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钢网架预埋件的高精度预埋控制要点分析

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：黄季权

[导读] 针对目前钢结构工程中的钢结构预埋件埋设质量控制要求，本文上汽大众汽车有限公司试车场新增项目碰撞试验楼工程为实例，总结并介绍了钢结构工程施工中高精度要求的预埋件埋设控制的施工工艺。从而为类似工程的预埋件埋设控制提供施工借鉴。

上海建工二建集团有限公司黄季权 200080

摘要：针对目前钢结构工程中的钢结构预埋件埋设质量控制要求，本文上汽大众汽车有限公司试车场新增项目碰撞试验楼工程为实例，总结并介绍了钢结构工程施工中高精度要求的预埋件埋设控制的施工工艺。从而为类似工程的预埋件埋设控制提供施工借鉴。
关键字：钢结构；预埋件；高精度
        一、引言
        钢结构工程预埋件，是钢结构构件与混凝体结构之间的中间连接件，它的一部分需要埋入混凝土结构中起到锚固定位作用，露出来的部分作为中间体用来联结混凝土与钢结构构件，需要在工程施工过程中预先埋设在混凝土结构中的钢板构件，因此，钢结构预埋件的埋设工艺和定位固定控制措施是影响预埋件埋设质量的关键环节。
        二、工程概况
        上汽大众汽车有限公司试车场新增项目碰撞试验楼工程是上汽大众技术研发中心车辆碰撞项目的重要工程。项目位于上海市嘉定区园工路1199号大众试车场厂区内。
        碰撞试验楼位于大众试车场厂区西南区环形高速试车道路旁，项目占地面积13810m2；为局部地下一层附属设备用房，地上一至三层的5个屋面联合体，屋面结构有钢筋混凝土框架结构、钢网架、钢框架结构。整个试验楼项目长度259.010m，宽度53.310m，地上高度为10m~18.4m。总建筑面积约20232m2。（如图1）

        本工程的屋面结构特点为：整个屋面由5个不同高度的屋面联合组成，1-9轴为钢框架结构高度10m，10-13轴为钢网架结构高度14m，14-21轴为钢筋混凝土框架结构高度16.1m，22-24轴为钢网架结构高度18.4m，25-27轴为钢筋混凝土框架结构高度18.4m，2个屋面钢网架结构支座标高相对较高。
        三、技术难点
        本工程屋面钢网架预埋件埋设施工的主要技术难点为：
        （1）钢网架结构支座的预埋件位置情况：10-13轴段钢网架安装在屋面女儿墙内框架结构柱顶上（如图2），22-24轴段钢网架安装在屋面女儿墙内框架结构柱顶上（如图3），2个钢网架预埋件均为环形布置，预埋件在混凝土柱顶的设计高度分别是11.25m和15m。由于该两处屋面女儿墙内框架柱顶标高相对较高，且相邻框架柱预埋点的轴网间距较远，最大轴间距22.6m，使得预埋件在放置时难以保证，因此钢网架与混凝土结构之间的预埋件埋设精准度控制要求高。

（2）为确保在后续钢网架屋面构件施工时的精准，在浇筑屋面内独立框架柱砼前所埋设的钢网架预埋件，必须保证预埋件的水平位置和标高的精准。按照本工程设计要求，预埋件的验收条件为：轴伐误差为±3mm，水平标高误差为±2mm。对于土建施工，考虑到各种材料，各个工序以及施工现场，环境气候条件，设备状况等方面因素，要达到这一要求，必须认真处理好每个环节才能保证按期，合格完成此项任务。
（3）本工程钢网架屋面预埋件形式为固定式支座埋件（如图4），两个钢网架合计共有24个预埋件，预埋件钢板尺寸600mm*600mm*20mm，埋件虽然种类单一。但单个埋件重量相对较重，需现场的塔吊配合吊装，埋设时人工操作较难，施工时设备方面要重点考虑安全，稳定，便于工人施工。而且混凝土柱相邻轴线间距较远，导致测量放线难度大，这就要求在埋件定位测量上有更细致的技术要求，才能确保埋件的高精度控制。

