专利名称：先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法及施工用钢支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢骨混凝土框架结构的房屋的基础部分的施工方法，以及一种应用在这种施工方法中的钢支架。
背景技术：
采用了钢骨混凝土框架结构设计的房屋在施工时，钢骨混凝土框架结构中的第一节钢柱包裹在大体积混凝土基础中。对于这种结构，传统的施工方法是，在灌注桩施工完成后，在灌注桩的顶部按标高进行第一段混凝土浇筑施工，并在该段混凝土上埋设钢柱地脚螺栓，该段混凝土浇筑完毕后再立第一节钢柱(将第一节钢柱与钢柱地脚螺栓连接)，然后再进行第二段混凝土浇筑施工，最后形成大体积混凝土基础包裹住第一节钢柱的结构。这种传统的施工方法具有以下两点缺点:1、由于采用的是分层施工方式(即大体积混凝土基础的浇筑施工分为第一段混凝土浇筑施工和第二段混凝土浇筑施工)，所以大体积混凝土基础中会有施工缝。2、施工周期长，施工效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法及施工用钢支架，要解决传统的施工方法筑成的大体积混凝土基础有施工缝的技术问题；并解决传统的施工方法施工周期长、施工效率低的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于步骤如下:步骤一、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的设计、制作；所述先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架包括一根横向钢梁和两根横向钢梁支腿，所述横向钢梁的中间段设有与第一节钢柱上的钢柱柱脚板连接用的钢柱柱脚连接平台，所述两根横向钢梁支腿分别焊接连接在向钢梁的两端，其中横向钢梁支腿的上端与横向钢梁焊接连接，横向钢梁支腿的下端设有与灌注桩的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板。步骤二、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的定位、安装；即在灌注桩施工完成后，采用分件吊装法在第一节钢柱安装位置四周的灌注桩的顶部安装先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，使先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架支设在灌注桩的顶部，并且使钢支架与灌注桩固定连接牢固。步骤三、第一节钢柱的安装、校核；先使第一节钢柱就位，即使第一节钢柱通过钢柱柱脚板、钢柱柱脚连接平台和调整螺栓与先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架连接，同时通过调整螺栓来调整第一节钢柱的标高、轴线偏差和垂直度，第一节钢柱安装好并调整完成后，再在第一节钢柱与第一节钢柱之间连接临时固定钢梁，使所有的第一节钢柱通过临时固定钢梁连接在一起。步骤四、采用混凝土一次浇筑成型施工方法来进行大体积混凝土基础的浇筑施工。
所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架可以采用搭接焊接方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部进行钢支架定位放线，然后用钢筋将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部的桩顶钢筋搭接焊接连接。所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架也可以采用桩顶埋设锚栓方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部放线、钻孔和埋设化学锚栓，通过化学锚栓将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部连接。所述步骤三中，第一节钢柱安装好并调整完成后，还可以在第一节钢柱与横向钢梁之间连接钢柱斜撑。所述先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架还可以包括一根纵向钢梁和一根纵向钢梁支腿，所述纵向钢梁的一端与横向钢梁的中间段焊接连接，纵向钢梁的另一端与纵向钢梁支腿的上端焊接连接，纵向钢梁支腿的下端设有与灌注桩的顶部连接用的纵向钢梁支腿柱脚板。所述第一节钢柱为圆钢管柱或H型钢柱。一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，其特征在于:包括一根横向钢梁和两根横向钢梁支腿，所述横向钢梁的中间段设有与第一节钢柱上的钢柱柱脚板连接用的钢柱柱脚连接平台，所述两根横向钢梁支腿分别焊接连接在向钢梁的两端，其中横向钢梁支腿的上端与横向钢梁焊接连接，横向钢梁支腿的下端设有与灌注桩的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板。该先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架还可以包括一根纵向钢梁和一根纵向钢梁支腿，所述纵向钢梁的一端与横向钢梁的中间段焊接连接，纵向钢梁的另一端与纵向钢梁支腿的上端焊接连接，纵向钢梁支腿的下端设有与灌注桩的顶部连接用的纵向钢梁支腿柱脚板。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:本发明所述施工方法采用了先立第一节钢柱后浇筑大体积混凝土基础的施工顺序，大体积混凝土基础的浇筑施工过程不再采用分层施工方式，所以筑成的大体积混凝土基础没有施工缝。