鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)應(yīng)用

摘要：本文分析了混凝土在施工過(guò)程中及梁主筋錨固存在的問(wèn)題，提出解決建議。

關(guān)鍵詞：梁主筋;框架結(jié)構(gòu);錨固

1.工程概況

某高層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)商業(yè)寫(xiě)字樓工程，地下2"層，地上12"層、局部18層，建筑檐口高度為6216m。地下部分柱截面為1000mm×1000mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，首層至3層柱截面為850mm×850mm，9層以下柱混凝土強(qiáng)度均為C50，梁板強(qiáng)度等級(jí)C30，梁截面450mm×450mm，采用泵送商品混凝土。本工程中梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋很多，縱橫交錯(cuò)，安裝箍筋和澆筑混凝土難度均非常大。

2.鋼筋混凝土施工存在的問(wèn)題

2.1鋼筋施工

2.1.1加密箍筋不設(shè)或設(shè)置不到位

保證框架節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度的主要因素是節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度和加密箍筋的作用。在混凝土強(qiáng)度和梁縱筋固定之后，節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度就取決于節(jié)點(diǎn)箍筋的配置情況，所以梁柱節(jié)點(diǎn)處的箍筋設(shè)置很重要，箍筋約束下的核心混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度比素混凝土提高13%～43%。按照常規(guī)施工程序，梁柱節(jié)點(diǎn)要與本層的梁板一起澆筑，節(jié)點(diǎn)箍筋與本層梁板鋼筋一同安裝。因?yàn)樵撎幙v橫梁和柱的縱筋交匯，另外加密箍筋又常常是井字復(fù)合筋，所以鋼筋非常難定位和綁扎，現(xiàn)實(shí)中操作人員只是保證了梁筋的位置，加密箍筋往往被丟掉或間距不能保證，也有的箍筋綁扎松扣、缺扣、貼不到主筋、彎鉤角度不夠等。這其中有些是工人怕麻煩，也有些是安裝確實(shí)困難。我們現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，由于梁筋的直徑多為25、28、32mm，且多數(shù)又是雙層筋，而縱橫梁的標(biāo)高又是一樣的，這樣即使不要求保證縱向鋼筋間的30mm凈距，梁上部縱橫向的4"排鋼筋緊貼著排時(shí)就已超過(guò)了100mm，超出了箍筋的加密間距，所以，像這樣部位的箍筋間距確實(shí)無(wú)法達(dá)到。

2.1.2"縱向受力鋼筋排距不勻

《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002中嚴(yán)格要求，梁上部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于30mm和115d（d"為鋼筋最大直徑），下部縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于25mm和d。在實(shí)際施工中，節(jié)點(diǎn)內(nèi)梁的上下縱向鋼筋排距卻達(dá)不到規(guī)范要求的凈距，特別是邊節(jié)點(diǎn)錨固下彎豎向鋼筋甚至有“把子筋”現(xiàn)象，這樣會(huì)造成澆筑后這種鋼筋不能被混凝土充分包裹，影響其握裹粘結(jié)力，降低結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

2.1.3" 梁主筋的錨固

梁主筋的錨固問(wèn)題常出現(xiàn)在邊節(jié)點(diǎn)。按照現(xiàn)行規(guī)范要求，中間層邊節(jié)點(diǎn)內(nèi)的上部鋼筋錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合LaE=1115La，并應(yīng)伸過(guò)節(jié)點(diǎn)中心線不小于5d;當(dāng)縱向鋼筋在邊節(jié)點(diǎn)內(nèi)的水平錨固長(zhǎng)度不夠時(shí)，沿柱節(jié)點(diǎn)外邊向下彎折，且彎折后水平投影長(zhǎng)度不小于014LaE，垂直投影長(zhǎng)度取15d（見(jiàn)圖1）。由于高層結(jié)構(gòu)荷載較大，梁內(nèi)配筋較多，這樣縱筋錨固下彎長(zhǎng)度會(huì)超過(guò)節(jié)點(diǎn)范圍高度較多。按照常規(guī)施工方法，先澆筑柱混凝土到梁底標(biāo)高下2～3cm，然后再綁扎梁鋼筋，此時(shí)出現(xiàn)了錨固下彎筋不能就位的現(xiàn)象;為方便施工，時(shí)常有截短錨固長(zhǎng)度的情況發(fā)生，或施工人員直接下料取短達(dá)不到LaE。這樣，檢查人員稍有疏忽就會(huì)留下質(zhì)量隱患。另外，對(duì)于梁筋直徑不大的鋼筋錨固，錨固長(zhǎng)度總長(zhǎng)要求小，在節(jié)點(diǎn)內(nèi)折彎后的垂直段長(zhǎng)度不能達(dá)到規(guī)范要求的15d（此時(shí)已滿足LaE），這樣在地震力的作用下垂直段會(huì)剔破保護(hù)層使節(jié)點(diǎn)提早破壞。

