位超大型預(yù)埋件高精度安裝施工工法

1、超大型預(yù)埋件高精度安裝施工工法XX 集團股份有限公司中國中鐵建設(shè)（集團）有限責(zé)任公司1 前言樓蘭雙塔跳樓機設(shè)備的立柱塔基礎(chǔ)和卷揚機基礎(chǔ)超大型預(yù)埋件 多用 于重要結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的重要部位及大型設(shè)備的基座部位等， 預(yù)埋件 水平度、軸線位置等安裝精度要求較高，由于尺寸大、重量重、錨件 多、 鋼筋密集、安裝空間狹小等特點，使鐵件加工、安裝都比較困難。 中國中 鐵建設(shè)集團有限公司在長影海南“環(huán)球100”項目中國區(qū) 10#樓的起重機工程施工過程中，因塔座頂板預(yù)埋件尺寸超大并需高位安 裝 （立柱塔最大單塊鐵板 3220 mrn< 2900 mrK 3210mm 含錨件重 8.9 噸， 垂直度要求 0.5/

2、1000mm 以內(nèi)，卷揚機最大單塊鐵板 8358mmX3000mmX45mW 苗件重 8.8 噸，垂直度要求 0.5/1000mm 以 內(nèi)），整套設(shè)備是意大利進(jìn)口的，安裝精度和安裝間隙很小，在室內(nèi) 安裝 空間受到限制，常規(guī)整體吊裝及安裝難以滿足施工的需要。 為此， 中鐵 建集團成立課題組，經(jīng)廣泛調(diào)研，反復(fù)論證并結(jié)合施工實際，總 結(jié)出一套 超大型預(yù)埋件高精度安裝施工工法，即分塊加工、分塊吊裝、 高位合理施 焊、分層澆筑，成功地控制了預(yù)埋件的安裝精度，該工程 于 2016 年 5 月 8 日通過竣工驗收并已經(jīng)投入使用，取得了明顯的經(jīng) 濟效益和社會效益。2 工法特點超大型預(yù)埋件由于重量較重，尺寸較大

3、，若考慮采用預(yù)埋件整體吊裝的方法將會大幅度增加施工成本， 同時吊裝過程中鐵件容易 變形，鐵件就位后移動困難且難以控制安裝精度。 本工法采用分塊加 工、預(yù)埋件鋼板和錨件分開安裝的方法，能利用現(xiàn)場現(xiàn)有垂直運輸機 械起 重能力，避免投入大型專業(yè)吊裝設(shè)備。將預(yù)埋件的錨件與鋼板分開安裝，先安裝定位錨件，采用 26# 鋼筋 加長雙面搭焊，將每件錨螺栓固定在承臺結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)格上， 分層 澆筑 ，將 8 根 740mm*M24 苗件按尺寸固定于混凝土中，預(yù)留低于錨螺 栓上部 250300m 忱進(jìn)行一次灌漿承臺，等待硬度達(dá)到 75%B, 再安 裝預(yù) 埋件鋼板基礎(chǔ)底座，采用 4 個 10 噸的液壓千斤頂支撐調(diào)整機座

4、 水平和垂 直度達(dá)到安裝要求，加強基礎(chǔ)底座焊接加固，最后澆筑鋼板 下混凝土。這 種工藝能夠在施工中逐步調(diào)整誤差， 在每個環(huán)節(jié)中不斷 進(jìn)行測量和矯 正，從而較大程度地提高安裝精度，保證高精度安裝的 要求。應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)，采用有限元分析方法，選取合理的分塊 方案和 焊接順序，可以控制焊接變形，保證預(yù)埋件的平整度及軸線位 移符合設(shè)計 要求。本工法采用了分塊加工、分塊吊裝、合理施焊、不斷糾偏的 施工工 藝，在高空環(huán)境下，有效地保證了超大型預(yù)埋件的安裝精度， 并加快了施 工進(jìn)度，降低了施工成本，使用效果良好。3 適用范圍 本工法適用于工業(yè)與民用建筑中超大型預(yù)埋件高精度安裝， 如屋 面鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件、大型

