杯型基础钢柱安装精度控制技术

(山西水利职业技术学院，山西 太原 030027)

引言

钢结构建筑自重轻、构件截面小、有效空间大、抗震性能好、施工速度快、用工少、综合效益优于同类混凝土结构建筑，已广泛应用于厂房、仓库、体育场馆、旅游建筑等领域。钢柱基础的安装是钢结构建筑质量的关键，特别是对于高层钢结构建筑和联跨钢结构建筑，其钢柱基础的施工难度更大、精度要求更高。

1 工程概况

太重榆液项目位于晋中市榆次工业园区内，是太重集团榆次液压工业有限公司高性能液压产品自主化产业基地建设项目，为山西省重点项目。系统装置厂房为八联跨钢结构厂房，长为354 m，宽为177 m，高为16.6 m，一期工程生产车间共安装168根钢柱，钢柱采用H型钢，属于单节柱，钢柱高度有12 m、14 m、16 m等，翼缘板截面尺寸有400 mm、550 mm、750 mm等，钢构件质量达2 300 t。厂房基础为独立杯形基础，采取插入式方法安装，因此对钢柱安装精度提出了严格的要求，同时工期短，高精度的安装杯型基础钢柱，是该工程的一大重点，也是一大难点。

2 项目特点及难点分析

2.1 项目特点

该厂房为八联跨钢结构厂房，対钢柱安装精度要求较高。该钢结构厂房轴线由23-43轴，A-J轴交叉组成，共需安装168根钢柱，钢柱基础全部采用独立杯型基础。钢结构钢柱的精度控制是该工程施工的关键环节，如控制不利将直接导致钢梁安装不到位，致使整个钢结构厂房的框架产生不规则扭曲，影响工程结构安全。另外，施工现场处于空旷的郊区，安装时已进入冬季，环境对钢柱安装会造成一定的影响。

2.2 施工难点

针对厂房已安装区域的钢柱共实测352个点，施工方对规范中要求实测的项目逐一检测，仅有89%的钢柱符合安装精度要求，不合格钢柱点的主要问题是柱轴线垂直度(单节柱)、柱脚底座中心线对定位轴线的偏移、柱基准点标高、钢柱平面弯曲矢高等与工程要求偏离较大，具体见表1。

表1 钢柱安装精度情况

根据钢柱安装精度存在问题情况，钢柱安装精度问题排列如图1所示。

图1 钢柱安装精度问题排列

2.3 原因分析

根据钢柱安装精度排列图采用头脑风暴法，绘制因果关联图进行分析，共得到12个末端因素，如图2所示。

图2 钢柱安装精度因果关系图

分别对12个末端因素进行要因确认，发现测量控制点选择不当、技术交底不够完善、堆放产生变形、卡具不合适等4个因素是影响杯型基础钢柱安装精度的主要原因，具体见表2。

3 对策制定

针对施工难点及确定的要因分析并制定相应对策，具体见表3。

4 杯型基础钢柱安装精度控制技术

4.1 选择正确且合适的点进行控制

采用控制钢柱中心线的垂直度来控制钢柱的垂直度，消除柱边不平整引起的钢柱垂直度偏差，保证其安装精度及偏差范围在H/1 000与25 mm之内，符合规范要求。

表2 钢柱安装精度要因确认

表3 杯型基础钢柱安装对策

4.2 完善技术交底

(1)用汽吊将钢柱栽入杯口后用揽风绳进行初步的调直固定。

(2)将柱轴线与杯口上所画的轴线对齐后，用一组千斤顶配合卡具改为用两组千斤顶配合卡具，进行粗调，避免因一组器具调整而使钢柱产生偏扭而造成返工。

(3)粗调完成且标高验收后，再对钢柱垂直度进行精调，新增了垫片及垫片规格，使垫片尺寸多样化，也提高了钢柱安装的精度。

(4)采取完善后的技术交底，再次对钢柱进行检查，实测352个点，有334个点合格，合格率达95%，说明该技术交底是切实有效的。

4.3 避免钢柱因堆放而产生变形

堆放场地应平整、坚实、无积水；钢柱都带牛腿，必须用方木垫高堆放，避免牛腿与地面接触，防止构件变形。

4.4 对卡具进行改进

根据钢柱翼缘板的尺寸重新制作卡具，要求卡口与翼缘板咬合紧密，避免因为卡口与翼缘板不匹配而造成调直过程中的偏差；卡具要求满足短口和长口两种规格，以从垂直两个方向配合调直钢柱的方法。通过对卡具进行改进后使卡具卡口与翼缘板咬合紧密，符合率100%。

5 检测结果与效益分析

5.1 检测结果

对钢结构厂房整改后完成区域的钢柱进行检查，共实测352个点，合格率100%，表明杯型基础钢柱安装精度控制技术是切实有效的。

5.2 经济效益分析

采用改进后的施工工艺，工期提前10 d完成，减少返工时间约5 d。据测算，该项目采用杯型基础钢柱安装精度控制技术累计节约5.65万元。

6 结语

轻钢结构施工常见的问题是基础安装精度不高的问题。通过对杯型基础钢柱精准安装，绘制因果关联图，综合分析多种影响因素，总结出切实可行的施工控制技术，较好解决了杯型基础钢柱安装精度不高的问题，提高了施工质量，避免了工程返工，节约了施工工期，取得了良好的经济效益。