2爬錐預(yù)埋件施工工法正文

1、爬錐預(yù)埋件施工工法中國路橋工程有限責(zé)任公司葉成銀、周永濤、田斌、蔡景旺、阮坤、尚鑫、祝長春、卞佳、閆文亮1 前言傳統(tǒng)的建筑工程中，預(yù)埋件多采用錨筋與錨板焊接形式，一次性埋入建筑物中，造成了材料浪費(fèi)，不經(jīng)濟(jì)；同時(shí)，錨板及部分錨筋位于混凝土保護(hù)層內(nèi)，若不進(jìn)行鑿除，則易形成銹蝕通道影響結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性；若進(jìn)行鑿除及修補(bǔ)，則工作量大、影響建筑物的外觀。爬錐是由爬模使用中而來，在國內(nèi)建筑工程中已使用多年，質(zhì)量有保證。爬錐應(yīng)用到預(yù)埋件設(shè)計(jì)，近些年來被大家所認(rèn)識并逐步開展起來。爬錐預(yù)埋件由爬錐、高強(qiáng)螺桿、埋件板、高強(qiáng)螺栓、錨板等組成。與傳統(tǒng)預(yù)埋件相比，爬錐預(yù)埋件具有可拆裝、可重復(fù)使用、易操作、質(zhì)量和安全性

2、高等特點(diǎn)。 傳統(tǒng)預(yù)埋件 爬錐預(yù)埋件圖1-1 傳統(tǒng)預(yù)埋件與爬錐預(yù)埋件結(jié)構(gòu)對比示意圖我公司通過湖南澧水特大橋和莫桑比克馬普托大橋?qū)ε厘F預(yù)埋件的設(shè)計(jì)、施工應(yīng)用進(jìn)行研發(fā)，形成了本施工工法，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。另，為解決爬錐預(yù)埋件定位問題，我公司研發(fā)并申請了“一種預(yù)埋爬錐定位裝置”國家實(shí)用新型專利（專利號：ZL 20162 0131667.X）。2 工法特點(diǎn)2.1 爬錐預(yù)埋件承載能力高爬錐、高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺桿及埋件板均為高強(qiáng)材質(zhì)，構(gòu)件之間通過螺紋連接，單套構(gòu)件組合承載能力高，避免了傳統(tǒng)預(yù)埋件錨筋與錨板間易產(chǎn)生焊接質(zhì)量問題。2.2 爬錐預(yù)埋件加工及安拆簡便爬錐、高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺桿及埋件板為定型

3、產(chǎn)品，可由市場直接采購，現(xiàn)場組拼簡單；預(yù)埋件使用完畢，拆除工作僅需擰出高強(qiáng)螺栓、取下錨板及反擰出爬錐即可。2.3 施工后修復(fù)方便、提高了混凝土外觀質(zhì)量預(yù)埋件拆除后，僅留有爬錐孔洞，可采用混凝土修補(bǔ)劑修補(bǔ)，修補(bǔ)后混凝土表觀色澤一致。而傳統(tǒng)預(yù)埋件需大面積鑿毛及修補(bǔ)工作，易造成混凝土外觀色差及修補(bǔ)質(zhì)量難保證。2.4 爬錐預(yù)埋件可周轉(zhuǎn)使用，經(jīng)濟(jì)性好爬錐、受力螺栓拆除后可完全周轉(zhuǎn)至其他預(yù)埋件中使用；錨板可用于同類型的預(yù)埋件，或者其他用途，也達(dá)到了一定的周轉(zhuǎn)使用率；因此，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。3 適用范圍本工法適用于建筑及橋梁中支架，牛腿，托架，爬模、操作平臺，塔吊附墻撐桿、電梯附墻等一系列預(yù)埋件施工。4 工