5、構(gòu)筑物高位預(yù)埋件、大型設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋件等對 鐵件 安裝精度要求較高的工程，尤其適用于吊裝高度較大的超大型預(yù) 埋件高精度安裝工程4工藝原理基于“分塊吊裝”、“預(yù)埋件鋼板和錨件分開安裝”、“合理施焊”理念相結(jié)合的超大型預(yù)埋件高精度安裝施工工藝，先將超大型預(yù)埋件 鋼板 進(jìn)行分塊加工，并預(yù)留相關(guān)錨件安裝及混凝土澆筑的孔洞； 將錨 件分別 吊裝到工作面，再用樣板進(jìn)行定位后澆筑混凝土固定； 然后將 分塊后的 鋼板吊裝就位，通過數(shù)值方法分析后，采用合理的順序進(jìn)行 分塊鋼板之間 的焊接以及鋼板與錨件之間的焊接作業(yè)，并在焊接過程 中不斷糾偏；最后 通過澆筑孔進(jìn)行鋼板下的混凝土澆筑。5施工工藝流程及操作要點5.1

6、施工工藝流程預(yù)埋件鋼板分塊、編號T預(yù)麗鋼板切割、開孑3八件制作、安裝 一澆筑混凝土固定錨件T鋼板吊裝就位r潮斗及各分塊鋼板焊接一混凝土澆筑5.2 操作要點5.2.1 預(yù)埋件鋼板分塊、編號根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)使用要求和現(xiàn)場設(shè)備起重能力，將預(yù)埋件鋼板分為若干塊、統(tǒng)一編號，采用數(shù)控等離子切割機裁板，各分塊之間留鋸齒狀或V形等其他形狀槽口，槽口坡口要滿足設(shè)計和焊接要求，保證焊 接后等強連接的效果。分塊首先要滿足結(jié)構(gòu)使用要求，切割線不應(yīng)留置在鋼板受力集中部位,同時盡量避開錨件以及鋼板下鋼筋較密集處,避開鋼板表面的澆灌孔等程成本。再次其他預(yù)留孔。其次分塊大小要滿足起重能力要求，以降低工單塊尺寸不宜過大，防止吊裝過

7、程中鋼板因白重、風(fēng)荷載或起吊方式而產(chǎn)生變形。分塊切割線的位置和形狀宜通過數(shù)值模擬計算確定，通過有限元程序模擬計算，選擇合理的切割位置和切割線形狀，減少鋼板分塊 對整個預(yù)埋件受力的影響，同時通過模擬計算確定焊接順序，防止因 焊接變形的累計而影響預(yù)埋件的安裝精度。80Xrio180 了3D 1803(KT6»8d1251200020002179g圖521分割后的卷揚機鋼板5.2.2 預(yù)埋件鋼板切割、開孔預(yù)埋件鋼板表面要留置錨件焊接孔、混凝土澆灌孔、排氣孔、振搗孔等。圖522開孔后的鋼板錨件焊接孔：根據(jù)圖紙設(shè)計的錨件位置定位，其形狀與錨件相同，錨件與鋼板間空隙、坡口角度深度均要滿足安裝和焊

8、接要求?；炷翝补嗫祝翰捎弥睆?00mm勺圓孔，根據(jù)澆筑方向留置，縱橫間距不超過 2 米，鋼筋、錨件較密集處要適當(dāng)增加，澆灌孔可兼作 振搗孔 排氣孔：采用直徑為 20mm50mni 勺圓孔，間距 1m 左右，錨件密 集 處、半閉合的錨件處需適當(dāng)增加。鋼板切割和開孔宜采用數(shù)控等離子切割機，以保證切割和開孔精 度。5.2.3 預(yù)埋件錨件制作安裝1 錨件制作：錨件按照設(shè)計圖紙要求下料、加工和表面處理。2 錨件的安裝：1 ）制作樣板：使用較薄鋼板（厚度 5mm10mm 制作一塊與超 大型 預(yù)埋件鋼板同尺寸的樣板，并根據(jù)超大型預(yù)埋件鋼板的開孔位置 及大小在 薄鋼板上開設(shè)錨件安裝孔。2）安裝樣板：待結(jié)構(gòu)施

9、工至錨件安裝標(biāo)高后，首先完成鋼 筋施 工，安裝樣板固定支架，然后將樣板吊裝于作業(yè)面上，根據(jù)設(shè)計 圖紙定位 并臨時固定。圖 錨件安裝后的圖片3）安裝錨件：將各種錨件依次吊裝、安裝于該樣板的預(yù)留孔內(nèi)并加固5.2.4 澆筑混凝土固定錨件對已安裝完畢的錨件進(jìn)行驗收，合格后用角鋼等材料進(jìn)行焊接固 定然后拆除樣板，澆筑混凝土到鐵件頂面以下1m 左右，以固定所有錨件5.2.5 鋼板吊裝就位將分塊后的預(yù)埋件鋼板依次吊裝就位于錨件上， 利用錨件初步定 位鋼板的軸線位置、標(biāo)高及水平位置。離吊裝設(shè)備較遠(yuǎn)處的預(yù)埋件鋼 板， 可采用鋪設(shè)滑道、較鏈牽引的方式移動就位。待錨件均位于鋼板 預(yù)留孔內(nèi) 后，校對和調(diào)整預(yù)埋件鋼板軸