        四、实施方案
        4.1预埋件施工工艺流程
        设计图纸预埋件位置分析测算→施工现场熟悉→平面轴线、水平高程控制网建立→现场预埋件测量定位→预埋件在柱顶埋设加固→定位复测→混凝土柱模板定位加固→定位复测→浇筑柱结构混凝土→混凝土初凝期预埋件复测校核→混凝土终凝期复测校核→钢网架安装前预埋件施工精度成果整理确认。
        4.2埋设方案实施
        4.2.1设计图纸预埋件位置分析测算
        在施工前，由项目技术人员对设计施工图纸进行仔细审阅，对施工图纸中的预埋件尺寸、位置、标高等统计，并将土建施工图与钢结构施工图进行仔细核对，结合施工实际情况，如发现有疑问或设计错误应及时与设计人员沟通确认，切不可将问题带入施工中，避免造成预埋件埋错误而返工。
        对施工图中给出的混凝土柱结构轴线网与埋件的位置关系进行认真仔细地复核，经设计方、监理方及建设方共同确认。在实际埋设施工前，还必须对施工图上屋面钢网架预埋件所标明的平面位置与结构轴线控制网进行相应位置关系的计算。
        所以熟悉设计图纸是预埋件埋设工作实施前的第一步，因为水平轴网的复核是影响屋面钢网架预埋件埋设施工质量和埋设施工精度的关键。
        4.2.2平面轴线、水平高程控制点的建立
        利用项目总的测量控制网在两个钢网架四周地面各自区域内建立相对独立的轴线测量控制点，作为埋件埋设及后续钢网架安装时的主测量控制点；在现场已施工好的14-21轴混凝土屋面板选取纵横向各一条轴线作为二级控制点。每个控制点的建立均采用高精度全站仪进行测量控制，然后用高精度激光经纬仪和水准仪进行安装测量控制复核。水平高程控制点利用本项目建筑物测量水准点作为全部标高测量的基准点，用水准仪引测至钢网架各个独立的混凝土结构柱主筋上，做+1.0M标高线，并用油漆做好标记，水平标高控制的竖向传递引测采用精密钢尺量距。
        4.2.3预埋件中心位置控制
        各预埋件埋设后的相对位置对保证钢网架构件安装至关重要，因此必须精确地控制埋件的平面轴线尺寸。根据现场情况分析，本工程的测量员对每个埋件的轴线中心坐标除采用平面网格控制外，还采用全站仪进行复核。
        复核的具体操作是将全站仪架设在现场已施工的14-21轴混凝土屋面板平台上，观测埋件目标点即预埋件的轴线中心点，然后将其与理论计算值相比较。每个预埋件的轴线中心点偏差均≤3mm，则符合测量精度要求。
        4.2.4预埋件中心标高控制
        首先根据设计施工图中标示的相对高程进行预埋件中心位置标高测设，采用水准仪将其高程点引测到周边的混凝土框架柱主筋上，并用红油漆作红三角标示。经过测设，10-13轴屋面框架柱顶埋件标高为11.250m，22-24轴屋面框架柱顶埋件标高为15.000m。然后利用土建施工测量水平高程控制点和在混凝土柱模板上弹设的水准定位墨线标识，作为对预埋件埋设的水平测量控制复测。复测后的标高对照施工图纸中埋件标高，确认复测标高准确无误。
        因为每个钢网架屋面下混凝土柱顶标高为固定标高，所以预埋件标高复测相对容易。钢网架预埋件布置于框架柱顶，故单个屋面中的每个预埋件定位高度需准确无误并一致。
        4.2.5预埋件埋设加固工艺
        埋设工艺和定位固定控制措施是影响钢结构预埋件施工质量的关键环节，埋设前应编制详细且具有可操作性的施工工艺标准，由技术人员对施工班组进行详细的交底。
        预埋件在埋设安装前应做好轴线中心定位标记，便于埋设时的测量复核校正。在埋设时，预埋件锚固筋与混凝土结构柱筋的临时固定可采用绑扎或与柱箍筋点焊定位，安装中应避免埋件与结构主筋的焊接。当预埋件锚筋与结构主筋位置发生冲突时，可以适当调整锚筋位置，保证埋件埋设位置。临时加固定位措施应可靠牢固，并能抵抗一定的混凝土浇筑时的施工荷载。预埋件定位加固后，在混凝土浇筑前和浇筑振捣过程中，应对预埋件的位置进行跟踪测量，并制定相应的纠偏校正措施。
        需要注意的是，在浇筑混凝土时，由于混凝土灌入冲击力和混凝土振动棒等原因，预埋件也极易发生移位，因此在混凝土终凝前分别对预埋件位置进行复测。当复测误差较大时，采用人工进行调整，即将全站仪的棱镜垂直于预埋件中心，并用全站仪观察其偏差值，再人工拽动预埋件，反复调整棱镜和拽动预埋件直至满足设计要求为止。
        4.2.6预埋件质量控制
        在预埋件埋设过程中，要做好工序间协调，加强施工管理，保证预埋件埋设与钢筋和模板工序的合理穿插施工。同时强化施工过程中检查复核，加强测量跟踪监督，保证埋件位置尺寸精度。
        要求预埋件在埋设前，先在预埋件表面刻划出十字控制线，在埋件底部焊接模板定位钢筋，防止在柱模定位加固后砼浇注时位移。
        在事先布置好的观测点上分别用水平仪，经纬仪，对每个柱上的预埋件，在标高和轴线两方面进行指标控制测量复核。
        4.2.7预埋件安全控制
        考虑到施工的安全性，依据本工程现场情况，安全控制要求如下：①搭设独立的操作架，即操作架不能与混凝土柱结构架相连，以免产生振动影响砼柱精度要求，②操作架要考虑作业面工人的可操作性，需以安全方便为目的。
        由于埋件尺寸均为600*600*20，属中型预埋件，质量体积相对较大，故现场必须要施工塔吊配合吊装埋设。所以在吊装时选用正确的绑扎预埋件方法，确保吊装牢靠。禁止在六级大风以上、浓雾等恶劣气候的情况下进行吊装作业。起重吊装的指挥人员必须持证上岗，作业时应与塔吊起重机驾驶员密切配合，执行规定的指挥信号。
        建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保施工作业标准化、规范化。
        五、实施效果分析
        在混凝土浇筑完后，钢网架构件安装前对本工程钢网架所有预埋件进行了逐一复核检查，预埋件中心点轴线偏差均在3mm以内，中心点标高偏差均在2mm以内，所有埋件均达到设计要求，满足了屋面钢网架构件的后续安装。
        六、结论
        通过本工程采用的钢网架预埋件高精度施工控制的技术方案，预埋件的水平及位置尺寸精度得到了有效控制。本技术方案可为类似工程预埋件埋设控制提供一定的施工借鉴。
参考文献：
[1]《钢结构工程施工质量验收规范》    （GB50205—2020）
[2]《工程测量规范》（GB50026—2007）
[3] 黄宇.《浅谈钢网架高精度预埋件的施工技术》
[4]辛钰林.《土建工程施工中预埋件施工的质量控制与技术要点》
[5] 上汽大众碰撞试验楼工程施工图纸