門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)基礎的施工工藝

摘要:輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)是近年來建筑業(yè)內(nèi)發(fā)展最快的領域。經(jīng)過幾年的研究，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)基礎的施工工藝去了重大進展，本文對此進行了探討。
 
關鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)；基礎；施工
一、門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的基礎形式:
門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)常用基礎的形式有:1、鋼筋混凝土獨立基礎一般應用于地基土質(zhì)較均勻、承載力相對較大、基礎持力層分布相對均勻的結(jié)構(gòu)中，一般埋置較淺，為保證基礎的整體穩(wěn)定性和減小不均勻沉降，需要設置基礎地梁；2、柱下條形基礎多用于加固工程中，在處理新舊建筑物基礎時，可以避免對舊建筑物基礎造成不利的影響。對于地基承載力較差，土質(zhì)不均勻，也可采用這種基礎形式；3、樁基礎一般用于土質(zhì)較差，承載力較差，地質(zhì)構(gòu)造較為復雜的結(jié)構(gòu)中。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基礎一般埋置深度在5米以內(nèi)，屬于淺基礎，其基礎一般施工工藝為:1、基坑開挖；2、對開挖的基坑進行驗收，主要包括:基坑位置、尺寸、標高，地基承載力；3、地基局部處理，根據(jù)現(xiàn)場對開挖出現(xiàn)的異常情況進行處理；4、基礎墊層施工。在基礎施工前，應對基礎墊層進行驗收，并在墊層標出結(jié)構(gòu)的軸線位置，保證基礎混凝土鋼筋放置準確，基礎錨栓應與基礎混凝土鋼筋連接可靠，并保證錨栓定位準確�；�礎混凝土澆灌時，應盡量保證基礎錨栓的尺寸位置，防止錨栓跑位。
二、基礎錨栓施工定位的改進方法
基礎錨栓是門式剛架等輕鋼結(jié)構(gòu)中基礎部分的重要構(gòu)件之一。1、基礎錨栓布置。根據(jù)基礎錨栓的工程作用及受力特點，基礎錨栓設計成偶數(shù)個，柱腳底板開孔一般有兩種形式:半圓孔和圓孔。由于混凝土的抗壓強度遠小于鋼材的抗壓強度，通過柱腳反力設計柱腳尺寸，因此柱腳底板的尺寸都要大于柱下端截面的外形尺寸，柱腳錨栓通過柱腳底板的孔與上部結(jié)構(gòu)連接。柱腳底板的開孔形式取決于錨栓間距，半圓孔的柱腳底板多用于鉸接柱腳，圓孔的柱腳底板多用于剛接柱腳�？讖揭话銥�1.5d左右，以便于結(jié)構(gòu)安裝。2、常用的定位方法。常用的基礎錨栓的定位方法有單一定位法和模板定位法，單一定位法就是通過一系列方法使得單一錨栓同時滿足水平軸線和豎向標高的位置控制尺寸。模板定位法與單一定位法類似，通過木模板或是鋼模板將同一柱腳的錨栓定位。這兩種定位方法仍在工程中使用，但是存在不少弊端。主要弊端有:(1)現(xiàn)場施工對基礎錨栓控制難度大�；�礎錨栓整體軸線偏差和同一柱腳錨栓相對位置偏差很大，錨栓的標高也出現(xiàn)很大偏差，較難滿足規(guī)范要求。對于單個或是少數(shù)錨栓可能達到施工要求，而對于多個錨栓則很難滿足上部結(jié)構(gòu)的施工要求；(2)對施工的影響很大。由于缺少可靠的固定，在基礎混凝土澆筑的過程中，基礎錨栓容易跑位，定位困難。3、改進的定位方法。對于以上基礎錨栓出現(xiàn)的種種弊端，我們將基礎錨栓與基礎鋼筋固定在一起，采用整體定位法(鋼筋籠法)。這種錨栓定位方法是將基礎錨栓的豎向長度增加，使其底部彎鉤部分能夠與基礎底面抗彎鋼筋固定，基礎錨栓豎向則與基礎箍筋固定。通過基礎錨栓底部和豎向的連接，基礎錨栓與基礎鋼筋連接成為一個整體�；�礎錨栓通過架立筋和箍筋連接，保證基礎錨栓的安裝牢固和準確定位；整體定位法(鋼筋籠法)在施工過程中需要控制兩個控制參數(shù)即可使基礎錨栓準確定位，滿足施工要求。(1)控制基礎軸線。在基礎施工中，基礎軸線是其控制的關鍵參數(shù)，只要將基礎錨栓與基礎鋼筋籠準確定位，而且連接可靠，錨栓軸線定位就可以保證；(2)控制基礎墊層的標高�；�礎錨栓下部與基礎底面抗彎鋼筋連接，只要控制基礎墊層的標高，就可以控制錨栓螺紋長度和錨栓露出長度。整體定位法(鋼筋籠法)主要優(yōu)點有:(1)基礎錨栓定位準確，基礎錨栓偏差較小，特別是錨栓間的相對位置偏差幾乎可以忽略不計；(2)定位簡單可靠，易操作，基礎混凝土澆筑對其影響較小，提高基礎施工的效率；(3)鋼筋籠對基礎混凝土的立柱部分有約束作用(相當于箍筋作用)，提高混凝土的抗壓強度。在基礎錨栓設計時，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳遞的反力計算柱腳錨栓:鉸接柱腳根據(jù)構(gòu)造要求布置基礎錨栓；剛接柱腳根據(jù)柱腳反力計算和布置錨栓。采用整體定位方法需要將基礎錨栓、基礎底面鋼筋和基礎箍筋固定一起，以保證基礎混凝土施工時基礎錨栓的位置不發(fā)生錯動，基礎錨栓的標高和軸線能夠施工滿足要求。
