天津高银117大厦超长超大直径锚栓群施工技术
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由于缺乏在大体积混凝土中直接埋设高强锚 栓的技术资料，而大体积混凝土内部温度发展变化 及其干缩徐变对高强锚栓初始应力的影响较为复 杂，故在高 强 锚 栓 实 际 预 埋 之 前，开 展 大 体 积 混 凝 土中埋设高强锚栓的模拟浇筑试验，监测高强锚栓 的应力变化规律，研究大体积混凝土应变对内埋的 高强锚栓初始应力的影响规律，为实际施工提供技 术支持。 2. 2 测点布置
钢板-混凝土组合剪力墙（ 混凝土内包钢板和劲 性钢骨） 、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱等由于其优 越的抗震及抗火性能而广泛用于超高层建筑结构 中。我国结构设计中仅在钢管柱或劲性柱中设置
* 中建三局研发课题项目（ CSCEC3B-2011-39） ［作者简介］ 陈 志 刚，副 总 经 理，高 级 工 程 师，E-mail： 380827210 @ qq． com ［收稿日期］ 2014 -09 -10
Abstract： With the wider application of steel plate concrete shear wall，concrete filled steel tubular column and steel reinforced concrete column in super high-rise building，construction issues of super-long and super-large diameter anchor bolts are more prominent when the above members are connected to the foundation raft． Based on the construction practice of super-long and super-large diameter anchor bolts of the giant steel column and steel plate concrete shear wall of Tianjin Gaoyin 117 Building，it is concluded that the effect of the concrete strain on initial stress of anchor bolts is in design range through test analysis． According to the result above，the anchor bolt with sleeve is optimized to the directly-embedded anchor bolt，which increases the quality of the project and reduces the schedule； positioning accuracy and fixation reliability of anchor bolt are assured by means of bracing frame and segmentation lifting of the anchor bolts． Based on the research above，construction of super-long and super-large diameter anchor bolts is got，which consists of technology of locating anchor bolt，technology of hoisting anchor bolt， analysis of the effect of mass concrete strain on initial stress of super-long and super-large diameter anchor bolts． Key words： tall buildings； bolts； initial stress； location； hoists
图 3 巨型柱锚栓 Fig． 3 The giant column anchor bolts
栓，强度等级为 345 级，上下两端直径为 60mm，长 度 1 200mm，单片剪力墙底部锚栓共 54 根，合计 216 根。如图 4 所示。 1. 3 施工技术难点
1） 高强锚栓最大直径为 75mm，长度达 5. 5m， 质量约 0. 3t，制作、运输及吊装难度大。
