鋼支座預(yù)埋件預(yù)埋精度和澆筑質(zhì)量的控制

楊大偉，賈福興（上海市建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司， 上海 200080）

0 引 言

在大型公建項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程的底部和承重柱的柱頂面，都有作為鋼結(jié)構(gòu)支承荷載的受力支座和設(shè)計(jì)要求的預(yù)埋板、錨栓等重要構(gòu)配件，其預(yù)埋安裝時(shí)的軸線位形偏差及標(biāo)高精度等施工的質(zhì)量控制，是保證整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝工程質(zhì)量的首要條件。在大量工程實(shí)踐中可以看到，有的工程在這方面做得比較好，完全能滿足設(shè)計(jì)要求而毫無隱患；但也有不少工程在一開始的設(shè)計(jì)、制作、施工措施和管理等一系列過程中就做得比較差勁。故筆者認(rèn)為：一個(gè)工程的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件的預(yù)埋施工質(zhì)量優(yōu)劣，固然與施工單位的管理能力和技術(shù)實(shí)力強(qiáng)弱有關(guān)，但也與各參建方對此的重視程度、安排順序、施工方法以及質(zhì)檢管控人員對工程中的跟蹤控制等有很大的關(guān)系。

1 工程中常見錯(cuò)誤及造成偏差原因分析和防范措施

對于預(yù)埋件的支承面和錨栓位置的允許偏差，在GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）里，有著明確的尺寸允許誤差和控制范圍的要求，如對于單層、多高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程，其支承面的標(biāo)高誤差為＋3 mm、水平度誤差為L/1 000（L為板邊長）、平面位置偏差為20 mm、地腳螺栓中心偏移不能大于5 mm等。對于多層高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程，《標(biāo)準(zhǔn)》中給出的限值尺寸更為嚴(yán)格，如對建筑物基礎(chǔ)上柱的定位軸線允許偏差僅為1 mm等。對于鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工程，其支承面頂板和支承錨栓位置的允許偏差要求，可詳見《標(biāo)準(zhǔn)》中“11.3 鋼網(wǎng)架、鋼殼結(jié)構(gòu)安裝”中的允許偏差內(nèi)容。

1.1 造成偏差原因

可能造成基礎(chǔ)或柱的定位軸線、預(yù)埋件支承面和錨栓超差的因素，主要如下。

（1）有些圖紙尺寸未明確直接標(biāo)注，需通過其他相鄰尺寸關(guān)系進(jìn)行推算才能得出，未經(jīng)仔細(xì)分析和推算從而出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

（2）測量用的鋼尺、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等未經(jīng)嚴(yán)格校核，精度不夠。

（3）測量基準(zhǔn)控制網(wǎng)、測量放線過程及基準(zhǔn)標(biāo)高引測時(shí)存在累積誤差。

（4）鋼筋綁扎時(shí)與預(yù)埋件錨固筋、固定支架相碰，被擅自處理而發(fā)生了位移。

（5）模板或鋼支架支設(shè)不牢固。

（6）混凝土澆筑下料時(shí)，不注意對稱下料和分層振搗，使預(yù)埋件或固定預(yù)埋件的鋼支架受到偏心擠壓，發(fā)生傾斜位移。

（7）澆混凝土?xí)r模板或支架受到強(qiáng)力撞擊或側(cè)向力擠壓。

（8）大型預(yù)埋件的豎向固定鋼支架截面過于細(xì)小，未做驗(yàn)算，剛度不夠，混凝土澆筑時(shí)發(fā)生下沉，標(biāo)高就發(fā)生了變化。

（9）在混凝土初凝過程中，未對預(yù)埋件或錨栓進(jìn)行跟進(jìn)復(fù)測，對有超差情況的未及時(shí)糾偏。

1.2 應(yīng)對措施

通過對導(dǎo)致預(yù)埋件、錨栓等發(fā)生超差情況的主要因素分析，筆者提出了以下應(yīng)對措施。

（1）仔細(xì)讀圖，弄清楚預(yù)埋件中心線或錨栓位置與主次軸線之間的相互關(guān)系和尺寸要求，如圖中存在未表達(dá)清楚或尺寸推算有誤的問題，應(yīng)及時(shí)組織有關(guān)參建方與設(shè)計(jì)院聯(lián)系，經(jīng)其重新復(fù)核確認(rèn)后再施工。

