高精度预埋螺栓施工技术

高精度预埋螺栓施工技术

高 精 度 预 埋 螺 栓 施 工

一、工程概况：

我局承建的航天集团8102工程157-1号建筑物，是航天集团高新工程之一，是国家重点军事工程。该建筑物地上四层、地下局部一层，其地下部分为动态环境模拟系统。

动态环境模拟系统设备基础中，为了进行摇摆台安装而预埋螺栓，其中28×M42沿Φ2700圆周均匀布置，螺栓为标准粗牙330mm长，埋深1500mm；4×M42正方形布置，螺栓为标准粗牙350mm长，埋深1500mm；4×M30正方形布置，螺栓为标准粗牙220mm长，埋深1050mm。该设备基础中所有的埋螺栓的精度要求为：螺栓预埋平面精度≤0.25mm，垂直精度≤0.25mm，位置度≤0.5mm，施工时需和设备厂家密切配合，以满足设备安装要求。所有螺栓材料为

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二、螺栓预埋方案：

由于所有预埋螺栓的安装精度要求非常之高，以现有土建常规预埋施工技术难以达到设计要求，因此螺栓的预埋施工是该工程的难点与重点，必须采取特殊方法进行。经过我们研究，决定采用如下方案进行螺栓的预埋施工。

加工一种特制的模具（见图2），安放在特制的支架上（见图3），将要预埋的螺栓穿在模具中，在保证螺栓相对平面位置、螺栓与模具的垂直度的情况下，

模具的位置及水平精度后，即可保证螺栓的位置及垂直度。在校正无误后，将模具与支架焊接成整体，并将三个支架的相对位置固定，复测无误后进行混凝土浇筑。在混凝土浇筑过程中，用高精度激光经纬仪从两个方向对支架及模具的位移进行监测，保证其在混凝土浇筑过程中不发生偏移。混凝土浇筑完成后，

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对螺栓位置进行复测，无误后将螺栓外露部分涂上黄油、套PVC管加以保护，并严禁在其它工序施工过程中碰撞螺栓。（注：图2、图3中仅以28×M42螺栓预埋为例）

三、施工过程及措施：

1、螺栓、螺母、模具及支架的加工：

由于螺栓的预埋精度要求很高，因此螺栓、模具及支架的加工精度也必须很高，我们委托院内具有钢结构精加工能力的某厂家进行加工及现场组装。所有的原材料需具备出厂材质证明书及复试报告，加工方法及加工精度要求如下： 螺栓、螺母：螺栓螺牙部分同轴偏心≤0.1m，其余加工精度按国家规范执

行；螺母是用来将螺栓固定在模具上的，要求为精制螺母，加工精度按国家规

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范执行。

支架：支架要求为刚性体，以减少变形，保证螺栓精度。支架采用槽钢与角钢及钢板焊接组成，其中支架顶面托板要求刨平，支架与托板焊接时应在平台上进行，保证顶面的托板在同一平面上，误差不得大于0.5mm，其余加工精度按国家规范执行；

模具：因模具长宽为3m×3m，没有现成的钢板可供使用，需采用两块钢板对接拼焊组成，焊接完成后需进行退火处理，以消除温度应力，模具上下两面需采用刨床刨平，表面平整度≤0.1mm，用来穿螺栓的孔需采用落地镗进行镗孔，且使用设备厂家提供模板配钻进行加工，孔径偏差≤0.1mm，孔的相对位置偏差≤0.1mm；模具上的定位十字线要求偏差≤0.1mm，宽度为0.1mm。

螺栓、支架及模具加工完成运至现场后，我们按加工精度要求组织有关人员进行验收，均达到了我们要求的加工精度，为后续工作创造了良好的条件。

2、支架预埋：

支架处基础垫层局部加厚50cm（见图3），该部分的混凝土分两次浇筑，第一次浇筑至支架下托板下表面，要求混凝土表面平整，然后将支架吊装就位，再浇筑上部混凝土。支架预埋时，使用经纬仪控制支架的轴线偏差、水准仪控制支架上托板的水平精度，保证支架顶面托板标高误差控制在0~－1mm，轴线误差控制在2mm，以便进行模具安装及校正。

3、模具及螺栓安装：

垫层全部浇筑完成并达到一定的强度后，将三个支架的相对位置固定，开始安装模具。模具在吊装过程中要防止变形，放在支架托板上后，先将螺栓穿

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在模具上，用螺母大致固定，然后校正模具的位置及水平度。

我们使用两台高精度激光经纬仪分别从南北、东西两个方向进行位置校正，一台高精度水准仪及百分尺进行模具的水平度校正，模具的位置采用人工水平推移，水平度采用8个M20细牙调平螺栓（其中4个安装在模具上，4个安装在支架上）进行调整。

首先调节调平螺栓，将模具找水平，然后调整模具位置，保证模具上的十字线与轴线在同一条直线上，然后再调水平，依次反复，直至位置度与水平度均满足要求。然后将预埋螺栓用螺母上下夹紧在模具上，并用直角尺及千分尺的进行测量，保证预埋螺栓的相对位置及相对于模具的垂直度。而后再校核模具的位置度及水平度，无误后将所有的调平螺栓顶紧，支架托板与模具之间的空隙用垫铁塞实，并将模具与支架托板点焊、螺母与模具点焊，使其连接牢固，在进行这些工作时，必须对模具的位置度及水平度以及螺栓相对于模具的垂直度进行跟踪观测，防止发生变形影响精度。

5、设备基础钢筋绑扎：

模具与螺栓安装就位并固定牢固后，进行设备基础钢筋绑扎。设备基础钢筋共有5层，钢筋密且配筋大，此时钢筋位置与支架、螺栓的位置发生冲突，因预埋螺栓的精度是整个设备基础施工的关键，在我们与业主、设计及监理协商后，决定以支架及螺栓为重，底板筋绑扎过程中，尽量使钢筋避开螺栓和支架，其次还要尽可能的保证钢筋的位置。在某些钢筋碰到支架、螺栓时进行切断，在不影响支架、螺栓位置的地方进行加筋，加筋与切断钢筋的水平搭接不小于50d。

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钢筋绑扎完毕后，再次对模具及螺栓的位置进行复核，观察支架、模具及螺栓的位置，保证螺栓的精度。

6、设备基础混凝土浇筑及养护：

在浇筑设备基础混凝土前，我们编制了设备基础混凝土浇筑方案，该设备基础厚达2.5m，也是大体积混凝土浇筑，并组织操作工人进行现场技术交底，并规定闲杂人员不得进入施工现场，安排测量人员跟踪测量螺栓位移，保证在浇筑过程中不使支架等发生位移。

在浇筑支架附近混凝土时，垂直对称下料，在振捣混凝土时，需格外小心，防止碰撞钢筋、模具、螺栓及支架，以防引起螺栓位移。

由于我们准备充分，技术措施得当，因而在整个浇筑过程中，螺栓未发生偏移，整个过程相当完美。混凝土浇筑完成后，我们对露出混凝土表面的螺栓进行了测量，各项偏差均在图纸要求范围之内，由于距离设备安装还有一段时间，我们又安排了专人负责螺栓的成品保护工作，防止在后续工作中碰撞螺栓。 2001年4月下旬，设备厂家进行设备安装时一次吊装就位，未发生任何问题，为设备的安装调试创造了良好的条件，得到了业主、监理及设备厂家的一致好评，表扬我们为祖国的航天科技做出了贡献。通过成功地完成高精度预埋螺栓的施工，为八局在航天一院赢得了良好的声誉，为我们在一院、在北京进一步开拓市场创造了良好的开端。