三、基礎地梁的構(gòu)造與施工
輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基礎一般采用獨立基礎，主要是因為結(jié)構(gòu)的自重輕，施工工藝主要有:1、基礎地梁布置。在輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設計和施工時，我們常常忽視上部輕鋼結(jié)構(gòu)和下部混凝土結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫設置的要求不同。當輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的縱向間距大于300m或橫向間距大于150m時，上部結(jié)構(gòu)才需要設置溫度伸縮縫；而混凝土的基礎地梁的間距大于30m時，下部結(jié)構(gòu)就需要設置溫度伸縮縫。因此，對輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫應予以分別考慮，特別是采用連續(xù)地梁形式時應特別注意。上部結(jié)構(gòu)為輕型鋼結(jié)構(gòu)時，其下部結(jié)構(gòu)不宜采用磚砌體條形基礎地梁，主要因為:⑴輕型鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)變形較大，而磚砌體條形基礎地梁變形相對較小，二者變形不協(xié)調(diào)；⑵輕型鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕，而磚砌體條形基礎地梁自重較大，二者沉降不均勻。對于輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房下部結(jié)構(gòu)形式建議采用:混凝土獨立基礎和混凝土地梁的結(jié)構(gòu)形式。2、基礎地梁形式。輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的獨立基礎和基礎地梁都為現(xiàn)場同步支模整體澆筑，根據(jù)基礎地梁的受力特點和連接方式的不同，基礎地梁通常有兩種做法:簡支和連續(xù)。簡支基礎地梁一般用于結(jié)構(gòu)柱距較小的結(jié)構(gòu)中，基礎地梁和基礎同時澆筑時，將基礎地梁的施工縫設置在基礎與簡支基礎地梁的交接處，。簡支地梁的設計不必考慮溫度縫的設置。如果結(jié)構(gòu)柱距較大或是上部荷載較大，可以采用在基礎地梁下部增設短柱的方法，將單跨簡支基礎地梁改變成為多跨連續(xù)基礎地梁，從而減小基礎地梁的跨中彎矩和支座處彎矩，減小基礎地梁的高度和配筋。連續(xù)基礎地梁一般用于結(jié)構(gòu)柱距較大的結(jié)構(gòu)中，基礎地梁和基礎同時澆筑時，將施工縫設置在基礎上，基礎地梁鋼筋與基礎鋼筋貫穿。如果結(jié)構(gòu)柱距較大或是上部荷載較大，可以采用在基礎地梁下部增設短柱的方法，減小基礎地梁的跨度，從而減小基礎地梁的跨中彎矩和支座處彎矩，減小基礎地梁的高度和配筋。3、基礎地梁的構(gòu)造措施。一般獨立基礎設置在天然地基上，埋置深度較淺，基礎底面都在凍土深度以下，而基礎地梁的頂面標高與基礎的頂面標高相同，因此基礎地梁一般在凍土深度附近。為防止凍土膨脹對基礎地梁的影響，在基礎地梁下方的兩側(cè)砌一段磚墻，并在磚墻內(nèi)填充細砂，與基礎地梁下底面的接觸處留有一段間隙，在實際工程中也有采用在地梁下部填充易變形的材料(如聚乙烯塊等)，以保證基礎地梁有一定量的變形空間。
總之，基礎設計是門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設計中的重要內(nèi)容。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)自身結(jié)構(gòu)“輕”的特點也決定其基礎具有不同于一般工業(yè)廠房的受力特性，對門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基礎進行研究在工程實際中有其重要的指導意義。
 
參考文獻:
1、王元清，鋼結(jié)構(gòu)基礎錨栓定位施工的改進方法，施工技術2004-11-30
2、王新玲，某鋼結(jié)構(gòu)廠房柱下混凝土基礎加固設計與施工，鄭州大學學報(工學版)2008-06-10