（2）對基礎(chǔ)軸線、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線的測量控制網(wǎng)應(yīng)經(jīng)多次測設(shè)、務(wù)必正確；使用的鋼尺、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀等應(yīng)作調(diào)校、或送計(jì)量部門檢測校核，以免在使用過程中產(chǎn)生累積誤差。

（3）模板支設(shè)應(yīng)牢固，對大型預(yù)埋件，復(fù)雜支座節(jié)點(diǎn)部位的支模、綁扎鋼筋澆筑混凝土和二次灌漿等施工工序、應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案，并做好交底工作。

（4）對特別重要部位的大預(yù)埋鋼板和受力鋼支座，應(yīng)根據(jù)不同的預(yù)埋精度和控制要求，盡可能采取埋入式的鋼支承套架限位方式，且套架的根部必須直接承插到混凝土澆筑部位的基底，以防下沉。

（5）要求施工項(xiàng)目部做好對施工班組人員的專項(xiàng)交底，并選派有經(jīng)驗(yàn)有責(zé)任心的混凝土振搗老師傅負(fù)責(zé)這一塊工作；下料時(shí)做到分層對稱施作，當(dāng)澆筑至錨板下錨筋全長的三分之一時(shí)，要進(jìn)行復(fù)測，如有偏斜現(xiàn)象，要糾正后再澆筑。

（6）根據(jù)目前的通行做法，對大項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程中批量要求高的預(yù)埋件和錨栓，均已由專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)承包商派員負(fù)責(zé)配合預(yù)埋固定，再在澆筑前經(jīng)雙方復(fù)測確認(rèn)，監(jiān)理工程師對此也應(yīng)認(rèn)真參與復(fù)核檢查，并做好過程督促和旁站工作。

2 對某些工程中設(shè)計(jì)要求及做法之商榷

筆者發(fā)現(xiàn)，在一些大型工程中對預(yù)埋板和錨栓的設(shè)計(jì)上，存在著一些值得商榷之處。如：某體育場工程中用于支承鋼梁端部的鋼筋混凝土柱頂?shù)念A(yù)埋板平面尺寸均不大，有的柱頂預(yù)埋板平面尺寸僅460 mm×300 mm，但設(shè)計(jì)上仍要求其預(yù)埋板下面要預(yù)留50 mm的空隙，再用二次灌漿的方法施作，而且還必須攀登上早已拆除了支架的每個(gè)獨(dú)立柱的柱頂部位。筆者認(rèn)為，這種設(shè)計(jì)在施工上既麻煩費(fèi)勁又難以保證質(zhì)量，實(shí)不可取。又如：某新建中學(xué)體育館工程的鋼網(wǎng)架四個(gè)側(cè)邊的預(yù)埋鋼板，平面尺寸僅為350 mm×350 mm×30 mm，設(shè)計(jì)上也是要求用二次灌漿方法施工。根據(jù)JGJ 7—2010《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.9.6中內(nèi)容和圖示，對于受反力較大，受溫度影響較大，有一定水平位移因素和抗震要求的大、中跨度網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，是不應(yīng)該二次灌漿的，完全可以按圖中的橡膠板式支座節(jié)點(diǎn)做法，用一次性澆筑到位的方法來完成的。

為了說明和反證這類問題，試列舉與此相對應(yīng)且預(yù)埋板平面尺寸更大的成功例子。在筆者監(jiān)理過的紹興市奧體會(huì)展中心和紹興柯橋體育中心兩大項(xiàng)目中，典型的預(yù)埋鋼板平面尺寸分別為1 050 mm×1 050 mm×35 mm 和4 200 mm× 1 000 mm×60 mm，鋼板下還焊有工字鋼抗剪鍵，但在施工中通過對其一系列預(yù)埋安裝、測量、復(fù)測交接及澆筑混凝土過程中的旁站等嚴(yán)格管控，最后的預(yù)埋件施工質(zhì)量為混凝土澆筑振搗密實(shí)，無麻面空鼓缺陷，預(yù)埋板水平位移和標(biāo)高偏差均滿足設(shè)計(jì)和安裝要求。2009年施工的深圳大運(yùn)中心6萬人體育場和2013年施工的杭州奧體中心8萬人體育場，其外周一圈所有的大型預(yù)埋件和焊裝多肢管節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜支座，由于各參建方的足夠重視，在施工過程中加強(qiáng)管控，一氣呵成，沒有一處需要返工修補(bǔ)的質(zhì)量缺陷。

