门式刚架轻型房屋钢结构基础的施工工艺

摘要:轻型房屋 钢结构是近年来建筑业内发展最快的领域。经过几年的 研究，门式刚架轻型房屋 钢结构基础的 施工工艺去了重大进展，本文对此进行了探讨。

关键词:钢结构；基础；施工

一、门式刚架轻型钢结构的基础形式:

门式刚架轻型房屋钢结构常用基础的形式有:1、钢筋混凝土独立基础一般应用于地基土质较均匀、承载力相对较大、基础持力层分布相对均匀的结构中，一般埋置较浅，为保证基础的整体稳定性和减小不均匀沉降，需要设置基础地梁；2、柱下条形基础多用于加固工程中，在处理新旧建筑物基础时，可以避免对旧建筑物基础造成不利的影响。对于地基承载力较差，土质不均匀，也可采用这种基础形式；3、桩基础一般用于土质较差，承载力较差，地质构造较为复杂的结构中。门式刚架轻型房屋钢结构的基础一般埋置深度在5米以内，属于浅基础，其基础一般施工工艺为:1、基坑开挖；2、对开挖的基坑进行验收，主要包括:基坑位置、尺寸、标高，地基承载力；3、地基局部处理，根据现场对开挖出现的异常情况进行处理；4、基础垫层施工。在基础施工前，应对基础垫层进行验收，并在垫层标出结构的轴线位置，保证基础混凝土钢筋放置准确，基础锚栓应与基础混凝土钢筋连接可靠，并保证锚栓定位准确。基础混凝土浇灌时，应尽量保证基础锚栓的尺寸位置，防止锚栓跑位。

二、基础锚栓施工定位的改进方法

基础锚栓是门式刚架等 轻钢结构中基础部分的重要构件之一。1、基础锚栓布置。根据基础锚栓的工程作用及受力特点，基础锚栓 设计成偶数个，柱脚底板开孔一般有两种形式:半圆孔和圆孔。由于混凝土的抗压强度远小于 钢材的抗压强度，通过柱脚反力 设计柱脚尺寸，因此柱脚底板的尺寸都要大于柱下端截面的外形尺寸，柱脚锚栓通过柱脚底板的孔与上部结构连接。柱脚底板的开孔形式取决于锚栓间距，半圆孔的柱脚底板多用于铰接柱脚，圆孔的柱脚底板多用于刚接柱脚。孔径一般为1.5d左右，以便于结构安装。2、常用的定位方法。常用的基础锚栓的定位方法有单一定位法和模板定位法，单一定位法就是通过一系列方法使得单一锚栓同时满足水平轴线和竖向标高的位置控制尺寸。模板定位法与单一定位法类似，通过木模板或是钢模板将同一柱脚的锚栓定位。这两种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)现场施工对基础锚栓控制难度大。基础锚栓整体轴线偏差和同一柱脚锚栓相对位置偏差很大，锚栓的标高也出现很大偏差，较难满足规范要求。对于单个或是少数锚栓可能达到施工要求，而对于多个锚栓则很难满足上部结构的施工要求；(2)对施工的影响很大。由于缺少可靠的固定，在基础混凝土浇筑的过程中，基础锚栓容易跑位，定位困难。3、改进的定位方法。对于以上基础锚栓出现的种种弊端，我们将基础锚栓与基础钢筋固定在一起，采用整体定位法(钢筋笼法)。这种锚栓定位方法是将基础锚栓的竖向长度增加，使其底部弯钩部分能够与基础底面抗弯钢筋固定，基础锚栓竖向则与基础箍筋固定。通过基础锚栓底部和竖向的连接，基础锚栓与基础钢筋连接成为一个整体。基础锚栓通过架立筋和箍筋连接，保证基础锚栓的安装牢固和准确定位；整体定位法(钢筋笼法)在施工过程中需要控制两个控制参数即可使基础锚栓准确定位，满足施工要求。(1)控制基础轴线。在基础施工中，基础轴线是其控制的关键参数，只要将基础锚栓与基础钢筋笼准确定位，而且连接可靠，锚栓轴线定位就可以保证；(2)控制基础垫层的标高。基础锚栓下部与基础底面抗弯钢筋连接，只要控制基础垫层的标高，就可以控制锚栓螺纹长度和锚栓露出长度。整体定位法(钢筋笼法)主要优点有:(1)基础锚栓定位准确，基础锚栓偏差较小，特别是锚栓间的相对位置偏差几乎可以忽略不计；(2)定位简单可靠，易操作，基础混凝土浇筑对其影响较小，提高基础施工的效率；(3)钢筋笼对基础混凝土的立柱部分有约束作用(相当于箍筋作用)，提高混凝土的抗压强度。在基础锚栓设计时，根据上部结构传递的反力计算柱脚锚栓:铰接柱脚根据构造要求布置基础锚栓；刚接柱脚根据柱脚反力计算和布置锚栓。采用整体定位方法需要将基础锚栓、基础底面钢筋和基础箍筋固定一起，以保证基础混凝土施工时基础锚栓的位置不发生错动，基础锚栓的标高和轴线能够施工满足要求。

