超長超高強(qiáng)度特大型地腳錨栓群安裝

李忠陽 雷志強(qiáng)

【摘要】本文通過昆明市地標(biāo)建筑昆明春之眼商業(yè)中心工程主塔鋼結(jié)構(gòu)超長超高強(qiáng)度的柱腳錨栓群的安裝方法，著重講述超長超高強(qiáng)度特大型地腳錨栓群整體快速安裝的一種創(chuàng)新思路及實(shí)施效果。為后續(xù)類似工程提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】超長超高強(qiáng)度;地腳錨栓群;快速;整體安裝

1. 工程簡介

昆明春之眼商業(yè)中心項(xiàng)目，位于云南省昆明市，是一個(gè)集商務(wù)、購物、居住、觀光為一體的大型城市綜合體項(xiàng)目，建成之后將是昆明主城區(qū)核心區(qū)一個(gè)標(biāo)志建筑，主塔樓高度407米，為昆明第一高樓、云貴高原多頻地震帶第一高樓，因此被比作“春城的眼睛”。

圖1 ?春之眼商業(yè)中心項(xiàng)目效果圖

項(xiàng)目地處云貴高原地震帶，抗震設(shè)防烈度8度，為確保結(jié)構(gòu)安全，外框設(shè)置了六根巨型鋼柱及翼墻，整個(gè)核心筒布置滿鋼板剪力墻，由于項(xiàng)目地處軟土區(qū)，為了確保基礎(chǔ)安全，主塔底板厚度達(dá)5.5m，整個(gè)底板澆筑了2.4萬方混凝土，為確保主體結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)的可靠連接及抗震設(shè)防要求，主塔鋼構(gòu)件埋件采用采用超長、超高強(qiáng)度錨栓連接，強(qiáng)度為835級(jí)，最大直徑為75mm，長度達(dá)7m，單根重量達(dá)289kg，總錨栓數(shù)量1692根。為國內(nèi)地腳錨栓使用強(qiáng)度最高、長度最長，使用最集中的地腳錨栓群。

圖2 ?高強(qiáng)度地腳錨栓群模型大樣圖

2. 施工重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

2.1 工期要求

高強(qiáng)錨栓材質(zhì)特殊，制造工藝特殊，加工周期長，2019年1月13日才能全部送達(dá)現(xiàn)場，根據(jù)現(xiàn)場的施工進(jìn)度安排，2019年1月26日，必須澆筑混凝土，由于主塔鋼筋量達(dá)4000t，為確保工序施工進(jìn)度，高強(qiáng)度地腳錨栓的預(yù)埋工作必須在2019年1月20日完成，且高強(qiáng)錨栓必須在底板底筋綁扎完成后才可開始施工，預(yù)計(jì)底筋綁扎完成時(shí)間為2019年1月15日，也就是說留給我們施工的時(shí)間只有5天，單根錨栓最重達(dá)289kg，人工無法完成安裝，必須利用施工機(jī)械進(jìn)行安裝，由于此時(shí)土建已開始作業(yè)，汽車吊等施工機(jī)械作業(yè)及其困難，施工組織協(xié)調(diào)難度極大，必須使用現(xiàn)場的兩臺(tái)塔吊進(jìn)行安裝，根據(jù)項(xiàng)目部測算，單獨(dú)完成一根高強(qiáng)錨栓的安裝需要10～15分鐘，整個(gè)主塔高強(qiáng)錨栓總數(shù)1692顆，安裝完成需要180小時(shí)，而現(xiàn)場塔吊還需要各個(gè)專業(yè)交叉使用，預(yù)計(jì)整個(gè)主塔安裝完成需要13天。如何在5天的時(shí)間內(nèi)安裝完成高強(qiáng)錨栓，成為擺在項(xiàng)目部所有人員面前的第一個(gè)難題，也是確保項(xiàng)目履行的一個(gè)重點(diǎn)。

2.2 安裝精度要求

高強(qiáng)度地腳錨栓安裝精度要求高，偏位處理難度大，普通地腳錨栓一旦發(fā)生偏位，只能采取現(xiàn)場利用鉸刀等機(jī)械擴(kuò)孔工具進(jìn)行擴(kuò)孔，高強(qiáng)錨栓對應(yīng)的柱底板核心筒為80mm，外框100mm后，現(xiàn)場進(jìn)行擴(kuò)孔，不具備可行性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，直徑75mm（端部90mm）的高強(qiáng)錨栓相對應(yīng)柱底板孔徑為100mm，直徑50mm（端部60mm）的高強(qiáng)錨栓相對應(yīng)柱底板孔徑為70mm，也就是說底板開孔僅比高強(qiáng)錨栓直徑寬10mm，而單根高強(qiáng)錨栓長度達(dá)7m，因此如何確保高強(qiáng)錨栓安裝精度是本工程的一個(gè)難點(diǎn)，也是涉及整個(gè)結(jié)構(gòu)安全的重點(diǎn)。

