钢结构柱脚螺栓预埋安装工艺

陈允智

近年来，随着经济社会不断深入发展，工业厂房越来越多的采用钢结构建筑。在钢结构建筑中，主体结构与基础连接方式主要有：预埋螺栓连接和插入式杯口连接，在一般钢结构中常用连接方式主要采用预埋螺栓连接。预埋螺栓的质量关系到整体钢结构安装质量。如果预埋螺栓变差过大，严重会造成爆破基础重做的后果。为此，我公司一些项目经过摸索，总结出一套安装钢结构柱脚螺栓施工工艺，经过几个项目实施，很大程度的提高了工程施工质量和施工效率，达到较好应用效果。

1、特点：

该工艺施工的关键在于控制每一个基础预埋螺栓顶标高及螺栓与轴线相对位置，这对螺栓预埋安装要求比较严格。

2、适用范围：

本工艺适用于钢结构建筑柱脚螺栓预埋安装，类似的一些设备基础螺栓预埋安装。

3、工艺原理：

固定及支撑每一个基础柱脚螺栓组的铁板和支撑的钢筋要具有一定的钢度和强度。可保证在安装时，受到施工荷载时不变形，支撑用的钢筋在受浇筑砼和振动器振捣时不变形，确保基础的每一根螺栓与轴线的相对位置及标高不变。

4、施工准备：

（1）当基础开始施工，预埋螺栓即可进场，在进场前对预埋螺栓的原材料质量及外观进行检查验收。

（2）准备≥Φ16钢筋及Φ3.2E40**型焊条，以备螺栓组装及安装焊接使用。≥Φ16可用具有适合长度的废钢筋头。

（3）测量工具：2S级以上光学经纬仪两台，水准仪一台，5m钢卷尺，水平尺一把，线锤一个。

（4）每种规格柱脚螺栓需要制一套模具，一套模具由三块≥5mm厚的铁板（称为母板），每块母板要在机床切割加工，螺栓孔要机床数控钻孔，孔径要比螺栓孔大0.5～1mm为准，孔边距离母板外边缘≥50mm，母板上用数控机械刻画出螺栓孔中心线和轴线，要求刻画线的深度、宽度为0.3mm。

（5）准备一台交流或直流电焊机。

（6）根据柱脚螺栓高度，用工地≥Φ18废钢筋头焊制两个简易马凳。

（7）每个柱脚螺栓组的每根螺栓准备两个螺母，安装完毕拆走。 （8）熟悉图纸，应仔细地阅读施工图纸中预埋螺栓平面布置图和基础详图，掌握每一个柱的预埋螺栓布置、规格及相应各尺寸关系，设计出每个基础螺栓组母板模具加工图纸。

（9）在浇筑基础垫层砼时，根据柱脚螺栓的位置、高度，呈45°放射状的位置预埋≥Φ16钢筋头，露出砼面80～150mm左右，以作焊固螺栓用。

（10）持电焊弧焊工证的焊工。 5、工艺流程和操作要点： （1）工艺流程：

制作螺栓骨架→测量放线、验线→检查螺栓骨架几何尺寸→对应基础类型，选定母板→安装预埋螺栓及校正→焊接固定→浇筑基础砼时跟踪检测（如在浇筑砼时有移位现象在砼终凝前校正）。

（2）操作要点：

①每种基础类型螺栓，取先制作好的三块钢板母板中两块。间距350mm左右将两块母板水平、重叠、轴线、孔中心线对应重合，焊固成一个整体形成模具。使两块母板对应的孔在同一垂线上。

②将螺栓倒插入模具中并固定（用螺母上下各一个夹住拧紧母板）最后用钢筋连接焊成骨架，这样可以保证同一基础内螺栓的相对位置、垂直度统一不变。

③测量放线、验线，对原来测量好的轴线控制网进行重新检查，确认无误码进行二次测量放线，将基础的轴线定位点放出来固定好。以便测量仪器测量定位用，重新对标高、控制点进行复核，报有关部门进行复核，合格后方可进行下一道工序施工。