三、基础地梁的构造与施工

轻型钢结构工业厂房的基础一般采用独立基础，主要是因为结构的自重轻，施工工艺主要有:1、基础地梁布置。在轻型钢结构工业厂房设计和施工时，我们常常忽视上部轻钢结构和下部混凝土结构的温度伸缩缝设置的要求不同。当轻型钢结构工业厂房的纵向间距大于300m或横向间距大于150m时，上部结构才需要设置温度伸缩缝；而混凝土的基础地梁的间距大于30m时，下部结构就需要设置温度伸缩缝。因此，对轻型钢结构工业厂房上部结构和下部结构的温度伸缩缝应予以分别考虑，特别是采用连续地梁形式时应特别注意。上部结构为轻型钢结构时，其下部结构不宜采用砖砌体条形基础地梁，主要因为:⑴轻型钢结构主体结构变形较大，而砖砌体条形基础地梁变形相对较小，二者变形不协调；⑵轻型钢结构的自重较轻，而砖砌体条形基础地梁自重较大，二者沉降不均匀。对于轻型钢结构工业厂房下部结构形式建议采用:混凝土独立基础和混凝土地梁的结构形式。2、基础地梁形式。轻型钢结构工业厂房的独立基础和基础地梁都为现场同步支模整体浇筑，根据基础地梁的受力特点和连接方式的不同，基础地梁通常有两种做法:简支和连续。简支基础地梁一般用于结构柱距较小的结构中，基础地梁和基础同时浇筑时，将基础地梁的施工缝设置在基础与简支基础地梁的交接处，。简支地梁的设计不必考虑温度缝的设置。如果结构柱距较大或是上部荷载较大，可以采用在基础地梁下部增设短柱的方法，将单跨简支基础地梁改变成为多跨连续基础地梁，从而减小基础地梁的跨中弯矩和支座处弯矩，减小基础地梁的高度和配筋。连续基础地梁一般用于结构柱距较大的结构中，基础地梁和基础同时浇筑时，将施工缝设置在基础上，基础地梁钢筋与基础钢筋贯穿。如果结构柱距较大或是上部荷载较大，可以采用在基础地梁下部增设短柱的方法，减小基础地梁的跨度，从而减小基础地梁的跨中弯矩和支座处弯矩，减小基础地梁的高度和配筋。3、基础地梁的构造措施。一般独立基础设置在天然地基上，埋置深度较浅，基础底面都在冻土深度以下，而基础地梁的顶面标高与基础的顶面标高相同，因此基础地梁一般在冻土深度附近。为防止冻土膨胀对基础地梁的影响，在基础地梁下方的两侧砌一段砖墙，并在砖墙内填充细砂，与基础地梁下底面的接触处留有一段间隙，在实际工程中也有采用在地梁下部填充易变形的 材料(如聚乙烯块等)，以保证基础地梁有一定量的变形空间。

总之，基础设计是门式刚架轻型房屋钢结构设计中的重要内容。门式刚架轻型房屋钢结构自身结构“轻”的特点也决定其基础具有不同于一般工业厂房的受力特性，对门式刚架轻型房屋钢结构的基础进行研究在工程实际中有其重要的指导意义。