筆者總結(jié)出這幾個(gè)工程的成功做法：一是對大型支座預(yù)埋件固定時(shí)，沒有采用二次灌漿做法，而都是采用埋入式澆筑固定；二是對于設(shè)計(jì)要求有柱頂預(yù)埋件澆筑固定的，可以采用分次施工法，即先把柱身部位澆筑到離埋板錨筋底部100 mm～200 mm處，然后從該段支模到預(yù)埋板頂面標(biāo)高齊平，再對該段柱身用一次性澆到位的方法完成。如果是預(yù)埋板平面尺寸與柱截面尺寸相同的，則采用側(cè)邊加裝灌料斜抽屜口的方法，且利用板面中部設(shè)計(jì)上允許開的φ800 mm～φ100 mm的灌漿孔方式來精心施工收剎完成。

因此，對于各種不同結(jié)構(gòu)和預(yù)埋要求的鋼結(jié)構(gòu)工程，我們可以結(jié)合以往實(shí)踐案例和取得的成功經(jīng)驗(yàn)，大膽向設(shè)計(jì)和施工單位等有關(guān)各方提出自己的一些建議，盡量少用難以操作施工、難以保持質(zhì)量的“二次灌漿”做法。

為此事，筆者曾征詢過數(shù)家國內(nèi)著名設(shè)計(jì)院的相關(guān)專家，他們的觀點(diǎn)基本和筆者一致，即盡量少用“二次灌漿”做法。

3 二次灌漿的質(zhì)量控制

對于設(shè)計(jì)上確實(shí)要進(jìn)行二次灌漿施工的，至少應(yīng)按如下思路和順序操作。

（1）應(yīng)提前督促施工方根據(jù)GB/T 50448－2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》并結(jié)合設(shè)計(jì)要求編制專項(xiàng)施工方案，對灌漿材料必須進(jìn)行見證取樣復(fù)試，復(fù)試合格后方可使用。

（2）對已可靠固定到位的預(yù)埋件或鋼柱底板下，在施工之前，需對灌漿部位進(jìn)行認(rèn)真清理，鑿除表面松動(dòng)外露的碎石、浮漿等污物、沖洗濕潤基層表面，灌漿前不得有積水，四周模板支設(shè)要嚴(yán)密牢固，不漲模漏漿。對于平面尺寸較小的預(yù)埋板或鋼柱底板，塞灌操作也可以使用鋼棒、木棍等工具手工插搗，灌塞時(shí)先從一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行，以對側(cè)方向溢出漿料為止，不得同時(shí)兩邊向中間灌塞，否則，易形成中間部位“空腔”的質(zhì)量缺陷。灌漿施工力求連續(xù)，不得中斷，漿料灌實(shí)后還得對四周外露部分分次抹壓壓實(shí)。

（3）對于平面尺寸比較大的預(yù)埋板、鋼柱或型鋼柱底板下有錨筋、密集綁扎鋼筋的預(yù)埋部位，應(yīng)優(yōu)先采用壓力式注漿機(jī)進(jìn)行灌漿，以確保該部位的施工質(zhì)量。

（4）對灌漿到位后的預(yù)埋板外露部分應(yīng)及時(shí)加蓋薄膜，做好保濕養(yǎng)護(hù)，并按規(guī)定留置好灌漿料的強(qiáng)度試塊。

在工程實(shí)踐中還應(yīng)注意，有些施工單位在對此的管理上往往不重視，未落到實(shí)處，監(jiān)管脫節(jié)，也是造成預(yù)埋件做不到符合設(shè)計(jì)要求的主要原因，且施工前不做專門交底，認(rèn)為二次灌漿是沒啥技術(shù)含量誰都能干的普通活，放任自流，待出現(xiàn)問題后，“木已成舟”，極大地影響了鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，再去事后控制又成“馬后炮”了，施工質(zhì)量不能完全滿足設(shè)計(jì)要求的承載力，被打了折扣，甚至因下道工序被隱蔽了而變成說不清、看不到的不放心工程。