有锚栓，在 剪 力 墙 中 设 置 钢 板 并 预 埋 锚 栓 的，目 前 国内尚属初步使用阶段； 在巨型柱锚栓应用方面， 尚无直径超过 50mm、长度超过 5m 的锚栓相关应 用； 对于长度、直径均特别大，锚栓数量多的超长超 大直径锚栓群施工，国内外尚无较全面的研究［1-6］。 因此，超长超大直径锚栓群定位及安装等施工技术 难题亟待解决。
［摘要］ 随着钢板-混凝土组合剪力墙、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱等构件形式愈加广泛地应用于超高层建筑结
构中，上述构件与基础筏板连接时面临的超长超大直径锚栓群施工问题愈发突出。基于天津高银 117 大厦巨型钢
柱及钢板-混凝土组合剪力墙底部超长超大直径锚栓群施工实际，通过模拟试验，分析得出大体积混凝土水化过程
图 4 钢板-混凝土组合剪力墙锚栓 Fig． 4 Steel plate concrete composite shear wall anchor bolts
一结果，将 带 套 筒 的 锚 栓 优 化 为 直 埋 式 锚 栓，保 证 了施工质量，加快了工期； 在此基础上通过研发超 长高强锚栓 群 定 位 工 具，优 化 吊 装 工 艺，保 证 了 锚 栓的精准定位以及固定的可靠性。 2 混凝土应变对高强锚栓初始应力的影响研究 2. 1 试验目的
2） 底板高强锚栓数量大，筏板桩头钢筋密集， 底板主筋层 数 多、钢 筋 直 径 大，锚 栓 定 位 与 钢 筋 冲 突多，且锚 栓 施 工 给 定 的 时 间 短，锚 栓 群 的 支 撑 架 系统设计要求高。
3） 基础筏板厚、混凝土强度高，混凝土收缩对 锚栓初始应力影响难判断，给施工带来不确定性。
本文基于天津高银 117 大厦巨型柱及钢板剪力
10
施工技术
墙底部锚栓施工实际，对超长超大直径锚栓群施工涉 及的相关关键技术难点进行研究，形成了大直径锚栓 群定位技术、大直径锚栓群安装施工技术、超大体积 混凝土收缩对大直径超长高强锚栓初始应力影响分 析等成套超长超大直径锚栓群施工关键技术。 1 工程背景 1. 1 工程简介
第 44 卷
图 2 天津高银 117 大厦底板平面布置 Fig． 2 Layout plan of Tianjin Gaoyin
117 Building foundation raft
图 1 天津高银 117 大厦效果 Fig． 1 Effect of Tianjin Gaoyin 117 Building
Chen Zhigang1，2 ，Ye Jian2
（ 1． School of Civil and Architectural Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China； 2． General Construction Company of CCTEB Group Co． ，Ltd． ，Wuhan，Hubei 430064，China）
针对上述施工技术难点，施工方首先通过模拟 试验，分析得出混凝土水化过程中混凝土自身应变 对锚栓初始应力的影响在设计允许范围内； 基于这
2015 No． 2
陈志刚等： 天津高银 117 大厦超长超大直径锚栓群施工技术
11
图 5 锚栓平面布置 Fig． 5 Layout plan of anchor bolts
2） 补偿片布置 在温度补偿管 A1，A2，A3 埋 设深度 3. 3m 附近焊接 2 块小铁片，A1，A2，A3 每个 铁片上粘贴一个高温温度补偿应变片，并在钢管埋 设深度 1. 3m 和 4. 3m 的位置以同样的方式各焊接 一块小铁片并分别粘贴普通温度补偿应变片，每根
钢管需粘贴温度补偿应变片 4 个，共计 12 个，温度 补偿应变片导线分别从温度补偿管 A1，A2，A3 内部 引出地面。为避免温度补偿管焊接后温度过高而 使应变片损坏，在焊接时应注意及时进行冷却处理。
天津高银 117 大厦是一幢以甲级写字楼为主， 集六星级豪华酒店及其他设施为一体的大型超高 层建筑（ 见图 1） 。大厦总建筑面积 37. 4 万 m2 ，地 下 4 层，地上 117 层，结构高度 596. 2m，混凝土总用 量约 19 万 m3 ，总用钢量约 14 万 t，建成后将成为中 国结构第一高楼。
1） 锚栓、温度补偿管及导线引出管的布置 将 3 根 5. 3m 长的锚栓布置于正方形中心附近，锚栓顶 部露出混凝土块顶面 0. 5m，平面布置如图 5 所示。 1，2，3 即代表 3 根锚栓，并在距每根锚栓 0. 4m 处布 置 2 根钢管，分别为温度补偿管和导线引出管。锚 栓、温度补偿管和导线引出管用支撑架固定于相应 位置，如图 5 所示。
天津高银 117 大厦采用巨型框架支撑 + 钢筋混 凝土核心筒结构体系，内筒为混凝土内包钢板和劲性 钢骨的剪力墙结构，外筒由四角 4 根巨型钢柱与巨型 桁架、巨型斜撑共同组成（ 见图 2） 。巨型柱、剪力墙 钢板和劲性钢骨均通过预埋锚栓与基础筏板连接。 1. 2 锚栓特点
