淺議高層建筑框架結構施工質量控制

李立軍

常德市第一建筑工程有限責任公司（415000）

框架結構已經普遍應用于現代建筑。但高層建筑鋼筋混凝土框架結構的施工，仍有若干問題沒有解決，例如：雙向框架梁鋼筋同時穿過梁柱節點或高度相同的井字梁交叉點如何保證其保護層以及由此產生的對結構設計的影響問題;梁柱節點不同混凝土強度等級的施工措施及其對設計的影響問題；節點加密箍筋施工及其間距保證問題；屋面梁柱節點處框架梁面筋伸入框架柱的錨固長度與傳統施工縫留設位置相矛盾的問題等。上述問題在規范條文中沒有具體規定，也往往容易被忽視，給工程質量留下隱患。施工過程中框架結構質量控制重點在于混凝土原材料的質量控制、配比以及混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗，混凝土中鋼筋的配筋率、配箍率和長度控制對框架結構質量也有重要影響。

1 框架結構及特點

框架結構是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配而成的住宅樓、商用樓等。比較適合高層和大面積結構的樓層施工,框架結構先澆柱、梁、樓板,后做填充墻,為用戶提供了靈活的使用空間。框架結構由梁柱構成,構件截面較小,其承載力和剛度都較低,其受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,因此樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力。框架結構由于其“整體”性好,抗震效果較傳統的磚混結構要高。影響框架結構抗震性的關鍵因素是施工質量和震級,后者是不可控的自然因素,因此框架結構以及墻體的施工質量對抗震效果有重要影響。

2 框架結構施工過程

混凝土框架結構施工包括以下工序：軸線定位,柱鋼筋綁扎及支模架搭設,柱模板,柱混凝土,梁底模及梁筋,板底模及板筋,梁板混凝土。重要步驟如下：軸線定位,即選取適當位置上的幾條軸線作為整個軸網的控制線，用普通經緯儀定出這些控制軸線，其它軸線以這些主軸線為基準用鋼尺量測軸線間距離得出;柱筋綁扎及支模架搭設,根據柱邊框線校正樓面上柱插筋位置后采取焊接、搭接或機械連接等方式將柱縱筋接長后再綁扎箍筋。對于多層或高層框架結構,目前最常見的接長方式是電渣壓力焊;混凝土澆筑,可以采用泵送混凝土,該方法澆筑速度較快,可采取柱、梁、板一次性澆筑的方式。另外的澆筑方式是在樓面模板安裝之前先澆筑混凝土待達到一定強度拆出柱模,然后再封裝樓面模板。

混凝土施工速度或施工周期對混凝土結構質量影響極大。混凝土構件只有嚴格按規定的程序,即測量放線、技術復核、鋼筋綁扎、隱蔽驗收、模板安裝、模板加固及拼縫處理、模板檢查、混凝土澆筑,才可達到施工及驗收規范要求。

3 框架結構施工中的質量控制

3.1 鋼筋質量控制

鋼筋在施工中主要控制兩個環節,下料和接頭控制。

3.1.1下料

鋼筋在下料之前,必須先放出大樣,并依據大樣下料,下料應注意兩個問題：1)不要把長的鋼筋料下短了,因為這樣會增加鋼筋的接頭數量,而直接影響鋼筋的受力性能;2)鋼筋在加工過程中應一次成型,在鋼筋的同一部位反復加工易造成鋼筋的疲勞破壞。鋼筋在加工過程中,如發現脆斷、焊接性能不良或力學性能顯著不正常等現象,應對該批鋼筋進行化學成分檢驗或其它專項檢驗。

