高精度预埋地脚螺栓施工技术在设备安装中的应用

赵迎晨

摘 要：预埋地脚螺栓这一安装工序在设备安装全过程的施工中占据非常重要的位置，就目前来看，设备安装已经向着大型化、自动化、精密化以及集成化的大方向快速的发展，设备安装的精度要求越来越严格，预埋地脚螺栓直径、长度及重量也越来越大、安装精度要求越来越高。若是预埋地脚螺栓偏差较大，则会很大程度地影响到有关设备安装的施工进度和质量。采用钢框架固定预埋地脚螺栓，可将预埋地脚螺栓这一工序的安装精度大幅度提高，满足精密设备安装的精度要求。本人在长期的施工中，累积了丰富的施工经验，此工艺已成功应用到实践中，获得广泛好评，并为类似工程提供借鉴。 

关键词：预埋地脚螺栓；大型化；自动化；设备安装精度

中图分类号：TU731.2

随着科技的不断进步，社会需求的扩大，对设备安装的精度要求越来越高，高精度预埋地脚螺栓正被广泛应用于工业设备安装中。高精度预埋地脚螺栓施工是大型设备安装施工的关键工序，高精度地脚螺栓预埋存在安装速度慢、精度低、返工率高、一次成功率低的缺点。随着设备全方位的发展，高精度预埋地脚螺栓直径、长度及重量也越来越大、安装精度要求越来越高。预埋螺栓如果产生了较大的偏差，将会直接影响到安装进度和质量。在总结同类型设备基础预埋螺栓施工经验的基础上，设计出更加简便的螺栓固定方法，尽可能大幅度地降低预埋地脚螺栓安装施工对建筑结构最终产生的不好的影响，确保大型工业设备和流水线设备基础施工的需要，达到优质、高效、经济的原则和环保施工的目的。

本技术施工方法简便，安全可靠，易于控制和调整。直径和重量都比较大的螺栓固定架通常是不设置底架及螺栓环板的，节约环板和底架材料。为了进一步提高工作效率，采用吊装机械的方法来稳固螺栓及框架是非常有效的一种方式。设备基础模板体系和固定架体系，这两个体系是分开的，这样可以有效规避相互之间产生的不良影响。粗调、精调是螺栓调整的两个不同环节，可以在三维空间调整其水平、竖向位置，这样在确保灵巧便利的同时还能保证安装环节的精准度处在一个很高的位置。针对同组预埋高精度地脚螺栓，为了进一步提高安装过程的精准度，就务必要运用到模具；确保大数量以及质量方面相关指标一样的设备，其高精度预埋地脚螺栓的全过程安装环节的施工质量；既能够保证施工工期满足要求，还能大幅度降低施工成本。

本技术核心，是通过利用较为专业的螺栓锚固样板架来精准的定位该高精度地脚螺栓，直接埋置于钢筋混凝土结构中，使所有螺栓组内的各个螺栓都有一个相对精准的位置，在全面调整预埋螺栓的时候要运用到具有定型功能的模具以及相对独立的支架系统。利用相对独立的锚固框架系统以及具备定型功能的模具，精准将预埋螺栓定位，然后一步到位的浇注混凝土基础，确保预埋螺栓的时候精准度达标。

一、工艺流程

工艺流程：测放基础控制中心线→验收中心线→测定支柱位置中心线（在锚固框架柱主筋焊接完后）→固定锚固框架设计→锚固框架及支柱制作→立钢柱→焊钢牛腿→吊装锚固框架预装就位→锚固框架调平、中心位置找正→固定架固定→螺栓安装上架、水平位置调整→螺栓竖向位置调整→螺栓安装检查、固定架焊接→检查验收预埋高精度地脚螺栓→ 绑扎钢筋→ 支设模板→浇注混凝土。

二、操作要点

1、测定设备纵、横中心线及基础标高，做好精确标记。预先将项目施工方案都制定好，及时地组织各方汇集到一起进行图纸会审还有后续的技术交底。锚固框架钢架制作：依据锚固框架安装图进行下料，确保分段吊装这种方式的施工先后顺序是符合施工要求且科学合理的，为了方便吊装拼接的施工过程，务必要在设备上标出临时的纵向和横向的中心线。