④检查螺栓骨架几何尺寸，对制作好的螺栓骨架进行复核，看骨架的几何尺寸及螺栓长度是否正确。

⑤根据要安装的基础类型，选择好对应的母板。

⑥安装预埋螺栓螺栓及校正：把对应母板安装在柱脚螺栓上，每根螺栓上下各一个螺母拧紧夹住母板。螺栓头距母板距离根据安装高度调

节，但必须是同一定数的距离；用先焊制好的简易马凳把要埋设的螺栓组，根据原先的基础垫层上预埋的钢筋头及安装高度进行粗定位；在纵横两根轴线各架一台经纬仪，在离安装现场较近且方便地方架设一台水准仪，经纬仪校对轴线与母板上刻画的轴线对应重合，用三台仪器同时对预埋螺栓进行校对；经过反复校对检查，确认预埋螺栓的轴线及标高无误后，用水平尺检查母板的水平度，用线锤检查螺栓的垂直度，均正确后用钢筋把预埋螺栓与原先已预埋在垫层上钢筋呈45°～60°角连接焊固。并与基础底板钢筋网焊接成整体，以保证满足浇筑砼时受力的刚度和强度。

⑦浇筑基础砼时跟踪检测：在浇筑砼时要注意砼要从两边对向浇筑，机具不能碰到预埋螺栓及连接焊固的钢筋，以免预埋螺栓产生位移。在浇筑砼时，套上母板固定好，用经纬仪和水平仪同时进行检测，如发现有位移现象要及时进行校正处理，保证砼终凝成型后预埋螺栓的位置、标高准确无误。

6、质量标准：

主控项目，预埋螺栓轴线位置、标高、螺栓的垂直度。

一般项目，基础顶面平整度、螺栓露出砼面长度、螺栓螺纹长度。

表1 预埋螺栓埋设允许偏差表 项目 标高 支承面 垂直度 地脚螺栓 螺栓中心偏移 2.0（单层） 螺栓（锚栓）露出长度 +20.0；0.0 1/1000 4.0（单层） 允许偏差（mm） +3.0 螺纹长度 +20.0；0.0 7、成品保护：

（1）螺栓加工好后，在运输过程中药注意轻拿轻放，不能碰撞丝芽部分。

（2）运到现场后要存放在室内，并用枕木垫好不能淋雨或受潮，不能接触有腐蚀性的物品，以防锈蚀。

（3）堆放高度不能过大，以免倒塌，造成丝芽部分损伤。 （4）焊固好螺栓要及时进行整理，并在丝芽部分涂上黄油，用塑料薄膜包扎保护，浇筑砼时用塑料管套上螺栓保护，以免螺栓损伤和锈蚀。

8、应注意质量问题：

（1）选择母板钢板时，一定要选择国标的材料，保证钻孔和施焊中无变形。

（2）在安装焊接时，应根据稳固情况进行适当加焊钢筋来支持，确保足够的强度和刚度。

（3）安装螺栓焊固前，必须是在轴线、标高、母板的水平度、螺栓的垂直度同时准确无误后，方可进行焊固作业。

（4）安装柱脚问题及解决措施：

①预埋件（锚栓）问题现象：整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。

措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前，必须复核相关尺寸及固定牢固。

②锚栓不垂直现象：框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。

措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。

③锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接，部分未露2～3个丝扣的锚栓。

措施：应采取焊接锚杆与螺帽；在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能，应补测基础沉降观测资料。

9、效果分析：

（1）采用此工法施工，柱脚螺栓安装质量得到有效控制，合格率达100%。吊装上部结构时无一错位。

（2）在吊装柱时，拆下螺栓的保护膜即可，免除以往用钢丝刷除锈上油的工序。

（3）采用此工法施工，合格率高达100%，比采用其他的工法施工避免了返工的风险，会取得良好的经济效益和社会效益。

10、应用实例：

（1）中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司一期联合厂房，采用此工法埋设柱脚螺栓，反映良好。

（2）中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司二期联合厂房，采用此工法埋设柱脚螺栓，效果显著，得到了参与单位的好评，并得到上级建设行政主管部门的高度评价，要求编制成工法推广使用。