4、藝原理本工法的基本原理是通過預(yù)埋在混凝土里面的埋件板、高強(qiáng)螺桿和爬錐提供反拉力并將力傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)上；受力螺栓與爬錐連接，以此固定連接錨板；使整個(gè)預(yù)埋件系統(tǒng)能夠提供反力。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程爬錐預(yù)埋件施工流程為：預(yù)埋件設(shè)計(jì)預(yù)埋件加工預(yù)埋件埋設(shè)混凝土澆筑錨板（含架體）安裝預(yù)埋件拆除爬錐孔修復(fù)。5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 預(yù)埋件設(shè)計(jì)1、 埋件系統(tǒng)由爬錐、受力螺栓、高強(qiáng)螺桿、埋件板及墊圈組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。埋件系統(tǒng)組裝埋件板高強(qiáng)螺桿爬錐受力螺栓圖5.2.1-1 埋件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖市場上埋件系統(tǒng)構(gòu)件常用材質(zhì)統(tǒng)計(jì)表：表5.2.1-1 預(yù)埋件系統(tǒng)構(gòu)件常用材質(zhì)統(tǒng)計(jì)表序號結(jié)構(gòu)名稱材

5、質(zhì)1埋件板鑄鐵2高強(qiáng)螺桿45#鋼3爬錐45#鋼4受力螺栓10.9S級2、埋件系統(tǒng)常規(guī)配置，如表所示。表5.2.1-2 爬錐埋件系統(tǒng)配置及力學(xué)性能統(tǒng)計(jì)表序號構(gòu)件系統(tǒng)配置承載能力（kN）爬錐受力螺栓高強(qiáng)螺桿埋件板抗拉抗剪1M24/D20M24×75D20，L=40cmD100111.5109.42M36/D25M36×75D25，L=40cmD100174.2253.33M42/D26.5M42×75D26.5，L=40cmD100195.7347.5注：抗拉承載能力取決于高強(qiáng)螺桿，抗剪承載能力取決于受力螺栓。3、 選擇爬錐應(yīng)考慮其與受力螺栓連接的螺紋長度不小于混凝土

6、保護(hù)層厚度，以保證拆除爬錐后保護(hù)層內(nèi)無鐵件。4、 根據(jù)預(yù)埋件所受外力情況進(jìn)行埋件系統(tǒng)規(guī)格、數(shù)量，錨板、牛腿等詳細(xì)設(shè)計(jì)。5.2.2 預(yù)埋件加工1、預(yù)埋件在加工前，需要對原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，主要檢查這些材料是否具有出廠合格證，并對外觀進(jìn)行檢查，看是否有缺陷、銹蝕等質(zhì)量問題。因?yàn)檫@些預(yù)埋件可能作為受力構(gòu)件，因此在使用前需要對他們進(jìn)行必要的力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)及化學(xué)成分分析。2、嚴(yán)格按照施工圖紙尺寸及要求下料、加工。高強(qiáng)螺桿切割需采用砂輪機(jī)，杜絕采用氣割方式。3、將爬錐、高強(qiáng)螺桿、埋件板安裝成套；爬錐孔內(nèi)抹黃油后擰緊高強(qiáng)螺桿，保證混凝土不流進(jìn)爬錐螺紋內(nèi)，爬錐外面用膠帶及黃油包裹以便于拆卸，埋件板擰在高強(qiáng)螺栓

7、的另一端，錐面向模板，和爬錐呈反向。4、錨板采用厚鋼板加工，與牛腿（支架等）進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量必須達(dá)到焊接規(guī)范要求。焊接過程中需確保錨板的平整度，在焊接過程中進(jìn)行灑水降溫，預(yù)防因焊接過熱導(dǎo)致錨板發(fā)型扭曲變形現(xiàn)象的產(chǎn)生。 預(yù)埋件安裝1、 預(yù)埋件位置固定是預(yù)埋件施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，預(yù)埋件的位置不同，其選用的有效固定方法也不同。1）預(yù)埋件位于現(xiàn)澆混凝土頂面時(shí)，可選用以下方法：對于錨板尺寸小于400×400mm的預(yù)埋件定位，采用定位鋼板+定位螺母的方式定位。定位鋼板選用薄鋼板，開孔位置與錨板相同，通過定位螺母固定在高強(qiáng)螺桿與爬錐間。預(yù)埋件可直接固定在主筋上，但在澆筑混凝土過程中，需隨時(shí)觀察