2、测定设备地脚螺栓位置：分别在设备基础上埋设中心标板，以设备纵横定位中心线为准，测标出各设备地脚螺栓中心线，并测画到中心标板上。

3、锚固框架吊装：用吊车将锚固框架分别吊装就位、找正，使其中心与所测预埋件上的中心重合并垂直。依据设计图纸的要求，按照基础部位的螺栓组来进一步编绘框架详图，严审制定好的图纸，经最终确认是正确的之后再进行下一步的工作。为确保精度，框架务必确保在加工制作时是在较为专业的场所内进行的：钢框架的最上面务必确保在相同的平面内，不得有翘曲、变形。

4、钢框架制作验收：应由项目质检员等相关人员按规范要求验收：

锚固框架中钻孔内径的偏差值控制在0.2毫米以内；锚固钢框架所形成平面的平整度控制在2毫米以内；锚固钢框架所形成平面的内外边长偏差值控制在2毫米以内；吊装整个锚固框架。

5. 钢框架就位前，将螺栓定位框架根据事先规定的实际大小绘到指定的部位。在定位框架上确定至少四个以上的基准点，并编好各个基准点的相对坐标值，依据其定位框架。

6、在投测基准点后，对基准点的复核至少要达到两个点，在保证正确之后，再投测其他的基准点，然后再重复之前的复核。全部完成后，再有针对性地维护这些投测点。

7、按照组装的分段次序，按顺序在钢牛腿上吊装上钢架，找正纵向和横向，固定、安装拉杆等加固件。

在锚固框架的四周安放框式水平仪。同时安排四人一同察看水泡，轻微调整固定框架。四周的气泡全部都确保在居中位置后，再调整固定框架的平面位置。完成调整后，复核框架的平面以及水平方向的位移值。

8、永久性中心控制线的测设：按文件相关要求，将主要控制中心线在锚固钢框架上测设好。用中心线确定和检查螺栓的纵横水平正确位置，每条分轴线定位误差须小于0.50mm，各中心线要用根据中心标板的基准点安装线架挂设中心线。

9、安装线架：在安装高精度地脚螺栓的过程中，为了将预埋螺栓的若干个参数，例如：中心位置、标高以及垂直度等进行逐一找正，通常以一定高度的钢丝来当作中心线，利用线坠和钢尺等来统一找正，钢丝的两端确保挂在线架上，末端放上线坠以便将钢丝全部拉直。线架通常用角钢(L50×50×5)焊在螺栓钢固定架上。 做这些操作的过程中，实行分段架设，以免挂线过长、线坠不稳。详见图一：钢线固定架。

图一：钢线固定架

挂中心线(钢丝线):各个螺栓中心位置的实际代表线便是中心线，安装所有螺栓时务必由中心线来最终明确，安设一条甚至是若干条纵向或横向的中心线，安装前根据安装螺栓的需要，再确定几根附属中心线。

10. 中心线挂设的方法和步骤：挂线前，把线架全部安放到预埋螺栓固定钢框架上，由固定架的编码，根据实际施工现场的工作图来按序排列。在线架上测出关键中心线还有其余较长距离的可称之为附属的中心线，编号并打上钢印。中心线用0.5—0.8mm的钢丝，长度不超过40m，线架两端线坠重量约20Kg，拉线时预紧力为钢丝抗拉强度80%。在线架上将钢丝吊挂好，亦或是直接镶嵌至缝的内部，用中心线调整器进行调整。为防止线坠落下伤人，应拴上保险绳。详见图二：钢线调整架。

图二：钢线调整架

11、中心线验收：采用激光对中仪测放中心线，并将永久性的标记冲眼在标板上。这个过程要十分严谨，绝对不能偏离，冲眼值还务必控制在0.5毫米以内。

12、螺栓位置线的正确测放：依据图纸，以验收通过的中心线为标准。

三、高精度预埋地脚螺栓安装

1、由两人将高精度地脚螺栓来正确就位，在对框架定位孔进行插入时务必要注意，最好不要撞到框架，高精度地脚螺栓底部用垫块来临时进行固定，使高精度地脚螺栓和定位孔之间的间隔值保持相同。在初步固定高精度地脚螺栓之后，目测高精度地脚螺栓与定位孔之间间隔值保持相同，并且基本垂直后，螺栓上口旋入螺帽，把螺帽旋转到槽钢的平面上，目光所及范围内，槽钢面和螺帽两者之间没有间隔。

