大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工工法

大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工工法
工法目录
第一章前言
第二章工法特点
第三章适用范围
第四章工艺原理
第五章施工工艺流程及操作要点
第六章材料及主要机具设备
第七章质量控制
第八章安全措施
第九章环保措施
第十章效益分析
第十一章应用实例
大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工工法
1 前言
随着建筑技术的发展和社会进步，大直径钢管混凝土柱因结构稳定性好、刚度大、建筑美学效果好等特点，作为主要承重构件被越来越多的应用于建筑工程中。

但由于安装精度要求高、施工难度大，对工程的质量及工期具有重要影响，尤其是柱脚的安装质量更为突出，如何采取安全、优质、经济、高效的措施加以保证，是施工技术管理的一个重要课题。

本工法所述关键技术，利用钢板带定位环及普通脚手架钢管作为柱脚锚栓承重、定位构件，利用单螺母进行柱脚标高的调节、控制，可有效保证柱脚安装的质量，降低措施投入，提高施工效率，社会效益明显，具有广泛推广的应用价值。

现以重庆新闻传媒中心工程为例对本工法进行介绍。

2工法特点
2.1 采用钢板带定位环技术，使安装更精准快捷，施工质量更可靠。

2.2 利用普通脚手架钢管作为柱脚锚栓定位的主要承重、定位构件，固定牢靠，取材方便，经济环保。

2.3 通过单螺母调节并控制钢管混凝土柱柱脚标高，精度高，操作便捷，劳动强度低，绿色环保。

3 适用范围
本工法适用于工业与民用建筑中大直径钢管混凝土柱柱脚的施工。

4 工艺原理
利用钢板带作为定位环，对钢管柱柱脚锚栓的位置进行定位，保证位置精确，而后采用钢管支架固定钢板带的方式进行钢管柱柱脚锚栓的空间定位，使之形成一个独立稳定的结构，待柱脚下部混凝土浇筑完成后，通过锚栓中单螺母调节并控制柱脚的标高，保证钢管混凝土柱柱脚的安装精准度。

图1 大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工示意图
说明：1-钢板带2-直径为20mm的钢筋3-锚栓M36 4-直径为16mm钢筋5-垫层6-钢管固定架
7-双螺母8-钢垫板9-单螺母
10-钢筋网片11-灌浆填缝12-（基础）钢管柱
5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
5.2 操作要点
5.2.1 施工准备
1）施工前编制好施工方案和作业指导书，并对施工人员进行技术交底和安全交底；
2）施工用物资的准备。

包括钢管柱、混凝土、钢筋、M36锚栓、制作钢板带和限位板的材料、钢管支架所用的钢管、灌浆料及施工所用的工具等。

3）施工现场环境的准备。

基坑开挖达到设计标高并经监理、业主验收合格，施工
临时道路保持通畅，基坑顶部周圈的安全防护措施到位。

5.2.2定位钢板带下料及钻孔
本工程设计中同一柱脚的4M36锚栓互不相连，这样很难控制锚栓相对位置，为确保锚栓安装的精度，采用外径1600mm，宽度100mm，厚度10mm的定位钢板带。

先放样下料，之后根据锚栓的相对位置首先在定位钢板带上放线，找出锚栓孔的相对位置（每柱锚栓的相对位置），放在台板上进行钻孔，孔的直径比锚栓直径大1mm。

（见图2）
图2 钢板带定位钻孔
5.2.3 钢管支架及钢筋网片安装
钢管支架安装前由测量在基坑垫层上用全站仪放出基坑十字线，按照图纸分出4根立杆的外边线，在绑扎底部钢筋时避开4根立杆的位置，并沿着钢管切线放线钻φ16mm，深度20cm的孔，然后用φ16mm钢筋打入孔内，固定牢固，并把钢筋与立杆进行焊接。

立杆固定后先穿入三层网片筋（钢筋网片），然后在立杆上端先采用钢管扣件连接设置两根水平相对的1#支撑钢管和2#支撑钢管，通过移动钢管扣件调整1#支撑钢管和2#支撑钢管平整度和高度使其上表面用于直接支撑定位环板，再在1#支撑钢管和2#支撑钢管下方绑扎上两层网片筋（即穿入三层网片筋的最上二层），上两层网片筋将1#支撑钢管和2#支撑钢管与四根立杆固定牢靠；再靠钢管扣件在上两层网片筋下方的立杆上连接设置两根水平相对且和1#支撑钢管垂直的3#支撑钢管和4#支撑钢管，然后绑扎第三层网片筋（即穿入的三层网片筋的最下一层）使得3#支撑钢管和4#支撑钢管和立杆固定牢靠.（安装定位操作图如下图3、图4所示）
5.2.4 钢板带安装
钢筋网片绑扎完成后，安装钢板带，钢板带与1#及2# 支架钢管直接焊接，与支架的3#及4#钢管采用直径20mm钢筋进行焊接连接。