天津高银 117 大厦巨型柱柱脚锚栓采用直径 75mm 的高强锚栓，强度等级为 835 级，上下两端直 径为 90mm，长度 5 540mm，埋入深度约 5. 5m。单根 巨型柱柱脚锚栓共 337 根，合计 1 348 根。锚栓材 质抗拉极限强度 1 080MPa，屈服强度 835MPa。锚 栓理 论 屈 服 荷 载 ≥ 3 687kN，理 论 破 断 荷 载 ≥ 4 548kN。如图 3 所示。
中混凝土自身应变对锚栓初始应力的影响在设计允许范围内； 基于这一结果，将带套筒的锚栓优化为直埋式的锚
栓，保证了施工质量，加快了工期； 通过设置锚栓支撑架、分段分片吊装，保证了锚栓的精准定位以及固定的可靠
性。通过上述研究，形成了大直径锚栓群定位技术、大直径锚栓群安装施工技术、大体积混凝土应变对超长大直径
3） 应变片布置 在锚栓表面每隔 1m 粘贴 2 个 应变片，测点分别布置于锚栓埋设 深 度 0. 3，1. 3， 2. 3，3. 3，4. 3m 处。每根锚栓 10 个测点，共计 30 个 测点。1 号锚栓下部 6 个测点采用高温应变片，2，3 号锚栓埋设深 度 3. 3m 处 两 个 测 点 采 用 高 温 应 变 片，其余测 点 均 采 用 普 通 应 变 片，导 线 绕 导 线 引 出 管 B1，B2，B3 引出地面。 2. 3 数据监测
高强锚栓初始应力影响分析等超长超大直径锚栓群施工关键技术。
［关键词］ 高层建筑； 锚栓； 初始应力； 定位； 吊装
［中图分类号］ TU758. 11
［文献标识码］ A
［文章编号］1002-8498（ 2015） 02-0009-06
Construction of Super-long and Super-large Diameter Anchor Bolts in Tianjin Gaoyin 117 Building
天津高银 117 大厦剪力墙底部锚栓分 2 种： ① 直径 50mm 的高强锚栓，上下两端直径为 60mm，长 度 5 125mm，单片剪力墙钢板底部固定锚栓共 167 根，合计 668 根。锚栓材质抗拉极限强度1 080MPa， 屈服强度 835MPa。锚栓理论屈服荷载≥1 638kN， 理论破断荷载≥2 020kN。②直径 30mm 的普通锚
2015 年 1 月下
施工技术
第 44 卷 第 2 期
CONSTＲUCTION0. 7672 / sgjs2015020009
天津高银 117 大厦超长超大直径锚栓群施工技术*
陈志刚1，2 ，叶 建2
（ 1． 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072； 2． 中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430064）
钢板-混凝土组合剪力墙（ 混凝土内包钢板和劲 性钢骨） 、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱等由于其优 越的抗震及抗火性能而广泛用于超高层建筑结构 中。我国结构设计中仅在钢管柱或劲性柱中设置
* 中建三局研发课题项目（ CSCEC3B-2011-39） ［作者简介］ 陈 志 刚，副 总 经 理，高 级 工 程 师，E-mail： 380827210 @ qq． com ［收稿日期］ 2014 -09 -10
Abstract： With the wider application of steel plate concrete shear wall，concrete filled steel tubular column and steel reinforced concrete column in super high-rise building，construction issues of super-long and super-large diameter anchor bolts are more prominent when the above members are connected to the foundation raft． Based on the construction practice of super-long and super-large diameter anchor bolts of the giant steel column and steel plate concrete shear wall of Tianjin Gaoyin 117 Building，it is concluded that the effect of the concrete strain on initial stress of anchor bolts is in design range through test analysis． According to the result above，the anchor bolt with sleeve is optimized