2、调整高精度地脚螺栓的顶标高：将高精度地脚螺栓安放到指定位置后，初步调整螺栓顶标高，调整至设计标高后，将螺帽旋转到框架槽钢平面上，一直旋转到两者之间无间隔才算结束。

3、初调后，再用水准仪搭配钢板尺来复核螺栓上口的标高，若有偏差，进行微调一直到合规才算结束。

4、将螺栓最先的次序进行调整，先调四个角上的顶标高，而后再调整中间部位的顶标高，方法同上。

5、调整高精度地脚螺栓的垂直度：调完高精度地脚螺栓的顶标高后，再调整螺栓的垂直度，应确保垂直度在1/450之内。

6、高精度地脚螺栓固定：检查高精度地脚螺栓标高和垂直度，确保其正确后，由专业焊工将预埋螺栓的底脚部位进行点焊，每个螺栓与框架不少于两处连接。详见图三：螺栓固定示意图。图四：螺栓定位示意图。

图三;螺栓固定示意图 图四：螺栓定位示意图

7、整体验收：所有螺栓安装完毕，施工人员整理出自检记录，逐级申请验收签证。

四、混凝土基础施工

1、绑扎钢筋：在完成螺栓支撑架、预埋件的全部安装后；绑扎梁底钢筋；螺栓埋设钢框架安装后，将一部分的腹筋进行统一绑扎；安装调整好螺栓埋设后，将腹筋进行一一绑扎，并绑扎部分分布筋；检查螺栓埋设单元体，确保其正确后、安装埋件及管道，绑扎全部钢筋。钢筋绑扎顺序：放线、划线—绑扎钢筋—校正钢筋，并用定位钢筋绑扎焊接牢固—钢筋检查验收。绑扎钢筋前，务必要认真核实必钢筋的钢号、直径、尺寸、形状以及数量等与设计的相符程度，检查无误后进行下道工序的施工。安装钢筋时应再次确认钢筋的直径、尺寸、形状以及数量等与料单、料牌是否相符合，并明确每一根钢筋所穿插就位的正确顺序，保证接头部位符合要求，准确无误地画出钢筋最终的位置线，务必十分严谨地按图纸和规范弹线或者拉线。钢筋保护层必须严加控制,为保证主筋位置及保护层厚度,楼板、楼梯、钢筋保护层采用30×30×15mm的1:2水泥砂浆垫块垂直于主筋位置设置,间距为1000mm；框架梁、柱的钢筋混凝土保护层均采用50×50×25mm的1:2水泥砂浆垫块垂直于主筋位置设置,间距为1000mm。箍筋成型尺寸要准确，绑扎时保证与主筋垂直并且要与主筋绑扎牢固，不得松动。绑扎完钢筋后，要对照已有的图纸检查钢筋的级别、直径、位置、数量及间距等参数正确性，特别应注意检查钢筋接头的位置是否错开，保护层厚度等。

2、基础模板施工：支模前对模板进行设计，依据就是工程的结构形式、特点、还有现场的实际施工环境。根据设计尺寸计算模板用量、加固支撑用量、对拉螺栓用量，根据计算用量提出加工及材料计划进行加工和备料。结合施工流水段划分，进行模板拼接设计，计算各种规格模板数量，并进行准备。详见图五：基础模板图。图六：基础柱模板图。选用时，严禁使用凹凸不平、不规范、缺肋的钢模板和有质量缺陷的竹胶模板。支模工作开始前，全部的模板都务必要涂刷脱模剂。支设模板前先在底板上弹出轴线找准标高，保证工程结构及构件相互位置、轴线和标高准确，然后将模板依线进行支设，从而保证支设好的模板位置准确、方正、顺直。