8、其位置情況，以便出現(xiàn)問題后及時(shí)解決。圖5.2.3-1 頂面埋件系統(tǒng)固定示意圖對于錨板尺寸大于400×400mm的預(yù)埋件定位，采用錨板與埋件系統(tǒng)直接連接安裝。預(yù)埋件可直接固定在主筋上，錨板應(yīng)躲開爬錐孔位置開設(shè)排氣孔，以保證混凝土澆灌的密實(shí)性。2）預(yù)埋件位于混凝土側(cè)面時(shí)，可選用以下方法：對于錨板尺寸小于400×400mm的預(yù)埋件定位，采用定位鋼板+定位螺母的方式定位。定位鋼板選用薄鋼板，開孔位置與錨板相同，通過定位螺母固定在高強(qiáng)螺桿與爬錐間。預(yù)埋件可直接固定在主筋上。圖5.2.3-2 側(cè)面采用“定位鋼板+定位螺母”固定示意圖對于錨板尺寸大于400×400mm的預(yù)埋件定

9、位，采用定位鋼板+定位螺栓的方式定位。定位鋼板選用薄鋼板，開孔與錨板相同，通過定位螺栓固定在爬錐端口。預(yù)埋件可直接固定在主筋上，混凝土模板拆除后取下定位螺栓及定位鋼板，進(jìn)行錨板安裝。該方法在混凝土保護(hù)層內(nèi)留有薄槽口，需通過補(bǔ)刷修補(bǔ)劑修復(fù)。圖5.2.3-3 側(cè)面采用“定位鋼板+定位螺栓”固定示意圖對于錨板尺寸大、安裝精度高的預(yù)埋件定位，可按照施工圖紙將埋件系統(tǒng)用安裝螺栓或定位螺栓固定在模板上。此方法對模板有一定的損傷。圖5.2.3-4 側(cè)面模板固定示意圖3）當(dāng)預(yù)埋件位于混凝土底面時(shí)，可采用定位鋼板+定位螺母的方式定位。定位鋼板選用薄鋼板，開孔位置與錨板相同，通過定位螺母固定在高強(qiáng)螺桿與爬錐間。預(yù)

10、埋件可直接固定在主筋上，定位鋼板尺寸較大時(shí)需開設(shè)下料孔，以保證混凝土澆灌的密實(shí)性。2、依據(jù)施工圖紙計(jì)算預(yù)埋件安裝位置，通過全鉆儀及鋼卷尺放樣預(yù)埋件。3、預(yù)埋件不得與主筋相碰，且應(yīng)設(shè)置在主筋內(nèi)側(cè)；預(yù)埋件不應(yīng)突出于混凝土表面，也不應(yīng)大于構(gòu)件的外形尺寸；預(yù)埋件位置偏差應(yīng)符合規(guī)定。4、埋件系統(tǒng)安裝后，需用土工布對爬錐孔進(jìn)行封堵，用透明膠布包裹端頭，以防止?jié)仓^程中水泥漿進(jìn)入錐孔。5.2.4 混凝土澆筑1、 在檢查模板、鋼筋、預(yù)埋件等均合格后，方可澆筑混凝土。如發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件在混凝土澆筑過程中位移，應(yīng)停止?jié)仓?，查明原因，妥善處理，并注意一定要在混凝土初凝前重新固定好預(yù)埋件。2、混凝土在澆筑過程中，振動棒應(yīng)避

11、免與預(yù)埋件直接接觸，在預(yù)埋件附近，需小心謹(jǐn)慎，邊振搗邊觀察預(yù)埋件，及時(shí)校正預(yù)埋件位置，保證其不產(chǎn)生過大位移。5.2.5 錨板（含支撐架體）安裝1、 模板拆除后復(fù)測爬錐的實(shí)際位置，檢查與施工圖紙位置的偏差。若爬錐安裝位置與施工圖紙位置偏差較大，應(yīng)按照實(shí)際位置開設(shè)錨板孔，以保證錨板與埋件系統(tǒng)間有效連接，確保預(yù)埋件的整體受力要求。若存在個(gè)別爬錐安裝位置與施工圖紙位置有較小偏差，可對錨板孔進(jìn)行擴(kuò)孔，加墊一定厚度墊板，墊板與錨板間焊接，選用加長受力螺栓進(jìn)行固定。2、 錨板上受力螺栓逐個(gè)施擰到位，若發(fā)現(xiàn)埋件系統(tǒng)安裝有傾斜，受力螺栓需加設(shè)彈簧墊圈，以防止螺栓受力松動。預(yù)埋件在施工過程中，應(yīng)定期檢查螺栓的松緊