4 對預(yù)埋件、錨栓偏位質(zhì)量缺陷的糾偏處理方法

一旦出現(xiàn)了預(yù)埋件和錨栓預(yù)埋質(zhì)量偏差等的質(zhì)量問題，或嚴(yán)重到不能安裝，影響結(jié)構(gòu)受力情況時(shí)，首先要防止有些施工方采取不規(guī)范，也達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的方法擅自處理情況，常見有采用隨便割斷，氣割擴(kuò)孔，板面上重焊，以及對預(yù)埋板下空隙空鼓處胡亂地用水泥漿，甚至是砌筑砂漿隨便塞灌抹涂隱蔽的方法。凡用這些“處理方法”來“整改”的結(jié)果是，問題非但沒有得到解決，反而給隱蔽了，并給后續(xù)的安裝質(zhì)量埋下了隱患，危害極大。

因此，對預(yù)埋件、錨栓偏位的質(zhì)量缺陷，應(yīng)做好以下糾偏處理。

（1）鋼結(jié)構(gòu)安裝前，監(jiān)理方應(yīng)督促和會(huì)同總承包施工單位及鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包商，對所有受力支座的預(yù)埋件和錨栓進(jìn)行認(rèn)真檢查，按設(shè)計(jì)要求的軸線、標(biāo)高等進(jìn)行全面復(fù)測，并形成記錄；對于有偏位或嚴(yán)重影響到安裝和施工質(zhì)量的情況，應(yīng)繪出有超差數(shù)據(jù)的“實(shí)測預(yù)埋件、錨栓偏位差平面位置圖”，叫施工方技術(shù)部門擬出可行的整改處理方案，報(bào)設(shè)計(jì)院驗(yàn)算確認(rèn)后實(shí)施；

（2）應(yīng)對主要受力部位的支座預(yù)埋板，尤其是平面尺寸較大的預(yù)埋板下部及周邊混凝土澆筑質(zhì)量外觀進(jìn)行檢查和敲擊試驗(yàn)（包括混凝土強(qiáng)度回彈法），看看是否有空鼓不實(shí)，或鋼板底下是否存在干縮空隙的質(zhì)量缺陷。

（3）對于預(yù)埋板偏位導(dǎo)致支座或支座的過渡鋼板不能正確安裝，或按設(shè)計(jì)要求的支座部位焊縫無法以四個(gè)邊進(jìn)行圍焊的，建議用與預(yù)埋板相同材質(zhì)和厚度的鋼板與之拼接。拼接焊縫處應(yīng)打好坡口，焊縫質(zhì)量做到全熔透等強(qiáng)要求，對拼接補(bǔ)上去的鋼板底部也應(yīng)用后置錨筋的辦法進(jìn)行開孔生根塞焊。

（4）對于預(yù)埋板和錨栓完全偏離了設(shè)計(jì)要求根本無法安裝的，建議采用化學(xué)錨栓植筋法、其錨栓直徑規(guī)格、錨筋植入鋼筋混凝土的深度和數(shù)量，應(yīng)叫設(shè)計(jì)確認(rèn)，并按規(guī)定做拉拔力試驗(yàn)。

（5）對于無預(yù)埋鋼板僅是用錨栓固定的，因個(gè)別偏位，導(dǎo)致不能全部與鋼支座底板固定孔穿入的，建議可對偏位的錨栓，鑿除其根部的混凝土，一般深至150 mm～200 mm，再采用適當(dāng)加熱矯正處理的糾偏辦法；對于錨栓螺紋外露過短過長無法用雙螺母緊固情況的，建議截去原螺紋部位，再用相同規(guī)格錨栓在根部以雙根或三根幫條焊法接長處理等等，但對于無論何種質(zhì)量缺陷情況，應(yīng)先有經(jīng)審批認(rèn)可的整改處理方案，實(shí)施后再進(jìn)行復(fù)查檢驗(yàn)，使之符合施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語

總而言之，對大型鋼結(jié)構(gòu)工程中的預(yù)埋件、錨栓的預(yù)埋精度和澆搗質(zhì)量問題，以及偏位缺陷的整改處理工作，不能掉以輕心、放任施作。監(jiān)管人員一定要在其一系列過程中多加關(guān)注，嚴(yán)格控制。這關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)是否完全符合設(shè)計(jì)要求、是否真正做到無質(zhì)量隱患，鋼結(jié)構(gòu)工程是否讓人感到是一個(gè)優(yōu)質(zhì)放心工程。