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摘 要：超大型航天器总装测试试验中心热学试验区为单层门式钢架结构，高61.2m，跨度47m，内部配置大型行车，最长格构柱68.8m，重达60吨，柱脚安装精度及与基础结合可靠性对结构安全有重要影响。本项目柱脚采用锚埋组合施工，设计了柱脚精准定位装置，弥补了传统埋入式与锚固式施工的不足。本文章对该施工工艺进行了详细介绍。
关键词：钢格构柱；柱脚安装；锚埋组合；柱脚精准定位装置
中图分类号：TU74 文献标识码： A
一、工程概况
超大型航天器总装测试试验中心位于天津市滨海高新区滨海科技园，由中国航天科技集团天津基地委员会建设，建筑面积6.7万m2，工程建成后将作为国家新一代超大型航天器测试、总装车间厂房。
其中热学试验区钢结构厂房用钢量2200吨，为单层门式钢排架结构，建成后将成为亚洲单层最高工业厂房。厂房高度61.2m，跨度47m，纵向长度79m，厂房框架主要由四肢及双肢钢管混凝土格构柱、吊车梁、桁架体系组成，柱间设十字斜撑，山墙设防撞抗风桁架。框架48 m高处安装有一台50t行车和一台200t超重行车。格构排柱共20根，柱距9m，最长格構柱长度68.8m，最大柱脚埋深7.6m，格构柱最大截面尺寸3.6*1.5m，钢管规格402*14mm，单榀柱重量达60t，柱脚混凝土标号为C20,钢管内混凝土标号为C50。
热学试验区效果图
二、柱脚施工重难点
柱脚是上部超高格构柱及大跨度桁架、大型行车的唯一支撑部分，其定位的精确性及与基础结合可靠性将直接影响到结构整体的安装质量及安全。本项目最大柱脚截面尺寸3.6*1.5m，最大柱脚埋深7.6m，安装难度大。
传统柱脚施工有锚固式及埋入式两种方法。锚固式施工是在基础施工时预埋柱脚锚栓，通过紧固螺母把格构柱柱脚与基础锚固牢固。锚固的优点是定位准确、调整方便，但不足以满足本项目超级厂房的柱脚所需的力学性能。
柱脚埋入施工，首先预制杯形基础，然后把格构柱柱脚插入杯形基础中，用楔铁调节格构柱的定位，最后浇筑柱脚混凝土把柱脚埋入基础中。
埋入式施工方法
柱脚埋入的优点是可以承受很大的剪力和弯距，但因为本工程柱脚很大，埋深很深，柱脚与基坑的间距较小，一是不具备足够的柱脚校正空间，二是临时钢锲难以对柱脚进行牢固的临时固定，固定后又难以调节钢柱的空间位置。
项目部对超大柱脚的安装开展了一系列的研发工作，决定采用锚埋组合方式施工。
三、锚埋组合施工工艺
结合传统埋入式与锚固式施工优点，采用锚埋结合施工技术，设计格构柱柱脚精准定位装置。把独立杯形基础改为大截面整体杯形基础，以预留足够操作空间；在杯形基础底部预埋定位锚栓，既能利用锚栓实现柱脚精准定位，又通过把柱脚埋入杯形基础实现柱脚的高承载力。优化后的施工工艺如下图所示：
四、施工精度控制措施
1、设计格构柱柱脚精准定位装置
为保证柱脚定位准确，设计如下图所示的柱脚定位装置：
1.定位调平钢板，2.定位锚栓，3.固定角钢，4.调平螺母
定位装置示意图
定位装置实物图
定位调平钢板与固定角钢把4根定位锚栓组成一个整体，既能通过一次预埋把4根定位锚栓预埋完成，提高施工效率，又防止浇筑基础混凝土中锚栓发生移位，提高预埋精度；通过调节调平螺母，调节调平钢板标高及水平度，保证预埋精度合格。
2、杯形基础钢筋绑扎过程中，预埋定位装置，将其焊接在基础主筋上固定，随基础混凝土浇筑完成预埋，注意杯形基础混凝土浇筑至定位调平钢板下部30mm，便于后期调整，并且浇筑基础混凝土时，在锚栓上部安装锚栓套筒，保证锚栓螺纹不被混凝土破坏。基础混凝土终凝前，校正装置定位，消除浇筑产生偏差。
定位装置预埋完成
3、基础混凝土终凝后、柱脚施工前，复测、调节调平钢板标高及水平度，确保满足规范要求，以减少柱脚安装产生的定位初始偏差，有效控制超高格构柱的垂直度，不影响上节柱及大型行车、大跨度桁架及支撑的精准装配。
4、安装格构柱柱脚，用经纬仪观察格构柱预留的竖直垂直度测量中心线及垂直度偏差测量线，读取垂直度偏差，用缆风绳及倒链校正垂直度，临时固定，浇筑柱脚混凝土，终凝前校正柱脚垂直度。大截面柱脚一次浇筑完成，整体性好，大大提高了柱脚承载力。