12、。3、 若牛腿、支架等采用現(xiàn)場焊接，需確保焊接過程中不損傷受力螺栓，焊接過程中需采取措施防止錨板變形，焊縫質(zhì)量需滿足規(guī)范要求。5.2.6 預(yù)埋件拆除1、預(yù)埋件使用完成后，逐個(gè)拆除受力螺栓，取下錨板，使用專用卸具將爬錐反擰取出。2、取出后的受力螺栓及爬錐，進(jìn)行表面清理及涂油，分類存放以備周轉(zhuǎn)使用。5.2.7 爬錐孔修復(fù)1、預(yù)埋拆除完成后，將爬錐孔里面的膠帶鑿出，并用水進(jìn)行潤濕。2、采用專用的混凝土修復(fù)劑對爬錐孔進(jìn)行封閉，修復(fù)劑色澤盡量調(diào)節(jié)與混凝土外觀色澤一致，以確保爬錐孔修復(fù)后混凝土表觀無色差。6 材料與設(shè)備表6-1 爬錐系統(tǒng)預(yù)埋件施工主要材料配置表序號材料名稱規(guī)格型號主要用途1埋件板直徑100

13、mm錨固高強(qiáng)螺桿2高強(qiáng)螺桿直徑20mm、25mm、26.5mm，粗牙連接爬錐、埋件板3爬錐M24、M36、M42，與高強(qiáng)螺桿連接頭為粗牙，與高強(qiáng)螺栓連接頭為細(xì)牙連接高強(qiáng)螺栓、高強(qiáng)螺桿4定位螺栓M24、M36、M42定制螺栓選用件，定位爬錐5安裝螺栓M24、M36、M42普通螺栓選用件，定位爬錐6定位鋼板6mm厚鋼板選用件，定位爬錐7定位螺母粗牙絲口選用件，定位爬錐8受力螺栓10.9S級M24、M36、M42高強(qiáng)螺栓連接爬錐，固定預(yù)埋鋼板9錨板25mm厚鋼板焊接承重預(yù)埋件10混凝土修補(bǔ)劑SikaGrout-212（西卡混凝土修復(fù)劑）孔洞修補(bǔ)7 質(zhì)量控制7.1 建立健全質(zhì)量保證體系，做好技術(shù)交底和

14、操作人員培訓(xùn)，每道工序安排專人負(fù)責(zé)，技術(shù)人員跟班作業(yè)。7.2 施工中確保預(yù)埋件位置混凝土表面平整，混凝土內(nèi)部必須振搗密實(shí)；如果預(yù)埋位置結(jié)構(gòu)無鋼筋或鋼筋較少，應(yīng)增加防裂鋼筋，增加混凝土的抗剪能力。7.3 錨板螺栓需擰緊，螺栓無遺漏，保證連接的可靠性和穩(wěn)定性；錨板與牛腿、支架等之間焊接需滿足焊接施工規(guī)范要求。7.4 爬錐預(yù)埋件屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，預(yù)埋件位置誤差不得超過一下規(guī)定：中心位移±2cm，水平標(biāo)高±1cm。8 安全措施8.1 按照施工方案要求布設(shè)現(xiàn)場施工安全防護(hù)設(shè)施，落實(shí)安全措施后方可開工。8.2 施工人員進(jìn)場，需經(jīng)過安全教育培訓(xùn)，參加安全技術(shù)交底；特種作業(yè)人員需持證上崗；作業(yè)

15、人員需配備勞保防護(hù)用品；施工過程中，定期召開安全工作會議，定期組織現(xiàn)場安全檢查。8.3 施工臨時(shí)用電應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)程（JGJ46）的規(guī)定。用電裝置都必須裝漏電開關(guān)，電焊機(jī)，塔吊等必須做好可靠的接地裝置，下班后必須切斷一切用電裝置的電源，大容量電氣設(shè)備必須配備電箱，一機(jī)一閘或單獨(dú)配置電源，防止過載，嚴(yán)禁非電工在配電箱內(nèi)亂拉、亂接電線。8.4 施工機(jī)械的使用應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程（JGJ33）的規(guī)定。8.5 起吊前應(yīng)有專人檢查吊點(diǎn)、吊鉤、索具、電源及吊裝系統(tǒng)，起吊時(shí)應(yīng)速度均勻，下落時(shí)應(yīng)低速穩(wěn)放。8.6 施工現(xiàn)場配備足夠滅火器并保持有效，電焊區(qū)域應(yīng)嚴(yán)