焊接必须保证牢靠，焊接前必须经测量进行位置复核，确保钢板带锚栓预留孔平面位置准确。

（安装定位操作图如下图3、图4所示）
图3 钢板带与钢管支架平面图
图4 钢板带与钢管支架立面图
5.2.5 安装4根M36锚栓
钢板带与钢管支架焊接定位后，安装M36锚栓，锚栓安装采用上下螺帽固定的方式
进行。

5.2.6 柱脚底部混凝土浇筑
在钢板带安装定位完成后，进行锚栓的标高及平面位置精度检查，合格后浇筑柱脚底部混凝土。

混凝土浇筑过程中注意钢板带及钢管支架的保护，严禁撞击。

5.2.7 （基础）钢管柱吊装
钢管柱安装时，起吊吊点位置是钢管柱上部的耳板，通过卸扣与钢丝绳连接起来。

采用25t汽车吊进行吊装。

钢管柱就位后，采用双螺母与钢板带进行固定。

另外，钢柱吊装前，需在钢管柱外皮对称四个方向画出母线，便于钢柱吊装就位时与基础轴线吻合，达到轴线的控制。

5.2.8 单螺母调节钢管混凝土柱柱脚标高
在首节钢管柱吊装前，先将单螺母拧入锚栓中一定位置，通过两台全站仪控制钢管柱轴线位置，待首节钢管柱吊装及轴线位置确定后，再通过调节单螺母控制钢管混凝土柱柱脚标高，调节标高过程中，要求作业人员对称调节，并通过先粗调后细调的方式，保证钢管柱的安装精度，同时要求单螺母具有足够的强度，以确保其稳定性。

（如图5 所示）
图5 单螺母调节柱脚标高大样图
5.2.9 双螺母固定钢管柱
待首节钢管柱标高确定后，先将垫板置于锚栓中（即钢管柱底钢板上），随后将双
螺母对中锚栓，采用专用扳手将其拧入锚栓内，保证双螺母对钢管柱固定牢靠。

5.2.10 柱脚底部灌浆
首节钢管柱固定后，用高强无收缩灌浆料浇灌钢管混凝土柱柱脚与柱脚混凝土之间的空隙。

5.3 施工管理及劳动力组织
5.3.1 施工管理
该工法实施时，应提前做好充分技术准备，在工程开工前，应完成专项施工方案的编制、审核、交底等工作。

特种作业人员必须持证上岗。

5.3.2劳动力组织
劳动力组织情况表
6 材料及主要机具设备
6.1 材料
本工程钢管柱的钢材采用Q345B，预埋锚栓、钢板带采用Q235B。

6.2 主要机具设备
机械设备见表6.2。

表6.2 机械设备一览表
7 质量控制
7.1 质量控制标准
（1）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；
（2）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；
（3）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；
（4）《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:2012；
（5）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002；
（6）《钢管混凝土结构技术规程》DBJ13-51-2003和设计的相关规定。

7.2质量保证措施
（1）定位板钻孔质量必须控制在规范范围内，在钻孔前定位板通过定为焊连接在一起，确保钻孔精度。

（2）测量放线控制在规范允许范围内，采用精度较高的测量设备，在放线过程中，每次测量时做好闭合误差处理。

标记清楚，醒目。

（3）在安装完成后采用全站仪复测锚栓位置，确保施工质量。

（4）定位焊加固必须保证焊接质量，保证定为焊位置母材不受伤害，焊接长度，焊角高度满足要求。

（5）在复测时做好施工记录，隐蔽验收记录。

（6）在施工过程的每道工序中，严格按有关报验程序进行工序检验，切实做好自检、互检、交接检工作，严格执行三级检验制度。

（7）严格要求焊接工作人员持证上岗。

8 安全措施
8.1 工程施工时严格遵循《建筑安装工程安全技术规程》(JGJ59)等法律法规及上级主管部门颁布的各项有关安全文件规定。

施工用电应由电工统一搭设，严禁乱拉设、拖地等，电焊作业时做好劳动保护措施，并备好灭火器材。

8.2 钢管柱施工位于深基坑位置，其基坑周围临边防护钢管架应牢固、封闭，防止高处坠落。

8.3 钢管在起吊时应选用适合的起吊钢绳，绑扎时须牢固可靠，防止脱落伤人。

8.4 在安装区域周边作相应的安全防护。

设置警戒线，严禁无关人员进入。

8.5 安全员必须全过程跟踪，监督安全防护工作。

8.6 贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合现场实际和工程的具体特点，成立由专职安全员和班组兼职安全员及工地安全用电负责人组成的安全生产管理小组，落实安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好安全生产。

8.7 施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电、放高处坠落等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善各种安全标志。