3.1.2接頭控制

鋼筋連接主要靠機械連接和焊接連接。機械連接關鍵在于選擇合適的接頭,如筒冷擠壓連接、錐螺紋連接、直螺紋連接等。相對而言,焊接質量的可控性要差很多,但其十分重要。

3.2 混凝土質量控制

保證水泥、細骨料、粗骨料、水、外加劑質量的前提下,混凝土的澆筑質量就成為框架結構工程的關鍵因素。混凝土在拌制過程中的主要問題有：水灰比失控,計量不準確甚至不計量,施工配合比不根據砂、石料的含水率變化及時調整,偷工減料,振搗過程中出現漏振、過振、漏漿等導致混凝土出現蜂窩、孔洞、離析等現象，這些會直接對混凝土強度產生不利影響。因此施工過程中注意以下環節：1)水泥、粗細骨料、水、外加劑應該根據施工的環境,如溫度、濕度進行合理的計算。首先要準確調整水灰比,在現場施工時根據試驗室的理論配合比,實測砂、石的實際含水量,準確計算用水量;水的計量采用電子裝置自動計量,計量設備定期檢查。其次要確定水泥漿的用量、砂率及坍落度。2)混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗。混凝土攪拌時間要適當,時間過短、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。

3.3 混凝土中配筋和配箍質量控制

3.3.1配筋率和配箍率

以框架結構梁柱節點部位為例,其鋼筋數量和截面面積越小越好,以保證鋼筋的間距和錨固長度,而且也便于施工。混凝土澆筑過程中,梁柱節點部位鋼筋的數量少則混凝土拌合物易流動到邊邊角角和下層混凝土表面,粗骨料也不會被鋼筋卡住,從而造成拌合物離析現象；鋼筋的配筋率和配箍率少則鋼筋間的凈距就相對大一些,振搗時候振搗棒易插入混凝土內部進行充分振搗。

3.3.2長度控制

首先是邊柱和角柱柱頂縱向鋼筋錨固長度控制。框架邊柱和角柱柱頂縱向鋼筋構造分兩種類型,一種是柱筋錨入梁中,另一種是梁筋錨入柱中。

在工程中，有些設計人員雖然對錨固長度作了規定，但取值時卻忽略了梁柱的實際尺寸如框架主梁斷面尺寸為300 mm×600 mm,次梁為 250 mm×550 mm，按規范規定的錨固長度為：L=40 d,故L=40×25=l 000 mm。受主梁斷面尺寸限制。錨固長度最大只能為850 mm(見圖1)，因此采用加焊水平鋼筋的方法來保證錨固長度(見圖2)，即在梁縱筋上加焊同規格的水平鋼筋，采取此措施后，錨固長度就可按規范規定的長度乘以0.8的系數滿足要求。

圖1 原設計鋼筋錨固長度（mm）

施工縫留設位置不合理也可造成錨固長度不足。施工規范規定,柱的施工縫宜留設在梁底標高下20 mm～30 mm，或留設在梁板面標高處,其原則是施工縫宜留在結構受力小且便于施工的位置。施工時為方便柱身混凝土下料和振搗，習慣在梁內鋼筋未綁扎前進行柱身混凝土澆筑,并將施工縫留在梁底，以致梁內節點上部鋼筋不能伸入柱內,造成節點主梁受力鋼筋的錨固長度不足，削弱了結構的抗震能力,所以在施工組織設計時應詳細做好施工方案,考慮到節點處的每一處細節問題。

圖2 加焊水平鋼筋后的錨固長度（mm）

3.4 保護層方面質量控制

混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發生銹蝕,并保證鋼筋的黏結錨固性能。有時我們只注意到主筋的保護層厚度，造成箍筋外露或保護層厚度不足，有的在主次梁交叉處，主梁、次梁和板的鋼筋關系處理不明確，造成板負筋保護層厚度不足或者加厚梁的保護層(即有效截面高度損失)，直接影響到構件的安全性、耐久性及鋼筋的受力性能。框架梁在柱邊的節點處。對柱來說，受力鋼筋的保護層厚度規范規定為30 mm，得出框架梁端鋼筋的保護層厚度實際為d(柱直徑)+30 mm，顯然比施工規范規定值偏大，且梁端一側55 mm左右厚度均為素混凝土。受荷后極易產生開裂現象，梁端部的有效截面寬度和混凝土核心區均有所減小,削弱了梁截面抗彎承裁能力。針對上述問題。施工時應該在梁端保護層超過30 mm的區段內,增加一道雙肢箍，其直徑間距均同梁箍筋，并設4 d 12 mm縱向鋼筋。

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