规格、尺寸、数量、丝扣长度、外观质量等是否符合规范及图纸要求。

4.3对进场螺栓见证取样，进行力学性能复试等试验，复试合格方可使用。

4.4方法原因

通过改善安装工艺、测量方法、合理划分工作界面等提高螺栓安装质量。

4.1根据螺栓的特殊性设计专用支架，加工定位安装板，待钢筋安装、模板加固、避雷安装完成后，利用模板作为加固点。

4.2尤其是提出合理划分工作界面，专业工种之间相互配合，利用BIM做好锚栓、钢筋相互间的空间管理，锚栓的预埋与钢筋安装协调先后顺序，明确各自职责。

4.3采用插入式振捣器，振捣时，快插慢拔。砼浇筑时，严禁砼直接冲击模板、锚栓，严禁过振。

4.4先整体后局部，每次测量均采用同一基准线，防止出现累积误差。

4.5在预埋固定时，砼浇筑前，砼凝固前各进行一次调校工作，安排专人再次复核，多次校核与专人复核相结合，减少人为因素而使精度偏大的概率。

4.5环境原因

避免环境因素对安装质量产生影响。

4.1严禁在气温变化大、风沙大的大风天气进行测量和螺栓安装作业。

4.2在梁头柱端时，梁的纵、横向钢筋与柱的纵向钢筋交汇节点处，往往此节点钢筋比较密集，锚栓与钢筋位置冲突，调整钢筋间距，保证锚栓安装位置正确。

6结束语

本文以某项目柱脚预埋锚栓精度偏差问题为研究对象，通过“人机料法环”五个方面分析研究锚栓精度偏差原因，制定相应措施，尤其是提出合理划分工作界面，利用BIM做好锚栓、钢筋相互间的空间管理，专业工种之间相互配合，协调锚栓预埋与钢筋安装先后顺序，明确各自职责的观点是本文创新点。

参考文献，

[1]任英群，张秀玲.石灰石预均化堆场预埋螺栓群精度控制，工程技术，2009

[2]王敏.钢结构厂房钢柱基础预埋螺栓安装精度的控制措施，技术与部品，2021年第2-3期