杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度控制技術(shù)

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030027)

引言

鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕、構(gòu)件截面小、有效空間大、抗震性能好、施工速度快、用工少、綜合效益優(yōu)于同類(lèi)混凝土結(jié)構(gòu)建筑，已廣泛應(yīng)用于廠房、倉(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、旅游建筑等領(lǐng)域。鋼柱基礎(chǔ)的安裝是鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量的關(guān)鍵，特別是對(duì)于高層鋼結(jié)構(gòu)建筑和聯(lián)跨鋼結(jié)構(gòu)建筑，其鋼柱基礎(chǔ)的施工難度更大、精度要求更高。

1 工程概況

太重榆液項(xiàng)目位于晉中市榆次工業(yè)園區(qū)內(nèi)，是太重集團(tuán)榆次液壓工業(yè)有限公司高性能液壓產(chǎn)品自主化產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)項(xiàng)目，為山西省重點(diǎn)項(xiàng)目。系統(tǒng)裝置廠房為八聯(lián)跨鋼結(jié)構(gòu)廠房，長(zhǎng)為354 m，寬為177 m，高為16.6 m，一期工程生產(chǎn)車(chē)間共安裝168根鋼柱，鋼柱采用H型鋼，屬于單節(jié)柱，鋼柱高度有12 m、14 m、16 m等，翼緣板截面尺寸有400 mm、550 mm、750 mm等，鋼構(gòu)件質(zhì)量達(dá)2 300 t。廠房基礎(chǔ)為獨(dú)立杯形基礎(chǔ)，采取插入式方法安裝，因此對(duì)鋼柱安裝精度提出了嚴(yán)格的要求，同時(shí)工期短，高精度的安裝杯型基礎(chǔ)鋼柱，是該工程的一大重點(diǎn)，也是一大難點(diǎn)。

2 項(xiàng)目特點(diǎn)及難點(diǎn)分析

2.1 項(xiàng)目特點(diǎn)

該廠房為八聯(lián)跨鋼結(jié)構(gòu)廠房，対鋼柱安裝精度要求較高。該鋼結(jié)構(gòu)廠房軸線(xiàn)由23-43軸，A-J軸交叉組成，共需安裝168根鋼柱，鋼柱基礎(chǔ)全部采用獨(dú)立杯型基礎(chǔ)。鋼結(jié)構(gòu)鋼柱的精度控制是該工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如控制不利將直接導(dǎo)致鋼梁安裝不到位，致使整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)廠房的框架產(chǎn)生不規(guī)則扭曲，影響工程結(jié)構(gòu)安全。另外，施工現(xiàn)場(chǎng)處于空曠的郊區(qū)，安裝時(shí)已進(jìn)入冬季，環(huán)境對(duì)鋼柱安裝會(huì)造成一定的影響。

2.2 施工難點(diǎn)

針對(duì)廠房已安裝區(qū)域的鋼柱共實(shí)測(cè)352個(gè)點(diǎn)，施工方對(duì)規(guī)范中要求實(shí)測(cè)的項(xiàng)目逐一檢測(cè)，僅有89%的鋼柱符合安裝精度要求，不合格鋼柱點(diǎn)的主要問(wèn)題是柱軸線(xiàn)垂直度(單節(jié)柱)、柱腳底座中心線(xiàn)對(duì)定位軸線(xiàn)的偏移、柱基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高、鋼柱平面彎曲矢高等與工程要求偏離較大，具體見(jiàn)表1。

表1 鋼柱安裝精度情況

根據(jù)鋼柱安裝精度存在問(wèn)題情況，鋼柱安裝精度問(wèn)題排列如圖1所示。

圖1 鋼柱安裝精度問(wèn)題排列

2.3 原因分析

根據(jù)鋼柱安裝精度排列圖采用頭腦風(fēng)暴法，繪制因果關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行分析，共得到12個(gè)末端因素，如圖2所示。