to the directly-embedded anchor bolt，which increases the quality of the project and reduces the schedule； positioning accuracy and fixation reliability of anchor bolt are assured by means of bracing frame and segmentation lifting of the anchor bolts． Based on the research above，construction of super-long and super-large diameter anchor bolts is got，which consists of technology of locating anchor bolt，technology of hoisting anchor bolt， analysis of the effect of mass concrete strain on initial stress of super-long and super-large diameter anchor bolts． Key words： tall buildings； bolts； initial stress； location； hoists
图 3 巨型柱锚栓 Fig． 3 The giant column anchor bolts
栓，强度等级为 345 级，上下两端直径为 60mm，长 度 1 200mm，单片剪力墙底部锚栓共 54 根，合计 216 根。如图 4 所示。 1. 3 施工技术难点
1） 高强锚栓最大直径为 75mm，长度达 5. 5m， 质量约 0. 3t，制作、运输及吊装难度大。
有锚栓，在 剪 力 墙 中 设 置 钢 板 并 预 埋 锚 栓 的，目 前 国内尚属初步使用阶段； 在巨型柱锚栓应用方面， 尚无直径超过 50mm、长度超过 5m 的锚栓相关应 用； 对于长度、直径均特别大，锚栓数量多的超长超 大直径锚栓群施工，国内外尚无较全面的研究［1-6］。 因此，超长超大直径锚栓群定位及安装等施工技术 难题亟待解决。
［摘要］ 随着钢板-混凝土组合剪力墙、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱等构件形式愈加广泛地应用于超高层建筑结
构中，上述构件与基础筏板连接时面临的超长超大直径锚栓群施工问题愈发突出。基于天津高银 117 大厦巨型钢
柱及钢板-混凝土组合剪力墙底部超长超大直径锚栓群施工实际，通过模拟试验，分析得出大体积混凝土水化过程
图 4 钢板-混凝土组合剪力墙锚栓 Fig． 4 Steel plate concrete composite shear wall anchor bolts
一结果，将 带 套 筒 的 锚 栓 优 化 为 直 埋 式 锚 栓，保 证 了施工质量，加快了工期； 在此基础上通过研发超 长高强锚栓 群 定 位 工 具，优 化 吊 装 工 艺，保 证 了 锚 栓的精准定位以及固定的可靠性。 2 混凝土应变对高强锚栓初始应力的影响研究 2. 1 试验目的
2） 底板高强锚栓数量大，筏板桩头钢筋密集， 底板主筋层 数 多、钢 筋 直 径 大，锚 栓 定 位 与 钢 筋 冲 突多，且锚 栓 施 工 给 定 的 时 间 短，锚 栓 群 的 支 撑 架 系统设计要求高。
3） 基础筏板厚、混凝土强度高，混凝土收缩对 锚栓初始应力影响难判断，给施工带来不确定性。
本文基于天津高银 117 大厦巨型柱及钢板剪力
10
施工技术
墙底部锚栓施工实际，对超长超大直径锚栓群施工涉 及的相关关键技术难点进行研究，形成了大直径锚栓 群定位技术、大直径锚栓群安装施工技术、超大体积 混凝土收缩对大直径超长高强锚栓初始应力影响分 析等成套超长超大直径锚栓群施工关键技术。 1 工程背景 1. 1 工程简介
第 44 卷
图 2 天津高银 117 大厦底板平面布置 Fig． 2 Layout plan of Tianjin Gaoyin
117 Building foundation raft
图 1 天津高银 117 大厦效果 Fig． 1 Effect of Tianjin Gaoyin 117 Building
Chen Zhigang1，2 ，Ye Jian2
（ 1． School of Civil and Architectural Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China； 2． General Construction Company of CCTEB Group Co． ，Ltd． ，Wuhan，Hubei 430064，China）
