1、超高层带抗剪键钢柱地脚锚栓施工 杨秀举 石峰 梁思远 张文斌 中建八局钢结构工程公司 摘 要： 本文介绍了青岛海天中心项目三个塔楼 T1、T2、T3 首节钢柱柱底设计中抗剪键、抗剪键与筏板基础上层钢筋网的冲突, 通过对锚栓套架的设计, 准确定位抗剪键位置, 并设置钢筋挡板, 使筏板基础上层钢筋绕过抗剪键位置, 确保筏板的整体性。关键词： 超高层; 钢柱; 抗剪键; 锚栓套架; 1. 工程概况青岛海天大酒店改造项目 (海天中心) 一期位于青岛市市南区香港西路 48 号, 由三个塔楼和两个裙房组成, T1、T2、T3 塔楼高度分别为 198 米 (42 层) 、369 米 (73 层) 、240
2、米 (55 层) 。主要功能为办公、酒店、企业品牌中心、公寓、商业、观光、艺术中心、博物馆、地下车库及附属配套设施等。2. 钢结构特点钢结构主要分布于地下室, T1、T2、T3 塔楼及东西两个裙房。总用钢量约 4.5万吨, 构件主要截面形式为十字型、H 型、圆管、箱型及钢板等, 构件材质主要为 Q345B、Q390B、Q390GJC、Q420B、Q420GJC 等。图 1 青岛海天中心效果图 下载原图2.1 钢构件主要参数2.2 筏板基础及首节钢柱特点T1、T2、T3 基础均采用筏板基础, 其中 T1、T3 筏板基础厚度为 2 米, 配筋为双层双向 32200, T2 筏板基础厚度为 3 米,
3、 配筋为双层双向 36150;筏板中部另配 12200 构造筋, 筏板上部通长钢筋连接在支座, 下部通长钢筋连接在跨中, 筏板通长钢筋需按受拉钢筋要求连接、锚固。由上述设计说明可知T1、T3 筏板基础的钢筋网孔理论尺寸为 163163mm, T2 筏板基础钢筋网孔理论尺寸为 109109mm。图 2 筏板基础上钢柱柱脚节点示意图 下载原图按照设计要求, 首节钢柱柱脚均设置抗剪键, 通用节点如图 2 所示。由上图可知抗剪键的规格为 150150。带抗剪键钢柱柱脚实物如图 3 所示。图 3 带抗剪键钢柱 下载原图3. 施工重难点3.1 锚栓安装方式钢柱脚锚栓安装方式通常有两种:一种为定位板及锚栓后
4、放, 即将定位环板设置在上层钢筋网片上, 锚栓下端用另一块定位板或角钢等与钢筋及钢筋支架固定, 适用于锚栓数量少, 浇筑方量小的基础;另一种为使用锚栓套架, 将锚栓事先使用套架固定好相对位置, 再将套架放在基础下层钢筋上, 适用于锚栓数量多、相对位置复杂、一次浇筑方量大的基础。两者施工工序上有所区别, 前者需要等基础上层钢筋铺设完毕后进行施工, 后者需在基础底层钢筋铺设完毕, 中层、上层钢筋铺设之前进行施工。本工程针对钢柱具体情况, 两种定位方式均有使用。3.2 抗剪键位置留设对于 2.2 条所述钢筋网孔, T1、T3 的网孔虽然理论上尺寸足够抗剪键通过, 但采用定位板及锚栓后放的安装方法时,
5、 因上层钢筋先铺设, 钢筋不一定刚好让开锚栓及抗剪键位置 (图 4 所示) , 故需要对已铺设钢筋进行移位, 要达到同时能让开锚栓和抗剪键位置时, 钢筋的位置有可能调整较大, 费工又费时。而T2 的上层钢筋网孔本来就不足以让抗剪键通过, 故如果按照定位板及锚栓后放的施工方法, 所有抗剪键位置的上层钢筋均需撬开让出位置, 返工工作量很大。故含抗剪键钢柱的地脚锚栓采用锚栓套架先进行安装、后铺设上层钢筋的方式, 便于钢筋绕开锚栓及抗剪键位置。图 4 定位板及锚栓后放与钢筋碰撞示意图 下载原图3.3 浇筑振捣影响因筏板基础一般采用溜管、地泵、汽车泵等方法进行浇筑。采用地泵时泵管支架设在筏板基础上层钢筋
6、网上, 泵送混凝土时的冲劲产生的振动, 容易对固定在上层钢筋网上的锚栓产生影响而导致锚栓偏位。4. 锚栓套架设计根据上述分析, 含抗剪键柱脚锚栓套架设计需要满足两个基本条件:一是抗剪键位置要预先留出;二是与上层钢筋尽量不接触, 减少浇筑振动对锚栓及套架的影响。锚栓套架的定位板及支撑角钢设置在上层钢筋下, 距上层钢筋 100mm 位置, 且定位环板顶标高比钢柱抗剪键底标高低 30mm。锚栓套架设计如图 5 所示。图 5 锚栓套架设计图 下载原图为防止锚栓套架安装后, 后续土建施工时将筏板上层钢筋穿过预留的抗剪键位置, 在抗剪键定位框角钢上四个方向各焊上一块钢筋挡板, 该钢板的顶标高及底标高分别为
7、上层双向钢筋的上下皮标高。5. 锚栓安装方案5.1 施工流程筏板基础底部钢筋铺设锚栓套架安装及加固钢筋支架安装筏板中部构造筋绑扎筏板上部钢筋铺设锚栓定位复测基础底板混凝土浇筑。5.2 锚栓安装先将锚栓先安装到套架上, 初步调整标高, 然后将锚栓及套架整体吊到筏板底筋上, 用全站仪定位。轴线位置调整完毕后, 为避免套架受后续施工工序操作碰撞及浇筑混凝土的侧向流动影响精度, 套架需设置斜撑加以固定。调整锚栓顶标高达到设计标高后固定。全部校正、加固完毕后使用 pvc 套管对锚栓螺纹进行保护, 顶部做好封堵。上层钢筋铺设时, 现场管理人员加强巡检, 如果有钢筋挤压锚栓的情况应及时挪开并重新对锚栓进行复
8、核。安装完成后筏基上部钢筋绕开抗剪键位置实际情况如图 6 所示。图 6 筏基上部钢筋绕开抗剪键位置图 下载原图6. 结语超高层建筑钢柱地脚锚栓施工中, 因基础厚度较大, 且部分钢柱位置位于电梯坑附近, 是否设置锚栓套架可根据具体情况而定。一般来说, 对于截面不复杂的小钢柱, 单根柱脚锚栓数量较少时, 可以不设置锚栓套架, 将定位板、锚栓与上层钢筋固定好即可;而对于截面复杂、锚栓数量多的钢柱, 其地脚锚栓施工时应设置锚栓套架, 特别是像本工程这种钢柱柱脚底板下设置抗剪键的, 更应该先放置锚栓套架后铺设上层钢筋, 避免未正确留设抗剪键位置而导致钢柱安装困难的情况出现。参考文献1中建八局钢结构工程公司:青岛海天中心地脚锚栓施工方案.2016 2中国建筑股份有限公司:GB50755-2012 钢结构工程施工规范.北京:中国建筑工业出版社, 2012.
