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某科技公司厂房钢柱位置纠偏工程加固应用实践

夏玲琼
  
明日
2022年14期
湖南省同宇土木建设有限公司 湖南 长沙 410217

【摘要】某厂房内部静压桩施工,导致厂房一侧钢柱发生侧移及标高发生变化,需对位置发生变化的钢柱进行位置纠偏,钢柱位置纠偏涉及到水平X向和标高Z向的位置调整,先后顺序是先调整水平X向,再调整竖向的Z向标高,实践表明该方法技术合理,经济效果良好,可为类似加固工程提供借鉴。

【关键词】厂房钢柱,纠偏工程,加固工程

一、工程概况

本工程为本工程为湖南某科技公司智能装备产业化项目1#联合厂房,建设场地位于湖南省常德市。上部结构体系: 厂房采用轻型门式刚架结构,厂房总长为225m,柱距为9m,总宽为144m,由30m单跨修饰车间及24m+24m+24m+24m四连跨联合厂房组成。屋盖均采用轻型钢结构屋面,露天跨内配有单层钢筋混凝土辅房。本工程的结构设计使用年限:主体结构50年,屋面及墙面维护系统及压型钢板15年。地上1层,无地下室。因厂房内部静压桩施工,导致一侧钢柱发生侧移以及标高发生相对变化,现对位置发生变化的钢柱进行位置纠偏。钢柱纠偏构件包括C轴柱16-23,垂直偏差值12-90不等,水平偏差值区间为20-60之间。

二、施工技术方案

(一)整体施工部署

施工前应对现场进行清场工作,在拆除施工安全范围进行围挡搭设或者设置安全隔离区,禁止无关人员随意进出施工现场。施工前还应先将钢柱周边1.5米范围内的墙体和设备设施迁移,以及清除承台上部的覆土,使得承台上表面外露。施工过程中涉及到多个钢柱位置纠偏,全部钢柱的纠偏应同时进行施工。

钢柱位置纠偏涉及到水平X向和标高Z向的位置调整,这两个方向的先后顺序是先调整水平X向,再调整竖向的Z向标高。

在钢柱位置纠偏施工前、中、后都要进行全过程的测量和监测,水平方向定位用全站仪定位(甲方提供坐标点);竖向标高用高精度水平仪测量,每个钢柱位置纠偏施工时都应设置一个测量后视点及一个复核后视点,两者结果同时在误差允许范围以内才算合格。钢柱的垂直度在施工时要用经纬仪同步监测,一旦钢柱的垂直度超过规范允许范围或者出现异常情况,立即停止纠偏施工,利用下部的调节螺母调正后再进行施工[1]。

水平纠偏施工前,与纠偏钢柱连接的吊车梁上的连接螺栓应拧松其螺母,以避免纠偏过程中施工对连接节点产生次生应力或破坏,但螺栓和螺母不取出来,防止吊车梁脱落。水平纠偏过程中应分阶段同时进行纠偏施工,纠偏的顺序从16轴→23轴,相邻柱每次偏移不宜大于5mm,直到水平位置纠偏到位,且每偏移一次应采用经纬仪进行观测,确认垂直度在纠偏控制范围之内后再进行下一次偏移。

(二)施工步骤

整体的施工采用施工准备—设置隔离区—柱脚加固处理—柱脚拆除施工—X向调整—Z向调整结合Y向调整—柱脚恢复的步骤进行。

1.土方开挖及墙体拆除

钢柱承台已经覆土以及靠钢柱的外墙已经完成,在施工开始时先进行承台周边的墙体拆除和土方作业,将纠偏钢柱周边1.8米范围的墙体拆除,以及最上阶承台四周1.5米,承台顶面以下1.6米(深度不够的挖至二级承台顶面)的土方清出[2]。

2.柱脚加固处理

将承台下部四周植入钢筋20@150,以及抗剪筋20@300梅花布置。

3.局部混凝土凿除

将底板下部混凝土的凿除施工(人工凿除),凿除高度大约200mm,使原结构的螺杆外漏,此时钢柱所有荷载由原有的6根M48螺杆支撑。

4.底板扩大及新增加劲肋

原钢柱底板是1030×680×32mm的钢板(厚度同原底板),现用同厚度的钢板将底板扩大,扩大范围是超过承台最上边混凝土边300mm,并且在扩大的底板上新增8处开孔150mm×60mm(用于水平方向纠偏)。新增加劲肋高度800mm,厚度20mm,长度为钢柱的交界面至底板边缘,新增Q235M48螺杆(用于竖向调节和钢柱垂直度调节),植入二级承台深度大于等于400mm,最后用比原基础砼强度高一等级的混凝土浇筑至承台顶面下600mm的高度。

5.原结构螺杆切除

将外漏的原结构的螺杆切除,此时钢柱的全部荷载由8根Q235M48螺杆支撑。

6.位置纠偏

纠偏顺序是先进行水平纠偏,再进行竖向纠偏。在水平纠偏前,在承台上浇筑一个200×200mm的反力装置混凝土柱,主筋植入承台≥15d,然后利用千斤顶将钢柱在水平方向恢复到设计位置。

水平纠偏施工前,与纠偏钢柱连接的吊车梁上的连接螺栓应拧松其螺母,以避免纠编过程中施工对连接节点产生次生应力或破坏,但螺栓和螺母不能从螺栓孔取出,防止吊车梁脱落。水平纠偏过程中应分阶段同时进行纠偏施工,纠偏的顺序先从偏移量最大的开始纠偏,每次纠偏5mm,待监测数据无异常情况后再进行下次纠偏;偏移量最大钢柱纠偏调节到与第二大偏移量钢柱相同偏移量时,两柱同时进行调节,同样每次纠偏量不超过5mm,以此类推。当同时调节两柱或以上时,调节顺序从16轴→23轴,相邻柱每次偏移不大于5mm,直到水平位置纠偏到位,且每偏移一次应采用经纬仪进行观测,确认垂直度在纠偏控制范围之内后再进行下一次偏移。

待水平方向调整后,利用8根Q235M48螺杆的调节螺母进行竖向调节,调节单螺母时不能调节过度,每次转动半周为宜,8个调节螺母按照顺时针调节,调节到设计的标高即可,在钢柱位置纠偏施工前、中、后都要进行全过程的垂直度测量和监测,防止垂直度超过规范允许范围。

7.柱脚恢复

钢柱位置纠偏施工完成后,柱脚增大截面300mm,用比原基础砼强度高一等级的混凝土将扩大后底板下部的柱脚浇筑,最后将土方回填恢复至原有标高即可。

四、结语

目前,随着钢结构建筑日益增多,钢结构安装过程中钢柱的偏差,受各种因素影响不宜控制,本项目通过对厂房钢柱进行位置纠偏采用取得了良好的效果,做到了既经济又安全合理。

【参考文献】

[1]GB 50205-2020,钢结构工程施工质量验收标准[S].

[2]张广灿,李晓东,陈浩,席向东,某工厂钢结构厂房地基沉降影响专项分析.土木工程新材料、新技术及其工程应用交流会论文集(下册)[C]. 2019

【作者简介】

夏玲琼(1983~),男,汉族,湖南省益阳人,工学博士,湖南省同宇土木建设有限公司总经理,工程师,主要从事建筑结构研究。

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