CN104895324B - 一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法，其特征在于主要包括放线定位，限位板及锚杆安装，钢管柱吊装，钢管柱就位，下层混凝土浇筑和上层混凝土浇筑的步骤。本发明保证了钢管柱底部的连接刚度，增强了型钢柱与混凝土结构的连接。

Description

一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法

技术领域

本发明涉及一种插入式钢柱脚结构的施工方法，特别涉及一种型钢混凝土组合结构插入式柱脚结构的施工方法。

背景技术

近年来，随着钢结构的应用越来越广泛，工程施工速度越来越快，插入式钢柱脚应用越来越多，大有取代传统的螺杆连接式柱脚之趋势。大量的工程实践亦表明，插入式柱脚制作简单、安装方便、安全可靠，且与基础设计的计算模型较吻合，但考虑到插入式柱脚属埋入式结构，在实际施工中常存在一些技术难点，主要体现在：柱脚设计欠合理，致使柱脚与底部混凝土间连接强度偏低；为方便施工，在柱脚上的连接板只能在工厂焊接下铁底排钢筋的连接板，下铁上排及上铁钢筋连接板必须在现场焊接，焊接质量难以得到保证；梁上下铁钢筋数量多，分多排布置，现场焊接耗时长，节点进度控制难；涉及多层连接板焊接、钢筋焊接以及钢筋绑扎、模板支设等工序，操作复杂且工序穿插协调难度大等方面。

同时，由于工程中对巨型柱在承载能力、安全性等方面的要求较高，相应的在巨型插入式柱脚的施工过程中，对螺杆限位板安装、柱脚螺杆安装、底板混凝土浇筑、钢柱脚安装校正等方面的提出了更高层次的要求。在巨型柱插入式柱脚施工过程中质量控制的难点主要反映在锚杆或螺杆安装精度、柱脚安装精度、混凝土浇筑质量和强度等方面。

大量工程实践表明，现有插入式柱脚的施工工艺、结构虽在适宜的工况下取得了较好的工程效益，但尚存一定欠缺，主要体现在：连接螺杆定位难度大、钢柱脚连接强度低、连接螺杆易受混凝土浇筑的扰动等方面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法，其特征在于所述柱脚结构主要由限位板、锚杆、连接螺杆、带后伸展型翼板锚杆、焊接与钢管柱脚底部的连接板、补强连接钢板、拉索、上层混凝土和下层混凝土组成；限位板、锚杆和连接螺杆设置于下层混凝土内，锚杆穿过限位板上的螺栓孔使限位板底部架空固定在坑底设计位置；连接螺杆上端穿过连接板与钢管柱脚连接，下端固定于限位板上；在钢管柱内设置有与限位板固定连接的带后伸展型翼板锚杆；补强连接钢板焊于连接板和钢管柱脚上；拉索一端连接在下层混凝土的钢筋内，另一端连接钢管柱；

所述型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法主要包括以下步骤：

步骤一、放线定位，限位板及锚杆安装：根据施工图纸要求确定出钢管柱脚的位置并开挖至设计深度，将锚杆插入土内，固定限位板和锚杆，在限位板就位后按图绑扎钢筋；

步骤二、钢管柱吊装：在限位板及锚杆位置固定后吊装钢管柱，吊装至适当位置时用拉索连接固定住钢管柱；

步骤三、钢管柱就位：在拉索的动态配合下，将钢管柱上的连接螺杆和带后伸展型翼板锚杆插入到限位板的螺杆孔内，然后对大孔的剩余部分进行填板处理；补强连接钢板焊于连接板和钢管柱脚上；

步骤四、下层混凝土浇筑：钢管柱就位后，浇筑钢管柱连接板以下部分混凝土，形成固定支座端；

步骤五、上层混凝土浇筑：钢管柱脚安装校正、定位并形成空间刚度单元后，进行上层混凝土浇筑；浇灌前先在柱脚四周立模板，将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，然后浇筑混凝土，浇筑无收缩细石混凝土时，从一侧浇灌并振捣，至另一侧溢出并明显高于设计位置为止。

