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(lǐng)域。經(jīng)過幾年的研究，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的施工工藝去了重大進(jìn)展，本文對(duì)此進(jìn)行了探討。
 
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)；施工
一、門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式:
門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)常用基礎(chǔ)的形式有:1、鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)一般應(yīng)用于地基土質(zhì)較均勻、承載力相對(duì)較大、基礎(chǔ)持力層分布相對(duì)均勻的結(jié)構(gòu)中，一般埋置較淺，為保證基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性和減小不均勻沉降，需要設(shè)置基礎(chǔ)地梁；2、柱下條形基礎(chǔ)多用于加固工程中，在處理新舊建筑物基礎(chǔ)時(shí)，可以避免對(duì)舊建筑物基礎(chǔ)造成不利的影響。對(duì)于地基承載力較差，土質(zhì)不均勻，也可采用這種基礎(chǔ)形式；3、樁基礎(chǔ)一般用于土質(zhì)較差，承載力較差，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)一般埋置深度在5米以內(nèi)，屬于淺基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)一般施工工藝為:1、基坑開挖；2、對(duì)開挖的基坑進(jìn)行驗(yàn)收，主要包括:基坑位置、尺寸、標(biāo)高，地基承載力；3、地基局部處理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)開挖出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行處理；4、基礎(chǔ)墊層施工。在基礎(chǔ)施工前，應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)墊層進(jìn)行驗(yàn)收，并在墊層標(biāo)出結(jié)構(gòu)的軸線位置，保證基礎(chǔ)混凝土鋼筋放置準(zhǔn)確，基礎(chǔ)錨栓應(yīng)與基礎(chǔ)混凝土鋼筋連接可靠，并保證錨栓定位準(zhǔn)確�；�礎(chǔ)混凝土澆灌時(shí)，應(yīng)盡量保證基礎(chǔ)錨栓的尺寸位置，防止錨栓跑位。
二、基礎(chǔ)錨栓施工定位的改進(jìn)方法
基礎(chǔ)錨栓是門式剛架等輕鋼結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)部分的重要構(gòu)件之一。1、基礎(chǔ)錨栓布置。根據(jù)基礎(chǔ)錨栓的工程作用及受力特點(diǎn)，基礎(chǔ)錨栓設(shè)計(jì)成偶數(shù)個(gè)，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(qiáng)度遠(yuǎn)小于鋼材的抗壓強(qiáng)度，通過柱腳反力設(shè)計(jì)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(chǔ)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(shí)滿足水平軸線和豎向標(biāo)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(chǎng)施工對(duì)基礎(chǔ)錨栓控制難度大�；�礎(chǔ)錨栓整體軸線偏差和同一柱腳錨栓相對(duì)位置偏差很大，錨栓的標(biāo)高也出現(xiàn)很大偏差，較難滿足規(guī)范要求。對(duì)于單個(gè)或是少數(shù)錨栓可能達(dá)到施工要求，而對(duì)于多個(gè)錨栓則很難滿足上部結(jié)構(gòu)的施工要求；(2)對(duì)施工的影響很大。由于缺少可靠的固定，在基礎(chǔ)混凝土澆筑的過程中，基礎(chǔ)錨栓容易跑位，定位困難。3、改進(jìn)的定位方法。對(duì)于以上基礎(chǔ)錨栓出現(xiàn)的種種弊端，我們將基礎(chǔ)錨栓與基礎(chǔ)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(chǔ)錨栓的豎向長(zhǎng)度增加，使其底部彎鉤部分能夠與基礎(chǔ)底面抗彎鋼筋固定，基礎(chǔ)錨栓豎向則與基礎(chǔ)箍筋固定。通過基礎(chǔ)錨栓底部和豎向的連接，基礎(chǔ)錨栓與基礎(chǔ)鋼筋連接成為一個(gè)整體�；�礎(chǔ)錨栓通過架立筋和箍筋連接，保證基礎(chǔ)錨栓的安裝牢固和準(zhǔn)確定位；整體定位法(鋼筋籠法)在施工過程中需要控制兩個(gè)控制參數(shù)即可使基礎(chǔ)錨栓準(zhǔn)確定位，滿足施工要求。(1)控制基礎(chǔ)軸線。在基礎(chǔ)施工中，基礎(chǔ)軸線是其控制的關(guān)鍵參數(shù)，只要將基礎(chǔ)錨栓與基礎(chǔ)鋼筋籠準(zhǔn)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(chǔ)墊層的標(biāo)高�；�礎(chǔ)錨栓下部與基礎(chǔ)底面抗彎鋼筋連接，只要控制基礎(chǔ)墊層的標(biāo)高，就可以控制錨栓螺紋長(zhǎng)度和錨栓露出長(zhǎng)度。整體定位法(鋼筋籠法)主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)基礎(chǔ)錨栓定位準(zhǔn)確，基礎(chǔ)錨栓偏差較小，特別是錨栓間的相對(duì)位置偏差幾乎可以忽略不計(jì)；(2)定位簡(jiǎn)單可靠，易操作，基礎(chǔ)混凝土澆筑對(duì)其影響較小，提高基礎(chǔ)施工的效率；(3)鋼筋籠對(duì)基礎(chǔ)混凝土的立柱部分有約束作用(相當(dāng)于箍筋作用)，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。在基礎(chǔ)錨栓設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳遞的反力計(jì)算柱腳錨栓:鉸接柱腳根據(jù)構(gòu)造要求布置基礎(chǔ)錨栓；剛接柱腳根據(jù)柱腳反力計(jì)算和布置錨栓。采用整體定位方法需要將基礎(chǔ)錨栓、基礎(chǔ)底面鋼筋和基礎(chǔ)箍筋固定一起，以保證基礎(chǔ)混凝土施工時(shí)基礎(chǔ)錨栓的位置不發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，基礎(chǔ)錨栓的標(biāo)高和軸線能夠施工滿足要求。