10、線位置和水平度， 并臨時固定。圖 利用塔吊吊裝鋼板圖 利用桅桿移動鋼板5.2.6 錨件及各分塊鋼板焊接應(yīng)采用數(shù)值模擬的方法選擇合理的焊接順序和焊接參數(shù)，以控制溫度應(yīng)力和焊接變形。焊接前先將預(yù)埋件鋼板與錨件點焊連接，在鋼板分塊處用 23 塊薄鋼板臨時焊接連接，并將坡口處打磨干凈。焊接 采用 白動焊和手工焊，分層焊接。焊接順序和焊接速度應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行數(shù) 值模擬所 確定的方案。焊接過程中應(yīng)定時校對水平度和軸線位置。所有焊接作業(yè)完成以后，應(yīng)組織對預(yù)埋件鋼板的水平度和軸線偏差進(jìn)行驗收，合格后才可以進(jìn)行下道工序。5.2.7 混凝土澆筑1 應(yīng)選用高流態(tài)、低水灰比的混凝土，并添加一定比例的膨脹劑。2 混凝土澆筑應(yīng)

11、白預(yù)埋件錨件較密集處向錨件較少處推移，保 證鋼板 下混凝土澆筑密實。3配備足夠的振搗器具，使入模的混凝土能及時被振搗密實；為防止漏振，堅持分層振搗，采用二次振搗工藝，以提高混凝土密實度和預(yù)埋件與混凝土間緊密結(jié)合。圖527澆筑鋼板下的混凝土6材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的主要設(shè)備說明如下：鋼板切割設(shè)備宜采用數(shù)控等離子切割機。焊接設(shè)備可采用CO氣體保護(hù)弧焊機。鋼板吊裝設(shè)備因地制宜，充分利用結(jié)構(gòu)施工的塔吊，若現(xiàn)場設(shè)備不能滿足要求，同時鋼板又不允許分塊較多，可采用增加拔桿等低成本方式吊裝。結(jié)構(gòu)支模、鋼筋安裝、混凝土拌制、運輸、澆筑等所需的機具設(shè)備,可根據(jù)不同工程對象按常規(guī)施工要求設(shè)置。7質(zhì)

12、量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)預(yù)埋件安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足下表要求，并同時滿足現(xiàn)行施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定及設(shè)計要求。預(yù)埋件安裝允許偏差項目允許偏差（mm）預(yù)埋鋼板中心線位置2預(yù)埋件平整度2預(yù)埋管、預(yù)留孔中心線位置2預(yù)埋螺栓中心線位置1外露長度+5,0預(yù)留洞中心線位置3尺寸+3,07.2 質(zhì)量控制要點：焊接變形控制721焊接過程中產(chǎn)生變形的主要原因與溫度梯度、溫度應(yīng)力與板材厚度和結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)，板材越厚，結(jié)構(gòu)剛度越大，變形越大。施工開始前，應(yīng)采用數(shù)值模擬的方法選擇合理的分塊參數(shù)和焊接參數(shù)，形成詳細(xì)的施工方案，并嚴(yán)格按施工方案進(jìn)行施工。7.2.2 焊接前先將鋼板與錨件點焊連接，分塊處用 2? 3塊薄鋼板焊

13、接 連接。分層施焊，每焊完一道焊縫應(yīng)及時進(jìn)行敲渣并錘擊焊縫 以減少焊 接應(yīng)力。焊接過程中應(yīng)隨時校正水平度和軸線尺寸。723角焊縫應(yīng)優(yōu)先采用埋弧焊或氣體保護(hù)焊（CO氣體保護(hù)焊或混合氣體保護(hù)焊）。氣體保護(hù)電弧焊焊絲宜采用船用焊絲，如大西洋ER50-6船用焊絲，保護(hù)氣體為CO或Ar+CO,電流極性為直流反接。用混合氣體焊接后，其力學(xué)性能沖擊功比 CO氣體保護(hù)焊的更好；焊 接時飛濺小，焊 縫成形美觀。也可采用藥芯焊絲焊接。7.2.4 采用多層多道施焊工藝方法，手工電弧焊焊條應(yīng)在使用前烘干并存放在保溫筒內(nèi)使用7.2.5 為避免焊接過程產(chǎn)生裂紋及脆性斷裂，對焊接區(qū)域應(yīng)先進(jìn)行 預(yù)熱，如鋼板材質(zhì)為 Q345B