本发明所述施工方法采用了先立第一节钢柱后浇筑大体积混凝土基础的施工顺序，它能有效提高施工进度，加快土建工作效率，缓解了大体积混凝土基础工程施工周期长、效率低的缺点，还缓解了冬季施工遮盖的保温棚不具备安装钢柱的压力(即可以利用第一节钢柱搭暖棚，不用再搭设钢管架子了)。本发明还设计了一种安装在钢柱四周的灌注桩的顶部的钢支架，通过这个钢支架，能够使第一节钢柱在大体积混凝土基础未到位的情况下进行标高、轴线定位控制、从而实现钢柱的安装。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是第一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的俯视示意图。图2是第一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架设置在第一节钢柱与灌注桩之间的立面结构示意图。图3是第二种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与第一节钢柱连接的立体示意图。图4是第一节钢柱通过临时固定钢梁连接在一起的示意图。图5是先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法的施工流程示意图。图6是先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的安装流程示意图。附图标记:1 一横向钢梁、2 —横向钢梁支腿、3 —纵向钢梁、4 一纵向钢梁支腿、5 一临时固定钢梁、6 —钢柱斜撑、7 —灌注桩、8 —第一节钢柱、9 一钢柱柱脚连接平台、10 一钢柱柱脚板、11 一横向钢梁支腿柱脚板、12 —纵向钢梁支腿柱脚板、13 —筏板顶面、14 一筏板底面、15 —调整螺栓。
具体实施例方式所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架有两种。第一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架参见图1、图2:包括一根横向钢梁I和两根横向钢梁支腿2，所述横向钢梁I的中间段设有与第一节钢柱(也叫底层柱)上的钢柱柱脚板10连接用的钢柱柱脚连接平台9，横向钢梁I通过钢柱柱脚连接平台9与第一节钢柱上的钢柱柱脚板10连接，所述两根横向钢梁支腿2分别焊接连接在向钢梁I的两端，其中横向钢梁支腿2的上端与横向钢梁I焊接连接，横向钢梁支腿2的下端设有与灌注桩7的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板11 (也叫横向钢梁支腿柱脚法兰盘);横向钢梁支腿2通过横向钢梁支腿柱脚板11与灌注桩7的顶部连接。第二种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架参见图3:与第一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架不同之处在于，第二种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架是在第一种的基础上，增加了一根纵向钢梁3和一根纵向钢梁支腿4，所述纵向钢梁3的一端与横向钢梁I的中间段焊接连接，纵向钢梁3的另一端与纵向钢梁支腿4的上端焊接连接，纵向钢梁支腿4的下端设有与灌注桩7的顶部连接用的纵向钢梁支腿柱脚板12 (也叫纵向钢梁支腿柱脚法兰盘)，纵向钢梁支腿4通过纵向钢梁支腿柱脚板12与灌注桩7的顶部连接。参见图5所示，所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其步骤如下。步骤一、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的设计、制作；所述先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架包括一根横向钢梁I和两根横向钢梁支腿2，所述横向钢梁I的中间段设有与第一节钢柱8上的钢柱柱脚板10连接用的钢柱柱脚连接平台9，所述两根横向钢梁支腿2分别焊接连接在向钢梁I的两端，其中横向钢梁支腿2的上端与横向钢梁I焊接连接，横向钢梁支腿2的下端设有与灌注桩7的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板11 (也叫横向钢梁支腿柱脚法兰盘)；
先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架在设计时，要实测出钢柱四周灌注桩间距和灌注桩顶标高，以钢柱四周灌注桩间距来作为横向钢梁I的长度，以柱脚混凝土上坪设计标高减去桩顶标高来作为钢支架的高度，此外还要根据第一节钢柱的重量来设计钢支架的截面尺寸。先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架通常以热轧H型钢为原料制作，是一个空间独立稳定的单元。此外，为便于先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架及第一节钢柱的定位调节，横向钢梁支腿柱脚板11(有纵向钢梁3和纵向钢梁支腿4时，还包括纵向钢梁支腿柱脚板12)、钢柱柱脚连接平台9和钢柱柱脚板10 (也叫钢柱柱脚法兰盘)上的连接孔孔径最好是比连接它们的锚栓的直径大IOmm左右。步骤二、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的定位、安装；即在灌注桩7施工完成后，采用分件吊装法在第一节钢柱安装位置四周的灌注桩的顶部安装先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，使先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架支设在灌注桩的顶部，并且使钢支架与灌注桩固定连接牢固。