2.3 安裝難度大

安裝難度大，普通高強(qiáng)錨栓采用中部及端部10mm定位板進(jìn)行固定，而高強(qiáng)錨栓采用桿體端部墩粗工藝，及兩端大中間小，定位板的開孔必須大于端部才能穿入，端部比中間桿體大“10～15mm”，且高強(qiáng)錨栓下端位于底板地面鋼筋上層150mm，導(dǎo)致普通定位板喪失其作用，而且高強(qiáng)錨栓材質(zhì)特殊，不允許焊接，因此如何對高強(qiáng)錨栓的安裝進(jìn)行固定，是一大難點(diǎn)，也是確保高強(qiáng)錨栓安裝的一個(gè)重點(diǎn)。

3. 施工方案選擇

3.1定位方案選擇

3.1.1方案一：普通錨栓定位

根據(jù)以往工程普通錨栓施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，由于高強(qiáng)錨栓墩粗工藝，定位板孔徑比高強(qiáng)錨栓桿體大15mm以上，無法進(jìn)行有效定位，因此需要采用定位卡板對每根高強(qiáng)錨栓進(jìn)行固定，且需先將錨栓穿入后方可進(jìn)行施工。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：有類似施工經(jīng)驗(yàn)，便于控制安裝精度。

（2）缺點(diǎn)：施工周期長，交叉作業(yè)多，施工協(xié)調(diào)難度大。

3.1.2方案二：優(yōu)化定位

根據(jù)普通錨栓的施工方法進(jìn)行優(yōu)化，將定位板移至上下端部，利用螺母進(jìn)行有效固定，由于桿體長，為保證側(cè)向剛度，在中間加設(shè)臨時(shí)支撐，利用U型卡對錨栓進(jìn)行固定。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：可以有效解決錨栓定位問題，U型卡施工相比較定位卡板施工更方便。

（2）缺點(diǎn)：措施費(fèi)用相對增加較大。

通過分析，結(jié)合施工進(jìn)度要求、高強(qiáng)錨栓工藝特殊要求，采用方案二。

3.2安裝方案選擇

3.2.1方案一：原位散裝

提前將高強(qiáng)錨栓支架在錨栓位置現(xiàn)行進(jìn)行固定，然后利用塔吊及施工機(jī)械將高強(qiáng)錨栓單根進(jìn)行插入，考慮施工進(jìn)度需要，現(xiàn)場安排汽車吊下基坑板面進(jìn)行輔助作業(yè)，根據(jù)施工進(jìn)度需要，至少安排三臺(tái)汽車吊才可滿足施工需要。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：有類似施工經(jīng)驗(yàn)，施工相對簡單。

（2）缺點(diǎn)：施工周期長，交叉作業(yè)多，施工協(xié)調(diào)難度大，且現(xiàn)場不可控因素太多。

3.2.2方案二：整體拼裝、分片安裝

在施工場地外側(cè)安排預(yù)拼裝場地，將高強(qiáng)錨栓分區(qū)分片進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝完成后，整體吊裝就位。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：拼裝時(shí)可選用汽車吊進(jìn)行拼裝，避免塔吊作業(yè)的緊張，同時(shí)不占用筏板施工場地，減小施工協(xié)調(diào)難度。

（2）缺點(diǎn)：精度要求高，增加措施費(fèi)用。

綜合考慮施工進(jìn)度要求，施工精度要求，從確保履約為前提，采用方案二。

3.3穿孔率控制方案選擇

3.3.1方案一：與底板整體安裝

將柱底板單獨(dú)摘出與高強(qiáng)錨栓一起安裝，混凝土澆筑完成后，將柱身與底板在現(xiàn)場進(jìn)行焊接。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：可確保穿孔率100%。

（2）缺點(diǎn)：現(xiàn)場焊接量大，焊接質(zhì)量不可控，焊接變形大。

3.3.2方案二：與首節(jié)柱整體安裝

在方案1的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，將首節(jié)柱直接與高強(qiáng)錨栓安裝在一起，首節(jié)巨柱及高強(qiáng)錨栓單塊重200t。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：確保穿孔率，現(xiàn)場焊接量也不大。

（2）缺點(diǎn)：需增加大量的安裝措施固定錨栓及鋼柱，安全風(fēng)險(xiǎn)極大。

3.3.3方案三：按實(shí)測后開孔

加強(qiáng)柱腳錨栓的整體定位，混凝土澆筑完成后，將高強(qiáng)錨栓的實(shí)測數(shù)據(jù)反饋至加工廠，加工廠按照高強(qiáng)錨栓的實(shí)際測量數(shù)據(jù)開設(shè)柱底板的孔。