三、基礎(chǔ)地梁的構(gòu)造與施工
輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基礎(chǔ)一般采用獨(dú)立基礎(chǔ)，主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的自重輕，施工工藝主要有:1、基礎(chǔ)地梁布置。在輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)和施工時(shí)，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(shè)置的要求不同。當(dāng)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(shí)，上部結(jié)構(gòu)才需要設(shè)置溫度伸縮縫；而混凝土的基礎(chǔ)地梁的間距大于30m時(shí)，下部結(jié)構(gòu)就需要設(shè)置溫度伸縮縫。因此，對(duì)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(yīng)予以分別考慮，特別是采用連續(xù)地梁形式時(shí)應(yīng)特別注意。上部結(jié)構(gòu)為輕型鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，其下部結(jié)構(gòu)不宜采用磚砌體條形基礎(chǔ)地梁，主要因?yàn)?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(chǔ)地梁變形相對(duì)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(chǔ)地梁自重較大，二者沉降不均勻。對(duì)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(dú)立基礎(chǔ)和混凝土地梁的結(jié)構(gòu)形式。2、基礎(chǔ)地梁形式。輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的獨(dú)立基礎(chǔ)和基礎(chǔ)地梁都為現(xiàn)場(chǎng)同步支模整體澆筑，根據(jù)基礎(chǔ)地梁的受力特點(diǎn)和連接方式的不同，基礎(chǔ)地梁通常有兩種做法:簡(jiǎn)支和連續(xù)。簡(jiǎn)支基礎(chǔ)地梁一般用于結(jié)構(gòu)柱距較小的結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)地梁和基礎(chǔ)同時(shí)澆筑時(shí)，將基礎(chǔ)地梁的施工縫設(shè)置在基礎(chǔ)與簡(jiǎn)支基礎(chǔ)地梁的交接處，。簡(jiǎn)支地梁的設(shè)計(jì)不必考慮溫度縫的設(shè)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(chǔ)地梁下部增設(shè)短柱的方法，將單跨簡(jiǎn)支基礎(chǔ)地梁改變成為多跨連續(xù)基礎(chǔ)地梁，從而減小基礎(chǔ)地梁的跨中彎矩和支座處彎矩，減小基礎(chǔ)地梁的高度和配筋。連續(xù)基礎(chǔ)地梁一般用于結(jié)構(gòu)柱距較大的結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)地梁和基礎(chǔ)同時(shí)澆筑時(shí)，將施工縫設(shè)置在基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)地梁鋼筋與基礎(chǔ)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(chǔ)地梁下部增設(shè)短柱的方法，減小基礎(chǔ)地梁的跨度，從而減小基礎(chǔ)地梁的跨中彎矩和支座處彎矩，減小基礎(chǔ)地梁的高度和配筋。3、基礎(chǔ)地梁的構(gòu)造措施。一般獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)置在天然地基上，埋置深度較淺，基礎(chǔ)底面都在凍土深度以下，而基礎(chǔ)地梁的頂面標(biāo)高與基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高相同，因此基礎(chǔ)地梁一般在凍土深度附近。為防止凍土膨脹對(duì)基礎(chǔ)地梁的影響，在基礎(chǔ)地梁下方的兩側(cè)砌一段磚墻，并在磚墻內(nèi)填充細(xì)砂，與基礎(chǔ)地梁下底面的接觸處留有一段間隙，在實(shí)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(chǔ)地梁有一定量的變形空間。
總之，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)也決定其基礎(chǔ)具有不同于一般工業(yè)廠房的受力特性，對(duì)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)進(jìn)行研究在工程實(shí)際中有其重要的指導(dǎo)意義。
 
參考文獻(xiàn):
1、王元清，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)錨栓定位施工的改進(jìn)方法，施工技術(shù)2004-11-30
2、王新玲，某鋼結(jié)構(gòu)廠房柱下混凝土基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與施工，鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)2008-06-10