针对上述施工技术难点，施工方首先通过模拟 试验，分析得出混凝土水化过程中混凝土自身应变 对锚栓初始应力的影响在设计允许范围内； 基于这
2015 No． 2
陈志刚等： 天津高银 117 大厦超长超大直径锚栓群施工技术
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图 5 锚栓平面布置 Fig． 5 Layout plan of anchor bolts
2） 补偿片布置 在温度补偿管 A1，A2，A3 埋 设深度 3. 3m 附近焊接 2 块小铁片，A1，A2，A3 每个 铁片上粘贴一个高温温度补偿应变片，并在钢管埋 设深度 1. 3m 和 4. 3m 的位置以同样的方式各焊接 一块小铁片并分别粘贴普通温度补偿应变片，每根
钢管需粘贴温度补偿应变片 4 个，共计 12 个，温度 补偿应变片导线分别从温度补偿管 A1，A2，A3 内部 引出地面。为避免温度补偿管焊接后温度过高而 使应变片损坏，在焊接时应注意及时进行冷却处理。
天津高银 117 大厦是一幢以甲级写字楼为主， 集六星级豪华酒店及其他设施为一体的大型超高 层建筑（ 见图 1） 。大厦总建筑面积 37. 4 万 m2 ，地 下 4 层，地上 117 层，结构高度 596. 2m，混凝土总用 量约 19 万 m3 ，总用钢量约 14 万 t，建成后将成为中 国结构第一高楼。
1） 锚栓、温度补偿管及导线引出管的布置 将 3 根 5. 3m 长的锚栓布置于正方形中心附近，锚栓顶 部露出混凝土块顶面 0. 5m，平面布置如图 5 所示。 1，2，3 即代表 3 根锚栓，并在距每根锚栓 0. 4m 处布 置 2 根钢管，分别为温度补偿管和导线引出管。锚 栓、温度补偿管和导线引出管用支撑架固定于相应 位置，如图 5 所示。
天津高银 117 大厦采用巨型框架支撑 + 钢筋混 凝土核心筒结构体系，内筒为混凝土内包钢板和劲性 钢骨的剪力墙结构，外筒由四角 4 根巨型钢柱与巨型 桁架、巨型斜撑共同组成（ 见图 2） 。巨型柱、剪力墙 钢板和劲性钢骨均通过预埋锚栓与基础筏板连接。 1. 2 锚栓特点
天津高银 117 大厦巨型柱柱脚锚栓采用直径 75mm 的高强锚栓，强度等级为 835 级，上下两端直 径为 90mm，长度 5 540mm，埋入深度约 5. 5m。单根 巨型柱柱脚锚栓共 337 根，合计 1 348 根。锚栓材 质抗拉极限强度 1 080MPa，屈服强度 835MPa。锚 栓理 论 屈 服 荷 载 ≥ 3 687kN，理 论 破 断 荷 载 ≥ 4 548kN。如图 3 所示。
中混凝土自身应变对锚栓初始应力的影响在设计允许范围内； 基于这一结果，将带套筒的锚栓优化为直埋式的锚
栓，保证了施工质量，加快了工期； 通过设置锚栓支撑架、分段分片吊装，保证了锚栓的精准定位以及固定的可靠
性。通过上述研究，形成了大直径锚栓群定位技术、大直径锚栓群安装施工技术、大体积混凝土应变对超长大直径
3） 应变片布置 在锚栓表面每隔 1m 粘贴 2 个 应变片，测点分别布置于锚栓埋设 深 度 0. 3，1. 3， 2. 3，3. 3，4. 3m 处。每根锚栓 10 个测点，共计 30 个 测点。1 号锚栓下部 6 个测点采用高温应变片，2，3 号锚栓埋设深 度 3. 3m 处 两 个 测 点 采 用 高 温 应 变 片，其余测 点 均 采 用 普 通 应 变 片，导 线 绕 导 线 引 出 管 B1，B2，B3 引出地面。 2. 3 数据监测
高强锚栓初始应力影响分析等超长超大直径锚栓群施工关键技术。
［关键词］ 高层建筑； 锚栓； 初始应力； 定位； 吊装
［中图分类号］ TU758. 11
［文献标识码］ A
［文章编号］1002-8498（ 2015） 02-0009-06
Construction of Super-long and Super-large Diameter Anchor Bolts in Tianjin Gaoyin 117 Building
天津高银 117 大厦剪力墙底部锚栓分 2 种： ① 直径 50mm 的高强锚栓，上下两端直径为 60mm，长 度 5 125mm，单片剪力墙钢板底部固定锚栓共 167 根，合计 668 根。锚栓材质抗拉极限强度1 080MPa， 屈服强度 835MPa。锚栓理论屈服荷载≥1 638kN， 理论破断荷载≥2 020kN。②直径 30mm 的普通锚
2015 年 1 月下
施工技术
第 44 卷 第 2 期
CONSTＲUCTION0. 7672 / sgjs2015020009
天津高银 117 大厦超长超大直径锚栓群施工技术*
陈志刚1，2 ，叶 建2
（ 1． 武汉大学土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072； 2． 中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430064）