圖1" 梁主筋錨固示意

2.2"混凝土施工

高層框架結(jié)構(gòu)由于受柱的軸壓比和截面的限制，下部幾層柱一般要采用高強(qiáng)混凝土，而梁板按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002規(guī)定不能超過(guò)C40。這是由于梁板主要受彎，不需要太高的混凝土強(qiáng)度，同時(shí)也為了避免采用高強(qiáng)混凝土帶來(lái)的梁板收縮裂紋。所以，設(shè)計(jì)時(shí)普遍采用柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于梁、板2～4個(gè)等級(jí)的辦法。實(shí)際工程中樓板的合適混凝土強(qiáng)度為C25～C35，而計(jì)算的柱混凝土強(qiáng)度常達(dá)到C50或C60，本工程中柱為C50，梁板為C30，相差4個(gè)等級(jí)。

目前混凝土澆筑施工幾乎都采用商品混凝土泵送工藝，而且習(xí)慣于將豎向構(gòu)件與水平構(gòu)件分兩批集中澆筑，梁柱節(jié)點(diǎn)被作為水平構(gòu)件但又作為柱的組成部分，有“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的要求，要用柱高強(qiáng)度混凝土澆筑，這就產(chǎn)生了同一澆筑層梁板與節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不一致的問(wèn)題。如果按照規(guī)定要求梁柱節(jié)點(diǎn)處不采用梁板混凝土，而要單獨(dú)澆筑，則可能會(huì)產(chǎn)生一系列問(wèn)題。首先是節(jié)點(diǎn)混凝土的供應(yīng)量和澆筑時(shí)間不易控制，會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量事故。在較大面積的樓板澆筑中一次供應(yīng)的高強(qiáng)度等級(jí)混凝土量不易準(zhǔn)確把握，如果把全部節(jié)點(diǎn)的混凝土一次進(jìn)場(chǎng)澆筑，由于施工中不能很準(zhǔn)確地做到節(jié)點(diǎn)混凝土終凝以前澆灌梁板混凝土，勢(shì)必造成柱節(jié)點(diǎn)與梁、板交接處形成冷縫或施工縫，降低了梁板的整體性。另外，先澆筑的節(jié)點(diǎn)混凝土不能及時(shí)進(jìn)行振搗。因?yàn)榧词拱凑粘Ｒ?guī)做法設(shè)置45°金屬板網(wǎng)，由于鋼筋穿插較多，遮擋不會(huì)很?chē)?yán)密，振搗時(shí)同樣會(huì)使節(jié)點(diǎn)混凝土大部分流竄到梁內(nèi)，導(dǎo)致核心區(qū)高強(qiáng)混凝土量不足，需要多次補(bǔ)足;可是如果等梁板混凝土在節(jié)點(diǎn)四周澆筑后再一同振搗，此時(shí)的節(jié)點(diǎn)混凝土有可能已初凝，會(huì)影響節(jié)點(diǎn)的密實(shí)性。如果分批進(jìn)場(chǎng)高強(qiáng)度混凝土，在使用1"臺(tái)布料機(jī)的情況下，還會(huì)造成泵管內(nèi)混凝土的混合，不能保證節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。

3.解決措施

3.1"節(jié)點(diǎn)加密箍筋設(shè)置

（1）方法1：將封閉箍筋改為2個(gè)對(duì)口箍，在梁筋綁扎后按照規(guī)定的間距插入并焊接封閉。

（2）方法2：①將節(jié)點(diǎn)分成若干組，每組指定1"名專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)鋼筋安裝;②提前認(rèn)真核對(duì)通過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鋼筋量，畫(huà)出節(jié)點(diǎn)的鋼筋安裝順序圖并做好技術(shù)交底;③按照提前考慮好的順序?qū)⒖v橫梁的底筋、節(jié)點(diǎn)箍筋、梁腰筋、梁上部各層筋在節(jié)點(diǎn)處就位（此時(shí)要注意位于梁的2層負(fù)彎矩筋間的節(jié)點(diǎn)箍筋也要就位），不要綁扎，局部可臨時(shí)固定;④按照準(zhǔn)確位置綁扎縱橫梁筋;⑤調(diào)整就位節(jié)點(diǎn)部位的箍筋并綁扎。

3.2"鋼筋錨固

（1）方法1：①為避免彎鉤較多、節(jié)點(diǎn)內(nèi)鋼筋太密，對(duì)梁底鋼筋錨固可在鋼筋端部綁條單面焊接3個(gè)同直徑的10d長(zhǎng)的鋼筋頭，以擴(kuò)大端部，增加錨固力;②上