該方案：

（1）優(yōu)點(diǎn)：確保穿孔率，現(xiàn)場焊接量不增加，也不增加措施材料投入。

（2）缺點(diǎn)：首節(jié)柱加工緊張。

通過對工期、質(zhì)量要求、履約保證及首節(jié)柱安裝要求等綜合分許，采用方案三。

3.4施工方案的最終確定

將高強(qiáng)錨栓的定位板移動(dòng)至上下端部，定位板開孔按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)在加工廠進(jìn)行開孔，安裝支架在地面進(jìn)行整體組裝焊接，將高強(qiáng)度錨栓在地面與支架進(jìn)行整體拼裝固定，中間采用U型卡進(jìn)行輔助定位，地面預(yù)拼裝后分片整體進(jìn)行安裝，整體校正，確保高強(qiáng)錨栓分區(qū)整體安裝精度，然后對高強(qiáng)錨栓進(jìn)行單根抽檢，確保精度。混凝土澆筑完成后將高強(qiáng)錨栓的實(shí)際測量數(shù)據(jù)反饋至加工廠，加工廠按照實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行柱底板開孔。

4. 方案實(shí)施

4.1 安裝支架制作

安裝支架主要由立柱、斜撐、橫撐、上下定位板組成，在地面進(jìn)行拼裝組焊。支架主體、斜撐與下定位板將與高強(qiáng)錨栓一起整體澆筑至混凝土內(nèi)，故均采用焊接連接，上定位板在混凝土澆筑完成后可拆除回收，上部定位板與立柱可采用立柱穿定位板，采用銷軸固定的方式，也可以直接焊接固定，后期切除。上下定位板按照設(shè)計(jì)的高強(qiáng)錨桿位置進(jìn)行開孔，開孔孔徑為高強(qiáng)錨栓錨桿直徑+2mm，以確保高強(qiáng)錨栓穿孔及精確定位。

4.2 高強(qiáng)錨栓安裝

支架制作完成后，在地面進(jìn)行高強(qiáng)錨桿安裝工作。

上下端固定方式，高強(qiáng)錨栓每端配置兩個(gè)螺母，將兩顆螺母置于定位板上下兩端，可調(diào)節(jié)與緊固，避免焊接。

高強(qiáng)錨栓長度達(dá)7m，中間必須加設(shè)橫撐，橫撐采用槽鋼制作（側(cè)向安裝），在高強(qiáng)錨桿相鄰位置開孔，通過U型卡將高強(qiáng)錨栓與橫撐固定。

圖5 ?高強(qiáng)錨桿地面拼裝

圖6 ?錨栓支架整體安裝

4.3 整體安裝

高強(qiáng)錨栓在支架安裝完成后，將高強(qiáng)錨栓與支架利用塔吊整體吊裝至預(yù)定區(qū)域進(jìn)行安裝，安裝時(shí)斜撐與底板鋼筋進(jìn)行有效固定，由于底板抗震鋼筋不允許焊接，斜撐底板采用U型卡與基礎(chǔ)底板鋼筋固定。

4.4 整體校正

提前在支架上設(shè)置控制點(diǎn)，對整個(gè)支架進(jìn)行整體測量校正，由于定位板開孔直徑為d+2mm，可以確保高強(qiáng)錨栓的精度，加快施工速度。同時(shí)在后續(xù)混凝土澆筑過程中能有效的進(jìn)行錨栓的空間位置復(fù)核。

4.5 驗(yàn)收

及地腳錨栓安裝完成后，通過高精度全站儀對支架的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，整體校正，然后抽檢地腳錨栓的空間坐標(biāo)，復(fù)核完成，由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、總包單位、施工單位聯(lián)合驗(yàn)收。

圖7 ?各參加單位聯(lián)合驗(yàn)收

4.6 巨柱安裝

混凝土澆筑完成后，及時(shí)對錨栓進(jìn)行復(fù)測，將高強(qiáng)錨栓的實(shí)測空間坐標(biāo)按反饋至加工廠，加工廠根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行柱底板開設(shè)。經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)際安裝檢驗(yàn)，現(xiàn)場未出現(xiàn)柱底擴(kuò)孔情況，現(xiàn)場實(shí)際安裝穿孔率100%，安裝精度得到保證。

圖8 ?巨柱安裝

圖9 ?巨柱安裝

圖10 ?巨柱安裝

5. 總結(jié)

春之眼商業(yè)中心項(xiàng)目是云貴高原多頻地震帶的第一高樓，項(xiàng)目使用為超長超高強(qiáng)度錨栓群是國內(nèi)地腳錨栓使用強(qiáng)度最高、長度最長，使用最集中的地腳錨栓群，具有材質(zhì)、工藝特殊，工期緊張，現(xiàn)場施工環(huán)境受限的工程特點(diǎn)，經(jīng)過現(xiàn)場的各種施工方案的綜合分析評比，最終確定了以上施工方法。該方法的實(shí)施滿足了項(xiàng)目提出的各項(xiàng)要求，節(jié)約施工工期，嚴(yán)格控制了安裝的精度。同時(shí)希望本工程超長超高強(qiáng)度的地腳錨栓群施工技術(shù)運(yùn)用，能為類似工程的施工提供參考和借鑒。

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（作者單位：中建二局安裝工程有限公司）

【中圖分類號(hào)】TU606

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2019）11-0059-03