所述的限位板为双层钢板限位板，其上设有螺杆孔，连接螺杆穿过螺杆孔通过螺母连接上部钢管柱脚。

所述的带后伸展型翼板锚杆设有插入限位板的附加螺杆和连接钢管柱的固定螺杆，附加螺杆与固定螺杆连为一体与主螺杆采用弹簧连接。带后伸展型翼板锚杆，设置于钢管柱内部，在钢管柱就位时插入限位板内，其内部设有3根螺杆，3根螺杆插入限位板的是附加螺杆，留在钢管柱内的是固定螺杆，它们与主螺杆采用弹簧连接，在附加螺杆插入限位板后，固定螺杆打开形成后伸展型翼板，固定住锚杆和钢管柱。固定螺杆与主螺杆也采用弹簧连接，方便附加螺杆和主螺杆插入限位板后固定螺杆的打开。

所述的限位板上开设有大孔，连接螺杆和带后伸展型翼板锚杆插入大孔内，后填板采用适当厚度的钢板也插入大孔内，后填板水平段与限位板焊接。限位板、连接螺杆和带后伸展型翼板锚杆之间采用在限位板上开大孔、后填板的连接方式。开设的大孔方便在钢管柱就位时连接螺杆插入限位板内，插入后采用同类型的钢板填补剩余孔。

所述的下层混凝土，在限位板位置从四边对称浇筑混凝土，直至连接板底部标高，并进行振捣使混凝土密实。限位板上设有混凝土灌注排气孔，避免混凝土排气不畅造成蜂窝麻面。

所述的连接板，在钢管柱出厂前焊接于钢管柱脚底部，上部设有螺杆孔。

本发明具有以下优点和有益效果：

1、保证了钢管柱底部的连接刚度，增强了型钢柱与混凝土结构的连接。

2、利用钢管柱结构的优化保证了钢管柱快速准确的就位，减少了不必要的钢管柱固定结构，节约了成本。

3、混凝土分层浇筑保证了底部混凝土的质量，增强了型钢柱与混凝土结构的连接强度。

附图说明:

图1为型钢混凝土组合结构插入式柱脚立面图。

图2为限位板、连接螺杆以及锚杆连接形式大样图。

图3为限位板开大孔图。

图4为后填板处理图。

图5为带后伸展型翼板锚杆立面图。

图中：1-下层混凝土；2-上层混凝土；3-锚杆；4-限位板；5-连接螺杆；6-带后伸展型翼板锚杆；7-连接板；8-补强连接钢板；9-拉索；10-钢柱；11-栓头；12-栓钉；13-后填板；14-开孔；15-附加螺杆；16-端头板；17-主螺杆；18-固定螺杆；19-弹簧；20-螺母。

具体实施方式：

本实施方式重点阐述本发明涉及的结构特点及功效，并配合附图详细说明如下：

如图1、2所示，型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构，由限位板4、锚杆3、连接螺杆5、带后伸展型翼板锚杆6、连接板7、补强连接钢板8、拉索9、上层混凝土1、下层混凝土2组成。锚杆3插入土内定出限位板4的位置以确定钢管柱脚的位置，连接螺杆5下部连接限位板4，上部连接连接板7。锚杆3、限位板4和连接螺杆5设置于下层混凝土内，上部插入式钢管柱10利用连接螺杆5、连接板7以及螺母20与下部进行有效的连接，在钢管柱内增加设置带后伸展型翼板锚杆6，加强底部连接刚度，钢管柱上设置拉索，配合钢管柱就位。为方便钢管柱吊装时的动态就位，设置柔性拉索9，一端连接在下层混凝土的钢筋内，另一端连接钢管柱。

如图3、4所示，为使连接螺杆5和带后伸展型翼板锚杆6有效的方便快速的插入限位板4内，在限位板适当位置开大孔14。具体开孔尺寸根据螺杆直径确定，孔径至少比螺杆直径大2cm。在连接螺杆5和带后伸展型翼板锚杆6插入限位板4后，采用后填板13来保证限位板的强度。后填板13的厚度由剩余的孔径确定，一般为2cm厚，后填板13的水平段长度不小于10cm，与限位板4焊接连接。

如图5所示，带后伸展型翼板锚杆由附加螺杆15、端头板16、主螺杆17、固定螺杆18、弹簧19组成。附加螺杆15和固定螺杆18是一根螺杆的两部分，整体穿过端头板16。附加螺杆15和固定螺杆18均用弹簧与主螺杆17连接。在施工时3个附加螺杆和主螺杆一起插入限位板内，固定螺杆在刚柱内打开，固定住整个装备，形成带后伸展型翼板锚杆6。