14、 預(yù)熱應(yīng)符合以下要求：1 當(dāng)焊接環(huán)境溫度不低于 0C 時；板厚在 30mn50mm 勺范圍內(nèi) 其預(yù) 熱溫度為 100C 。2 當(dāng)焊接環(huán)境溫度在 0C 以下時；板厚在 6mrm- 16mnmg 圍內(nèi)焊 接時 環(huán)境溫度低于 -10 C ，其預(yù)熱溫度均為 120C? 150 Co3當(dāng)焊接環(huán)境溫度在0C以下時；板厚大于16mimA 24mnS£圍內(nèi) 焊接 時環(huán)境溫度低于 -5 C ，其預(yù)熱溫度均為 120C? 150 Co4 當(dāng)焊接環(huán)境溫度在 0C 以下時；板厚大于 24mm 其預(yù)熱溫度均為 120 C? 150 C 。7.2.6 局部預(yù)熱時，預(yù)熱的范圍為焊縫兩側(cè)各不小于鋼材厚度的3倍，且不

15、得小于 100mm 預(yù)熱溫度的測量點，鋼材厚度小于或等于 50mm 時，距離焊縫兩側(cè)各為 4 倍鋼材厚度，最大為 50mn& o7.2.7 需要預(yù)熱的板件在整個焊接過程中應(yīng)不低于預(yù)熱溫度。對于 要求預(yù)熱焊接的板材，焊后均應(yīng)采取緩冷措施（如用石棉布等保溫材 料覆 蓋）。7.2.8 頂板混凝土澆筑完畢 14 天后，檢查鋼板與混凝土的結(jié)合程 度， 必要時對鋼板表面鉆孔取樣，觀察鋼板與混凝土間結(jié)合情況。如 存在結(jié)合不好的情況，可采取高壓注漿處理，在鋼板表面鉆間距 600mm x 600mm? 梅花狀布置的圓孔，圓孔直徑 25mm 利用鉆好的圓孔進(jìn)行 高壓 注漿，材料采用 C80 灌漿料。注漿前

16、先用高壓氣體將孔內(nèi)吹干， 不允許 孔內(nèi)有積水和雜物。注漿時加壓要均勻，在對每個孔注漿時需觀察有鄰近孔內(nèi)開始冒漿時才能停止該孔注漿，同時立即用木楔（包布）將已注完漿的孔封閉8 安全措施認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī) 定、條例，結(jié)合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全 員和班組兼職安全員以及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理 網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行 安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好工程的安全 生產(chǎn)。施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善布置各種安全標(biāo)識。各類房屋、車庫、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規(guī)定，室內(nèi)不堆放

17、易燃品；嚴(yán)格做到不在木工加工場、料庫等處吸 煙；隨時清除 現(xiàn)場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產(chǎn) 物資。氧氣瓶與乙煥瓶隔離存放，嚴(yán)格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙 煥發(fā)生 器有防止回火的安全裝置。施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù) 規(guī)范 的有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。電纜線路應(yīng)采用“三相五線”接線方式，電氣設(shè)備和電氣線路必須絕緣良好，場內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全 規(guī)定 要求進(jìn)行外，將其布置在專用電桿上。吊裝施工中嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行1 綁扎構(gòu)件的吊索需經(jīng)過計算，綁扎方法應(yīng)正確牢靠。所有起 重工具應(yīng)定期檢查。起重機的吊鉤和吊環(huán)嚴(yán)禁補焊。當(dāng)?shù)蹉^吊環(huán)表面 有裂紋、嚴(yán) 重磨損