五：基础模板图 六：基础柱模板图

3、混凝土浇筑：使用泵送混凝土这种施工工艺来进行施工，在螺栓埋设单元体、支撑架附近务必要规避较为剧烈的振捣。浇筑混凝土之前务必逐一查看模板的标高、位置、构件的截面尺寸，支撑的稳定性，钢筋与预埋件的规格、数量、位置及模板接缝的密合情况，并将模板内杂物清除干净，混凝土浇筑通知单经签字后，才可进行浇筑。浇捣应分层进行，每层需铺厚度为400mm，为避免分层后容易产生施工缝，采用分层浇捣，一次找平。第一层进行振捣后再铺设第二层进行振捣，一层一层的进行，振捣密实后，最后达到标高。浇捣长度以新旧混凝土连接不超过2小时为宜。浇筑混凝土时，混凝土的自由倾落高度最好在2米以内，浇筑柱混凝土的高度大于米时，要使用串筒亦或是溜管这两种方式下料，以防止混凝土的分层离析。混凝土采用机械振捣。振动器的插点可按行列式，还有就是交错式这两种排列次序进行移动，单次移动的距离应小于等于振动棒作用半径的l.5倍。

混凝土浇筑层厚度务必为振动器作用那部分长度的1.25倍。在整个浇筑的施工过程中，要确保保护层的厚度还有钢筋的正确位置，不得塔踩钢筋，移动预留孔洞和预埋件最初始的位置，如有变形、移位时，要第一时间去改正。插入式振捣器进行振捣，振捣半径控制在400mm以内，插入点呈现梅花状排列，振捣方法采用垂直与斜角振捣相结合，插点要均匀，移动要均匀，不得有漏振、少振，要做到快插慢拔，移动间距不应超过300mm，插入深度应达到下层混凝土内50～100mm，每棒振捣时间不少于20s，一般以混凝土表面呈现水平状，并出现水泥浆和不再出现气泡，不再显著沉落为准。振动棒不得碰撞模板、钢筋、预埋套管、铁件等，特别要注意两个作业面交接处的振捣。基础复查：基础模板拆除后，基础表面应光洁，无麻面，外形尺寸符合设计。 

五、质量控制要求

1、正式开始制作高精度地脚螺栓的安装架之前，对比查看已设计好的图纸，同时要比对设备底板部分的施工图纸，以防出现尺寸不相符的现象发生；在开始施工之前，组织且参与到现场施工人员务，一定要到施工现场进行技术交底，熟练掌握模具使用的关键尺寸的要求；仔细检查所有放入测量的工具，确保合格且可用。 

2、在找正高精度地脚螺栓的过程中，务必要的做好三级验收复核工作，复核所有同一组螺栓的中心与轴线的相对位移。

3、锚固框架安装施工必须保证立柱垂直度及位置正确，锚固框架牢固可靠。高精度地脚螺栓安装时，设备纵横中心线必须正确，偏差控制在2毫米之内，标高的偏差值控制在3毫米之内，垂直度偏差小于1/450。 锚固框架在安装的过程中，焊接必须牢固，焊接件的焊缝高度不小于10mm。

结论：通过高精度地脚螺栓预埋施工技术的详细分析，解决了设备预埋地脚螺栓施工的工作效率，并在实践中得到了成功应用。总而言之，结合本人曾经主持建设的工程项目可知，预埋地脚螺栓的施工，通过优化施工机械设备的配置和使用，使得实际工期比计划工期提前了一个月，极大地缩短了预埋地脚螺栓的施工工期，大幅度节约了各种能源和各类费用，使电费人工费等各类费用得到有效的控制。工期提前一个月，为企业的进一步发展提供了有力的技术保障。大幅度提升了施工效率，使建筑施工企业具备更强的竞争能力。

参考文献：

1. 《建筑施工模版安全技术规范》JGJ162-2008，中华人民共和国住房和城乡建设部，2008-12-1

[2]《电力建设施工质量验收及评价规程》DL/T5210.中国电力出版社，2012年

[3]《建筑工程施工质量评价标准》GB/T 50375-2016 中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布2017 -04-01

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