柱脚安装示意图
格构柱精度测量、校正示意图
五、结语
柱脚锚埋组合施工，克服了传统锚固式与埋入式施工的不足，既保证了柱脚定位精确，又提高柱脚抗剪、抗弯的承载力，保证结构安全，对同类施工具有一定的推广和借鉴意义。
关键词：钢格构柱；柱脚安装；锚埋组合；柱脚精准定位装置
中图分类号：TU74 文献标识码： A
一、工程概况
超大型航天器总装测试试验中心位于天津市滨海高新区滨海科技园，由中国航天科技集团天津基地委员会建设，建筑面积6.7万m2，工程建成后将作为国家新一代超大型航天器测试、总装车间厂房。
其中热学试验区钢结构厂房用钢量2200吨，为单层门式钢排架结构，建成后将成为亚洲单层最高工业厂房。厂房高度61.2m，跨度47m，纵向长度79m，厂房框架主要由四肢及双肢钢管混凝土格构柱、吊车梁、桁架体系组成，柱间设十字斜撑，山墙设防撞抗风桁架。框架48 m高处安装有一台50t行车和一台200t超重行车。格构排柱共20根，柱距9m，最长格構柱长度68.8m，最大柱脚埋深7.6m，格构柱最大截面尺寸3.6*1.5m，钢管规格402*14mm，单榀柱重量达60t，柱脚混凝土标号为C20,钢管内混凝土标号为C50。
热学试验区效果图
二、柱脚施工重难点
柱脚是上部超高格构柱及大跨度桁架、大型行车的唯一支撑部分，其定位的精确性及与基础结合可靠性将直接影响到结构整体的安装质量及安全。本项目最大柱脚截面尺寸3.6*1.5m，最大柱脚埋深7.6m，安装难度大。
传统柱脚施工有锚固式及埋入式两种方法。锚固式施工是在基础施工时预埋柱脚锚栓，通过紧固螺母把格构柱柱脚与基础锚固牢固。锚固的优点是定位准确、调整方便，但不足以满足本项目超级厂房的柱脚所需的力学性能。
柱脚埋入施工，首先预制杯形基础，然后把格构柱柱脚插入杯形基础中，用楔铁调节格构柱的定位，最后浇筑柱脚混凝土把柱脚埋入基础中。
埋入式施工方法
柱脚埋入的优点是可以承受很大的剪力和弯距，但因为本工程柱脚很大，埋深很深，柱脚与基坑的间距较小，一是不具备足够的柱脚校正空间，二是临时钢锲难以对柱脚进行牢固的临时固定，固定后又难以调节钢柱的空间位置。
项目部对超大柱脚的安装开展了一系列的研发工作，决定采用锚埋组合方式施工。
三、锚埋组合施工工艺
结合传统埋入式与锚固式施工优点，采用锚埋结合施工技术，设计格构柱柱脚精准定位装置。把独立杯形基础改为大截面整体杯形基础，以预留足够操作空间；在杯形基础底部预埋定位锚栓，既能利用锚栓实现柱脚精准定位，又通过把柱脚埋入杯形基础实现柱脚的高承载力。优化后的施工工艺如下图所示：
四、施工精度控制措施
1、设计格构柱柱脚精准定位装置
为保证柱脚定位准确，设计如下图所示的柱脚定位装置：
1.定位调平钢板，2.定位锚栓，3.固定角钢，4.调平螺母
定位装置示意图
定位装置实物图
定位调平钢板与固定角钢把4根定位锚栓组成一个整体，既能通过一次预埋把4根定位锚栓预埋完成，提高施工效率，又防止浇筑基础混凝土中锚栓发生移位，提高预埋精度；通过调节调平螺母，调节调平钢板标高及水平度，保证预埋精度合格。
2、杯形基础钢筋绑扎过程中，预埋定位装置，将其焊接在基础主筋上固定，随基础混凝土浇筑完成预埋，注意杯形基础混凝土浇筑至定位调平钢板下部30mm，便于后期调整，并且浇筑基础混凝土时，在锚栓上部安装锚栓套筒，保证锚栓螺纹不被混凝土破坏。基础混凝土终凝前，校正装置定位，消除浇筑产生偏差。
定位装置预埋完成
3、基础混凝土终凝后、柱脚施工前，复测、调节调平钢板标高及水平度，确保满足规范要求，以减少柱脚安装产生的定位初始偏差，有效控制超高格构柱的垂直度，不影响上节柱及大型行车、大跨度桁架及支撑的精准装配。
4、安装格构柱柱脚，用经纬仪观察格构柱预留的竖直垂直度测量中心线及垂直度偏差测量线，读取垂直度偏差，用缆风绳及倒链校正垂直度，临时固定，浇筑柱脚混凝土，终凝前校正柱脚垂直度。大截面柱脚一次浇筑完成，整体性好，大大提高了柱脚承载力。
柱脚安装示意图
格构柱精度测量、校正示意图
五、结语
柱脚锚埋组合施工，克服了传统锚固式与埋入式施工的不足，既保证了柱脚定位精确，又提高柱脚抗剪、抗弯的承载力，保证结构安全，对同类施工具有一定的推广和借鉴意义。