上述型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚的施工方法：

步骤一、放线定位，限位板及锚杆安装：根据施工图纸要求确定出钢管柱脚的位置并开挖至设计深度，开挖完成后将锚杆3插入土内固定限位板4和锚杆3，在限位板4就位后即可按图绑扎钢筋。钢筋绑扎完成后，由测量人员复核限位板位置，使其与设计位置严格对应，否则应进行校正。

步骤二、钢管柱吊装：在限位板4及锚杆3位置固定后，吊装钢管柱，吊装至适当位置时用柔性拉索9连接固定住钢管柱。

步骤三、钢管柱就位：在柔性拉索9的动态配合下，将钢管柱上的连接螺杆5和带后伸展型翼板锚杆6插入到限位板4的螺杆孔内，就位完毕后对大孔的剩余部分进行填板处理。补强连接钢板8焊于连接板4和钢管柱脚上；

步骤四、下层混凝土浇筑：在钢管柱就位完毕后，浇筑钢管柱连接板以下部分混凝土，形成固定支座端。

步骤五、上层混凝土浇筑：型钢柱脚安装校正、定位并形成空间刚度单元后，进行上层混凝土浇筑。浇灌前先在柱脚四周立模板，将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，然后浇筑混凝土，浇筑无收缩细石混凝土时，从一侧浇灌并振捣，至另一侧溢出并明显高于设计位置为止，严禁从两个以上方向轮流浇筑。

Claims (6)

1.一种型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法，其特征在于所述柱脚结构主要由限位板、锚杆、连接螺杆、带后伸展型翼板锚杆、焊接与钢管柱脚底部的连接板、补强连接钢板、拉索、上层混凝土和下层混凝土组成；限位板、锚杆和连接螺杆设置于下层混凝土内，锚杆穿过限位板上的螺栓孔使限位板底部架空固定在坑底设计位置；连接螺杆上端穿过连接板与钢管柱脚连接，下端固定于限位板上；在钢管柱内设置有与限位板固定连接的带后伸展型翼板锚杆；补强连接钢板焊于连接板和钢管柱脚上；拉索一端连接在下层混凝土的钢筋内，另一端连接钢管柱；

所述型钢混凝土组合结构巨型插入式柱脚结构的施工方法主要包括以下步骤：

步骤一、放线定位，限位板及锚杆安装：根据施工图纸要求确定出钢管柱脚的位置并开挖至设计深度，将锚杆插入土内，固定限位板和锚杆，在限位板就位后按图绑扎钢筋；

步骤二、钢管柱吊装：在限位板及锚杆位置固定后吊装钢管柱，吊装至适当位置时用拉索连接固定住钢管柱；

步骤三、钢管柱就位：在拉索的动态配合下，将钢管柱上的连接螺杆和带后伸展型翼板锚杆插入到限位板的螺杆孔内，然后对大孔的剩余部分进行填板处理；补强连接钢板焊于连接板和钢管柱脚上；带后伸展型翼板锚杆由附加螺杆、端头板、主螺杆、固定螺杆、弹簧组成；附加螺杆和固定螺杆是一根螺杆的两部分，整体穿过端头板；附加螺杆和固定螺杆均用弹簧与主螺杆连接；在施工时3个附加螺杆和主螺杆一起插入限位板内，固定螺杆在刚柱内打开，固定住整个装备，形成带后伸展型翼板锚杆；

步骤四、下层混凝土浇筑：钢管柱就位后，浇筑钢管柱连接板以下部分混凝土，形成固定支座端；

步骤五、上层混凝土浇筑：钢管柱脚安装校正、定位并形成空间刚度单元后，进行上层混凝土浇筑；浇灌前先在柱脚四周立模板，将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，然后浇筑混凝土，浇筑无收缩细石混凝土时，从一侧浇灌并振捣，至另一侧溢出并明显高于设计位置为止。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，限位板为双层钢板限位板，其上设有螺杆孔，连接螺杆穿过螺杆孔通过螺母连接上部钢管柱脚。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，带后伸展型翼板锚杆设有插入限位板的附加螺杆和连接钢管柱的固定螺杆，附加螺杆与固定螺杆连为一体与主螺杆采用弹簧连接。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，限位板上开设有大孔，连接螺杆和带后伸展型翼板锚杆插入大孔内，后填板采用适当厚度的钢板也插入大孔内，后填板水平段与限位板焊接。

5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，下层混凝土是在限位板位置从四边对称浇筑混凝土直至连接板底部标高而形成；限位板上设有混凝土灌注排气孔。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，连接板在钢柱脚出厂前焊接于钢管柱底部，上部设有螺杆孔。