部第2"層鋼筋仍采用彎鉤的形式;③最上面的鋼筋伸到節(jié)點(diǎn)外邊處并全部焊接到1"塊12～16mm厚的鋼板上（見(jiàn)圖2）。這種方法盡管未經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，卻是參照國(guó)外的成熟方法EG固定板法設(shè)計(jì)，它既可以避免彎鉤處的“把子筋”，又能保證鋼筋間距，方便節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝，不足之處是鋼筋就位后需進(jìn)行焊接作業(yè)。

圖2" 梁主筋焊鋼板錨固示意

（2）方法2：①提前認(rèn)真核對(duì)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的梁鋼筋，按照規(guī)范要求計(jì)算鋼筋需要彎折的量;②考慮滿足鋼筋凈距的要求，按照彎鉤逐漸后退的方法，畫(huà)出梁筋在節(jié)點(diǎn)的排列安裝圖（見(jiàn)圖3），對(duì)不同長(zhǎng)度的鋼筋進(jìn)行編號(hào);③設(shè)技術(shù)人員專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的鋼筋下料和安裝檢查;④按照排列圖中的鋼筋下料長(zhǎng)度，對(duì)同層鋼__筋進(jìn)行不同長(zhǎng)度的下料;⑤按照編號(hào)將鋼筋對(duì)號(hào)安裝到指定位置。

圖3" 梁筋在節(jié)點(diǎn)的排列安裝圖

3.3"對(duì)于節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土澆筑

3.3.1節(jié)點(diǎn)與梁板混凝土強(qiáng)度相差1"級(jí)（5MPa）節(jié)點(diǎn)可與梁板混凝土一起澆筑。

3.3.2"節(jié)點(diǎn)與梁板混凝土強(qiáng)度相差大于2"級(jí)（10MPa）而小于5"級(jí)（25MPa）梁柱節(jié)點(diǎn)可隨梁板一同澆筑。但此時(shí)可能會(huì)引起節(jié)點(diǎn)豎向承載力不足，以及地震作用時(shí)的抗剪能力不足，故采用上述方法時(shí)要區(qū)別情況采取一定的補(bǔ)足措施，并要征得設(shè)計(jì)人員的同意。

（1）當(dāng)節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度相差2"級(jí)（10MPa）時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)箍筋、縱筋的約束作用，混凝土的強(qiáng)度可比設(shè)計(jì)值提高20%～50%;混凝土1年齡期的強(qiáng)度是其28d強(qiáng)度的1.2～1.35倍;再考慮周邊梁的約束，核心區(qū)混凝土的抗剪強(qiáng)度可提高50%～100%，故可直接用梁板混凝土澆筑而不用采取處理措施。

（2）當(dāng)相差3"級(jí)（15MPa）及以上時(shí)可采取下列任一措施進(jìn)行補(bǔ)足：①可根據(jù)節(jié)點(diǎn)所處的部位及與梁板混凝土強(qiáng)度相差級(jí)別的多少增設(shè)不同數(shù)量的短鋼筋來(lái)補(bǔ)足混凝土強(qiáng)度（中柱節(jié)點(diǎn)比角柱節(jié)點(diǎn)的短鋼筋用量可減少50%），此時(shí)要驗(yàn)算縱向鋼筋的總配筋率是否超過(guò)3%，如超過(guò)要將箍筋焊接封閉;②在節(jié)點(diǎn)內(nèi)增設(shè)型鋼，增加節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的復(fù)合箍筋;③節(jié)點(diǎn)水平加腋;④節(jié)點(diǎn)處增設(shè)X形鋼筋，并確保其錨固長(zhǎng)度。

3.3.3"邊節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度相差4"級(jí)（20MPa）及以上，中間節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度相差5級(jí)（25MPa）及以上必須用柱混凝土澆筑。此時(shí)只能按照一般的方法，在節(jié)點(diǎn)區(qū)外梁上用金屬網(wǎng)分隔，嚴(yán)密組織，精心施工，確保節(jié)點(diǎn)混凝土質(zhì)量。

4.總結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋綁扎難度大的問(wèn)題只要制定合理的措施是可以解決的，實(shí)施的關(guān)鍵是技術(shù)人員要提前考慮好節(jié)點(diǎn)處的鋼筋安裝次序，制定切實(shí)可行的措施，并將措施落實(shí)。文中提出的個(gè)別措施雖是定性而不是定量的，未經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，但從充分發(fā)掘節(jié)點(diǎn)的抗壓潛力，并考慮現(xiàn)場(chǎng)施工方便性的角度而言，它是可行且科學(xué)的。

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