16、格做好防火工作，油漆、涂料由專人負(fù)責(zé)，施工現(xiàn)場及庫區(qū)嚴(yán)禁煙火。8.7 吊裝設(shè)備下嚴(yán)禁站人。8.8 風(fēng)力大于6級時(shí)，應(yīng)停止吊裝作業(yè)。9 環(huán)保措施9.1 施工過程中的環(huán)境保護(hù)應(yīng)滿足國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（JGJ46）的有關(guān)規(guī)定。9.2 施工期間應(yīng)控制噪聲，應(yīng)合理安排施工時(shí)間，并應(yīng)減少對周邊環(huán)境的影響。9.3 施工區(qū)域應(yīng)保持清潔。9.4 鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場剩下的廢料和余料應(yīng)妥善分類收集，并應(yīng)統(tǒng)一處理和回收利用，不得隨意擱置、堆放。9.5 生活區(qū)應(yīng)設(shè)置醒目的環(huán)境衛(wèi)生宣傳標(biāo)牌。10 效益分析 以莫桑比克馬普托大橋?yàn)槔治龃斯しǖ男б妫?0.1 經(jīng)濟(jì)效益與傳統(tǒng)預(yù)埋件施工相比，爬錐預(yù)埋件承載能力

17、高，大幅度減少了預(yù)埋件數(shù)量，節(jié)約了施工材料；爬錐、受力螺栓可周轉(zhuǎn)使用，減少了材料費(fèi)用的投入；爬錐預(yù)埋件施工簡單，與傳統(tǒng)預(yù)埋件相比，大幅度減少了人工成本。施工過程中，僅材料及人工成本費(fèi)用節(jié)約了53.8萬元。10.2 質(zhì)量效益莫桑比克馬普托大橋圖紙?jiān)O(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度大，業(yè)主及監(jiān)理要求保護(hù)層內(nèi)不得有鐵件，以避免形成銹蝕通道影響結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性。與傳統(tǒng)預(yù)埋件相比，爬錐預(yù)埋件拆除后，僅留有爬錐孔洞，可采用混凝土修補(bǔ)劑修補(bǔ)，修補(bǔ)質(zhì)量好，修補(bǔ)后混凝土表觀色澤一致；避免了傳統(tǒng)預(yù)埋件需大面積鑿毛及填補(bǔ)槽口混凝土，現(xiàn)場施工質(zhì)量難控制、混凝土外觀色澤難一致。10.3 安全效益莫桑比克馬普托大橋主橋及引橋多為高墩

18、高塔。與傳統(tǒng)預(yù)埋件相比，爬錐預(yù)埋件安拆及修復(fù)施工簡便，作業(yè)時(shí)間短、安全風(fēng)險(xiǎn)小；而傳統(tǒng)預(yù)埋件需大量高空鑿除及修復(fù)工作，且鑿除及修復(fù)工作多利用塔吊或吊車提吊吊籃操作，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。11 工程實(shí)例11.1 張花高速澧水特大橋花垣岸塔柱工程澧水特大橋?yàn)閺埣医缰粱ㄔ咚俟飞系囊蛔卮笮蛻宜鳂?，橋位地處張家界永定區(qū)與湘西自治州永順縣的交界處，橫跨澧水河峽谷，大橋主橋采用單跨簡支鋼桁架懸索橋，主纜跨徑布布置為（200+856+190）m?；ㄔ端魉捎秒p柱式門式框架結(jié)構(gòu)，由擴(kuò)大基礎(chǔ)、塔座、塔柱和橫梁（上橫梁、下橫梁）組成；塔高123.192m，上下橫梁間高差達(dá)88.395m。該工法在花垣岸主塔塔吊、電梯，主塔液壓爬模，上下橫梁支架牛腿，操作平臺等工程中得到了充分應(yīng)用。本工法應(yīng)用時(shí)間為2010年7月至2011年3月。11.2 莫桑比克馬普托大橋南主塔、南錨錠