采用分件吊装法时，吊具选用钢丝绳和卡环，并应进行强度验算，强度值必须有足够的强度以保证安全(有纵向钢梁3和纵向钢梁支腿4时，绑扎位置要在钢支架的横向钢梁I与纵向钢梁3的交叉部位)。先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架就位后，要用经纬仪对横向钢梁支腿柱脚板11 (有纵向钢梁3和纵向钢梁支腿4时，还包括纵向钢梁支腿柱脚板12)进行校正，还要再复查一次平面位置和标高，保证它们在规范规定的偏差以内。所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架可以采用搭接焊接方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部进行钢支架定位放线，然后用钢筋将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部的桩顶钢筋搭接焊接连接。具体来说，需要将横向钢梁支腿柱脚板11 (有纵向钢梁3和纵向钢梁支腿4时，还包括纵向钢梁支腿柱脚板12)与桩顶钢筋焊接。所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架也可以采用桩顶埋设锚栓方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部放线、钻孔和埋设化学锚栓，通过化学锚栓将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部连接。使用化学锚栓时，要使用水准仪复核灌注桩的基础桩顶标高，以确定化学锚栓的长度。在灌注桩的顶部放线、钻孔和埋设化学锚栓时，要在灌注桩的桩顶上按照基础坐标点及图纸尺寸进行放线，要根据化学锚栓的直径和长度用冲击钻打孔，要使用吹气筒、毛刷等工具将孔内的污物清理干净，以保证孔内洁净。孔内清理完毕后，先将化学植筋胶放入孔内，然后旋转植入化学锚栓(通过化学锚栓中的下部调整螺母和上部地脚螺母调平先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，调平后，紧固下部调整螺母和上部地脚螺母，并将压板与横向钢梁支腿柱脚板或纵向钢梁支腿柱脚板围焊，具体安装过程可以参见图6)。步骤三、第一节钢柱8的安装、校核；先使第一节钢柱8就位，即使第一节钢柱8通过钢柱柱脚板10、钢柱柱脚连接平台9和调整螺栓15与先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架连接，同时通过调整螺栓15来调整第一节钢柱的标高、轴线偏差和垂直度，第一节钢柱安装好并调整完成后，再在第一节钢柱与第一节钢柱之间连接临时固定钢梁5，使所有的第一节钢柱通过临时固定钢梁5连接在一起(参见图4)；
所述第一节钢柱8有圆钢管柱或H型钢柱两种(参见图4)。所述步骤三中，如果第一节钢柱8中的圆钢管柱在安装时无法与第一节钢柱8中的H型钢柱(核心筒钢柱)拉结形成稳定的单元，考虑到现场的安装定位及质量要求，第一节钢柱安装好并调整完成后，还需在第一节钢柱8与横向钢梁I之间连接钢柱斜撑6 (参见图2)。
在步骤三中，还有以下几点注意。1、第一节钢柱预检和配套:钢柱进场后，施工人员配合现场监理工程师对柱、支撑等构件的主要部位如外形尺寸、螺栓孔直径及位置、连接件位置等部位进行全面检查，符合设计、有关标准后方能进行安装。2、定位轴线、标高的检查:安装前应对建筑物定位轴线、支架标高进行复查，合格后方能开始安装。定位轴线采取内部设辅助轴线的方法控制，柱底标高可采用调整螺母精确控制。3、第一节钢柱安装、校正:第一节钢柱就位后，先调整标高，再调整轴线偏差，最后调整垂直度；钢柱标高调整后在柱脚加薄垫铁垫实，并用钢缆绳拉紧，确保第一节钢柱的空间稳定。步骤四、采用混凝土一次浇筑成型施工方法来进行大体积混凝土基础的浇筑施工。第一节钢柱安装完成后，通过监理工程师进行钢柱的安装质量检查，无误后再进行大体积混凝土基础的浇注工作。大体积混凝土基础浇筑时，严禁用振动棒碰撞钢支架、第一节钢柱及钢柱斜撑，以免发生位移和倾斜。本发明的工作过程:本发明对第一节钢柱及先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的安装测量、定位和固定提出了更高的要求，在进行混凝土浇筑施工时，要确保混凝土振捣不能使钢柱及先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架发生偏移。关于先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法的质量控制如下。先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法执行的标准:第一节钢柱的安装质量应满足《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的技术要求，安装允许偏差见表I。表I 第一节钢柱安装允许误差表(mm)
权利要求
1.一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于步骤如下: 步骤一、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的设计、制作；所述先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架包括一根横向钢梁(I)和两根横向钢梁支腿(2)，所述横向钢梁(I)的中间段设有与第一节钢柱(8)上的钢柱柱脚板(10连接用的钢柱柱脚连接平台(9)，所述两根横向钢梁支腿(2)分别焊接连接在向钢梁(I)的两端，其中横向钢梁支腿(2)的上端与横向钢梁(I)焊接连接，横向钢梁支腿(2)的下端设有与灌注桩(7)的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板(11); 