8.8 氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂，乙炔发生器有防止回火的安全装置。

8.9 施工现场由专业电工负责施工布线和设备安装，所有设备均安装漏电保护开关，切实做好防触电工作。

施工时所用设备均需接地，决不允许有破损的电线。

8.10 现场吊装由专职起重工统一指挥，包括构件绑扎和起吊信号，以确保设备及人员安全，要求起重人员严格执行“十不吊”制度。

8.11 高空施工，当风速达到10m/s时，吊装工作要停止，当风速达到15m/s时，应停止所有施工作业。

9 环保措施
9.1 成立相应的环保管理机构，在施工过程中严格遵守环境保护的法律、法规，加强环境、卫生、文明、安全的施工管理。

9.2 根据有关法律法规、规章和施工方案，合理布置临时施工场地，施工场地做到整洁文明。

废水的排放、建筑垃圾等的堆放和丢弃应按政府有关部门的规定进行管理。

9.3 严格执行《建筑施工场界噪声限值》标准，施工中采用低噪音的工序，大量
焊接所产生的光污染，应采取相应措施进行防护，发现超标及时进行整改。

噪音较大的工序禁止夜晚作业。

10 效益分析
10.1经济效益
重庆传媒中心工程总计有14个大直径钢管混凝土柱基础，每个大直径钢管混凝土柱柱脚锚栓安装定位环钢板带采用4根直径为48的钢管进行固定，以及4根直径为48的钢管立杆进行支撑；钢管混凝土柱柱脚标高控制采用单螺母进行对称调节。

经现场实测起固定钢板带作用的钢管每根长度为4m，支撑立杆每根长度为2m，钢管按15元/m 计。

每天能完成4个桩基础内钢板带起支撑和固定作用的钢管搭设，人工费为280元/天。

单螺母对钢管混凝土柱柱脚调节的时间极短，可忽略不计。

（1）材料节约：
①锚栓安装材料节约（282×0.00617×4.21-15）×（4×4+2×4）×14＝1802.64元（传统的锚栓安装定位环钢板带一般采用直径为28钢筋进行固定和支撑，钢筋按4210元/t计）。

②柱脚标高控制材料节约：0.1×0.1×0.05×8×14×7.85×4500=1978.2元（一般的柱脚标高先采用千斤顶调节控制，再利用铁垫块支撑，铁垫块分布在千斤顶左右两侧，垫块按长宽均为100mm，高以5、10、20mm进行组合固定，现场实际高度在50mm 左右，铁垫块密度为7.85t/m³，单价按4500元/t计。

）
材料节约总计：1802.64+1978.2=3780.84元
（2）人工节约：
①锚栓安装人工节约：282×0.00617×（4×4+2×4）×14×0.75-280×14/4＝239元（钢筋人工费按750元/t计）
②柱脚标高控制人工节约：150×14=2100元（铁垫板柱脚组合固定支撑为150元/根）
人工节约总计：239+2100=2339元
（3）工期节约：
①锚栓安装工期节约（0.5-0.25）×14＝3.5天（锚栓安装定位为0.5天/个，采用钢管搭设的锚栓定位安装为0.25天 /个）
②柱脚标高控制工期节约（0.25+0.2）×14=7天（铁垫板柱脚组合固定支撑为0.25
天/根，移除千斤顶为0.2天/根）
工期节约总计：3.5+7=10.5天
综合比较本工法产生的经济效益为：3780.84+2339=6119.84元；节约工期10.5天。

10.2 技术效益
在大直径钢管混凝土柱柱脚安装的施工上，积累了丰富的同类工艺施工技术处理措施经验，形成了简便、快捷、精准、可行的施工方法。

10.3 社会效益
大直径钢管混凝土柱柱脚安装精度控制稳定，施工周期短，为整个项目从整体上提前了工期，节约了社会资源，也利于环保，并树立企业的良好形象。

11 应用实例
11.1 工程概况
实例1：
重庆市新闻传媒中心一期工程，建筑总面积：约10万m2。

其中四层地下室约4万 m2、裙楼约1.6万 m2、主楼约4.4万m2。

每层有钢管柱14根，钢管柱规格为1200×20、25、30不等。

该工程采用本工法指导大直径钢管混凝土柱柱脚安装，该工程2012年8月开工，2014年1月结构施工完成。

实例2：
机场路拓宽改造工程，项目全长13.8km。

I标段起于东环立交，止于宝圣立交，长度为6.48km，沿途经过金渝立交、农业园立交，总投资约2亿元，该工程属拓改建项目，对道路沿线的原有设施需进行拆除后重建，本标段内有1处新建广告牌，为单柱式钢管柱广告牌，钢管柱直径为1200mm，该广告牌钢管柱柱脚安装施工采用了本工法指导安装，该工程2010年3月开工，2011年5月竣工。

11.2 施工情况
大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工技术，重点控制锚栓定位、（基础）钢管柱标高，认真落实“三检”制度与工序间的交接班，实行技术人员跟踪指导，攻克了许多施工难关，使超大钢管柱结构保质、按期、安全地施工，确保了工程的施工质量与进度。

得到了有关单位的高度评价，同时也积累了施工经验，为我司取得了信誉，获得良好的经济效益和社会效益。

11.3 施工结果评价
大直径钢管混凝土柱柱脚安装施工工法的应用实现了设计意图，能够保证大直径钢管柱结构的质量，缩短了施工工期，取得了良好的社会效益和经济效益，得到了业主等参建单位的一致好评。