圖2 鋼柱安裝精度因果關(guān)系圖

分別對(duì)12個(gè)末端因素進(jìn)行要因確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)測(cè)量控制點(diǎn)選擇不當(dāng)、技術(shù)交底不夠完善、堆放產(chǎn)生變形、卡具不合適等4個(gè)因素是影響杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度的主要原因，具體見(jiàn)表2。

3 對(duì)策制定

針對(duì)施工難點(diǎn)及確定的要因分析并制定相應(yīng)對(duì)策，具體見(jiàn)表3。

4 杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度控制技術(shù)

4.1 選擇正確且合適的點(diǎn)進(jìn)行控制

采用控制鋼柱中心線(xiàn)的垂直度來(lái)控制鋼柱的垂直度，消除柱邊不平整引起的鋼柱垂直度偏差，保證其安裝精度及偏差范圍在H/1 000與25 mm之內(nèi)，符合規(guī)范要求。

表2 鋼柱安裝精度要因確認(rèn)

表3 杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝對(duì)策

4.2 完善技術(shù)交底

(1)用汽吊將鋼柱栽入杯口后用攬風(fēng)繩進(jìn)行初步的調(diào)直固定。

(2)將柱軸線(xiàn)與杯口上所畫(huà)的軸線(xiàn)對(duì)齊后，用一組千斤頂配合卡具改為用兩組千斤頂配合卡具，進(jìn)行粗調(diào)，避免因一組器具調(diào)整而使鋼柱產(chǎn)生偏扭而造成返工。

(3)粗調(diào)完成且標(biāo)高驗(yàn)收后，再對(duì)鋼柱垂直度進(jìn)行精調(diào)，新增了墊片及墊片規(guī)格，使墊片尺寸多樣化，也提高了鋼柱安裝的精度。

(4)采取完善后的技術(shù)交底，再次對(duì)鋼柱進(jìn)行檢查，實(shí)測(cè)352個(gè)點(diǎn)，有334個(gè)點(diǎn)合格，合格率達(dá)95%，說(shuō)明該技術(shù)交底是切實(shí)有效的。

4.3 避免鋼柱因堆放而產(chǎn)生變形

堆放場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)、無(wú)積水；鋼柱都帶牛腿，必須用方木墊高堆放，避免牛腿與地面接觸，防止構(gòu)件變形。

4.4 對(duì)卡具進(jìn)行改進(jìn)

根據(jù)鋼柱翼緣板的尺寸重新制作卡具，要求卡口與翼緣板咬合緊密，避免因?yàn)榭谂c翼緣板不匹配而造成調(diào)直過(guò)程中的偏差；卡具要求滿(mǎn)足短口和長(zhǎng)口兩種規(guī)格，以從垂直兩個(gè)方向配合調(diào)直鋼柱的方法。通過(guò)對(duì)卡具進(jìn)行改進(jìn)后使卡具卡口與翼緣板咬合緊密，符合率100%。

5 檢測(cè)結(jié)果與效益分析

5.1 檢測(cè)結(jié)果

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房整改后完成區(qū)域的鋼柱進(jìn)行檢查，共實(shí)測(cè)352個(gè)點(diǎn)，合格率100%，表明杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度控制技術(shù)是切實(shí)有效的。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

采用改進(jìn)后的施工工藝，工期提前10 d完成，減少返工時(shí)間約5 d。據(jù)測(cè)算，該項(xiàng)目采用杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度控制技術(shù)累計(jì)節(jié)約5.65萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

輕鋼結(jié)構(gòu)施工常見(jiàn)的問(wèn)題是基礎(chǔ)安裝精度不高的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)杯型基礎(chǔ)鋼柱精準(zhǔn)安裝，繪制因果關(guān)聯(lián)圖，綜合分析多種影響因素，總結(jié)出切實(shí)可行的施工控制技術(shù)，較好解決了杯型基礎(chǔ)鋼柱安裝精度不高的問(wèn)題，提高了施工質(zhì)量，避免了工程返工，節(jié)約了施工工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。