18、或危險斷面有永久變形時應(yīng)予更換。2 禁止在六級風(fēng)、濃霧等惡劣氣候的情況下進(jìn)行吊裝作業(yè)。3 起重吊裝的指揮人員必須持證上崗，作業(yè)時應(yīng)與起重機駕駛 員密切 配合，執(zhí)行規(guī)定的指揮信號。駕駛員應(yīng)聽從指揮，當(dāng)信號不清 或錯誤時， 駕駛員可拒絕執(zhí)行。4 嚴(yán)禁起吊重物長時間懸掛在空中，作業(yè)中遇突發(fā)故障，應(yīng)采 取措施 將重物降落到安全地方，并關(guān)閉發(fā)動機或切斷電源后進(jìn)行檢 修。在突然停 電時，應(yīng)立即把所有控制器撥到零位，斷開電源總開關(guān) , 并采取措施使重 物降到地面。5 設(shè)置吊裝禁區(qū)，禁止與吊裝作業(yè)無關(guān)的人員入內(nèi)。地面操作 人員， 應(yīng)盡量避免在高空作業(yè)面的正下方停留或通過，也不得在起重 機的起重臂 或正在吊裝的

19、構(gòu)件下停留或通過。6 構(gòu)件安裝后，必須檢查連接質(zhì)量，只有連接確實安全可靠， 才能松 鉤或拆除臨時固定工具。圍護(hù)架及操作平臺應(yīng)按照規(guī)范搭設(shè)，操作面滿鋪腳手板，外 側(cè)設(shè)擋 腳板和兩道護(hù)身欄桿，板下面掛設(shè)安全網(wǎng)。電焊過程中的注意事項1 電氣焊工上崗，必須持有上崗證，上崗前進(jìn)行消防安全培訓(xùn)。2 電氣焊工上崗必須攜帶小型滅火器，以便發(fā)生火險，及時撲 救。應(yīng)采取嚴(yán)密防護(hù)措施，嚴(yán)禁熔珠濺落到易燃物品上。3 電氣焊工焊、割作業(yè)結(jié)束后，必須及時徹底清理現(xiàn)場，消除 遺留下來的火種4 電氣焊工了解現(xiàn)場情況，焊、割單位附近堆有易燃易爆物品。 必須米取有效安全措施，方可施工。5 在高處用氣割或電焊切割時，應(yīng)采取措施，防

20、止火花落下傷 人。6 電焊作業(yè)過程中，要注意做好操作工人的勞動安全保護(hù)工作。建立完善的施工安全保證體系，加強施工作業(yè)中的安全檢 查，確保 作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。9 環(huán)保措施成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格 遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、 法規(guī)和規(guī)章，加強 對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和 治 理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充 分滿足 便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時接受相關(guān)單位的監(jiān)督 檢查。將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)， 合理布置、 規(guī)范 圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔

21、文明。對施工中可能影響到的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損失的 實施措 施，加強實施中的檢測、應(yīng)對和驗證。同時，將相關(guān)方案和要 求向全體施 工人員詳細(xì)交底。定期將工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點和方案進(jìn)行合理堆放和處治。優(yōu)先選用先進(jìn)的環(huán)保機械。采取設(shè)立隔音墻、隔音罩等消音措施降 低施工噪音到允許值以下，同時盡可能避免夜間施工對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環(huán)境?，F(xiàn)場綠化，在現(xiàn)場未做硬化的空余場地進(jìn)行規(guī)劃，種植四季常綠花木，以美化環(huán)境、陶冶情操。禁止在施工現(xiàn)場焚燒廢舊材料、有毒、有害和有惡臭氣味的 物質(zhì)。 工地廁所采用水沖式，并由專人負(fù)責(zé)清掃，確保衛(wèi)生清潔。工地現(xiàn)場的生活垃圾、建筑垃圾定期清理，送至政府指定的垃圾場。現(xiàn)場做到材料成品堆放整齊，所有作業(yè)人員均要加強和提高 成品保 護(hù)意識，現(xiàn)場已完成的成品、半成品設(shè)專人看管，防止損壞與 污染；另外 現(xiàn)場建立節(jié)水措施，消滅長流水，長明燈現(xiàn)象。10 效益分析我們采用分塊加工、分塊吊裝，先定位錨件再澆筑混凝土固 定錨 件，最后分塊安裝鋼板并合理施焊的施工工藝，減少了焊接變形 , 保證了 等強度連接，有效控制了安裝精度，取得了一定的經(jīng)濟效益和 社會效益。本工法通過預(yù)埋件鋼板分塊加工， 分塊吊裝，因地制宜地利 用現(xiàn) 場起重設(shè)備安裝超大型預(yù)埋件，使現(xiàn)場鋼筋、模板等各工序得到 了更好的 銜接穿插，減少了工序