步骤二、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的定位、安装；即在灌注桩(7)施工完成后，采用分件吊装法在第一节钢柱安装位置四周的灌注桩的顶部安装先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，使先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架支设在灌注桩的顶部，并且使钢支架与灌注桩固定连接牢固； 步骤三、第一节钢柱(8)的安装、校核；先使第一节钢柱(8)就位，即使第一节钢柱(8)通过钢柱柱脚板(10)、钢柱柱脚连接平台(9)和调整螺栓(15)与先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架连接，同时通过调整螺栓(15)来调整第一节钢柱的标高、轴线偏差和垂直度，第一节钢柱安装 好并调整完成后，再在第一节钢柱与第一节钢柱之间连接临时固定钢梁(5)，使所有的第一节钢柱通过临时固定钢梁(5)连接在一起； 步骤四、采用混凝土一次浇筑成型施工方法来进行大体积混凝土基础的浇筑施工。
2.根据权利要求1所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于:所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架采用搭接焊接方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部进行钢支架定位放线，然后用钢筋将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部的桩顶钢筋搭接焊接连接。
3.根据权利要求1所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于:所述步骤二中，先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架采用桩顶埋设锚栓方式固定支设在灌注桩的顶部，即根据先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的结构形式，以第一节钢柱的十字轴线为基准，在灌注桩的顶部放线、钻孔和埋设化学锚栓，通过化学锚栓将先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架与灌注桩的顶部连接。
4.根据权利要求1所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于:所述步骤三中，第一节钢柱安装好并调整完成后，还需在第一节钢柱(8)与横向钢梁(I)之间连接钢柱斜撑(6)。
5.根据权利要求1所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于:所述先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架还包括一根纵向钢梁(3)和一根纵向钢梁支腿(4)，所述纵向钢梁(3)的一端与横向钢梁(I)的中间段焊接连接，纵向钢梁(3)的另一端与纵向钢梁支腿(4)的上端焊接连接，纵向钢梁支腿(4)的下端设有与灌注桩(7)的顶部连接用的纵向钢梁支腿柱脚板(12 )。
6.根据权利要求1所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法，其特征在于:所述第一节钢柱(8)为圆钢管柱或H型钢柱。
7.一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，其特征在于:包括一根横向钢梁(I)和两根横向钢梁支腿(2)，所述横向钢梁(I)的中间段设有与第一节钢柱上的钢柱柱脚板(10)连接用的钢柱柱脚连接平台(9)，所述两根横向钢梁支腿(2)分别焊接连接在向钢梁(I)的两端，其中横向钢梁支腿(2)的上端与横向钢梁(I)焊接连接，横向钢梁支腿(2)的下端设有与灌注桩(7 )的顶部连接用的横向钢梁支腿柱脚板(11)。
8.根据权利要求7所述的先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架，其特征在于:该先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架还包括一根纵向钢梁(3)和一根纵向钢梁支腿(4)，所述纵向钢梁(3)的一端与横向钢梁(I)的中间段焊接连接，纵向钢梁(3)的另一端与纵向钢梁支腿(4)的上端焊接连接，纵向钢梁支腿(4)的下端设有与灌注桩(7)的顶部连接用的纵向钢梁支 腿柱脚板(12)。
全文摘要
一种先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工方法及施工用钢支架，所述施工方法的步骤如下；步骤一、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的设计、制作；步骤二、先立钢柱后浇混凝土基础逆作施工用钢支架的定位、安装；步骤三、第一节钢柱的安装、校核；步骤四、采用混凝土一次浇筑成型施工方法来进行大体积混凝土基础的浇筑施工。所述施工方法采用了先立第一节钢柱后浇筑大体积混凝土基础的施工顺序，大体积混凝土基础的浇筑施工过程不再采用分层施工方式，所以筑成的大体积混凝土基础没有施工缝，同时有效的提高了施工进度，加快了土建工作效率，缓解了大体积混凝土基础工程施工周期长、效率低的缺点。
文档编号E02D27/00GK103174155SQ20131009757
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者伊振兴, 谭传奇, 杨雪刚, 阎涛, 孙维振, 颜庭韵, 马永红 申请人:中建保华建筑有限责任公司, 中国建筑第二工程局有限公司