無梁樓蓋結構中鋼筋混凝土環梁施工技術要點

郭金宏　張澤沛　吉立夏

摘要：在超高層建筑的構造中，鋼管混凝土柱因其良好的受力、變形性能及施工便利性，在鋼結構一鋼筋混凝土混合結構中應用十分廣泛。鋼管柱與無梁樓蓋的連接節點大多數采用了鋼筋混凝土環栗，該文以北京市奧體南OS-02#地塊超高層項目為實例，剖析了鋼筋混凝土環栗的施工難點，并詳細闡述了鋼管混凝土柱與無梁樓蓋連接節點的整個施工工藝流程，主要包括模板的設計與加固、環栗鋼筋的加工與綁扎、混凝土澆筑與養護等施工技術方面的實踐及探討。

關鍵詞：鋼筋混凝土環梁 無栗樓蓋 梁柱節點 弧形

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0036-03

北京市朝陽區（奧體南區2號地項目）B座商業辦公樓總承包工程位于北京奧體文化商務區東部，東臨安定路，西臨規劃奧體南區四號路，北接規劃奧體南區一號路，南至規劃奧體南區二號路，為大型商業辦公樓，地下5層，地上31層，首層層高11.4m，標準層層高4.4 m，建筑高度為147.15 m，建筑最高點157.15 m，總建筑面積122151.1 m²，鋼框架核心筒結構，核心筒為剪力墻結構，核心筒外16根鋼管柱自地下4層生根，在地下室中通過環梁與四周柱帽或樓板連成整體，地上部分通過鋼梁與核心筒連成一體，鋼梁上鋪設鋼筋桁架樓承板澆筑C30混凝土。

1.鋼筋混凝土環梁概況

目前國內鋼管柱與鋼筋混凝土無梁樓蓋的連接節點大多采用環梁方式，地下各層的無梁樓蓋通過鋼筋混凝土環梁與鋼管混凝土柱相連，從而將荷載通過混凝土環梁傳遞給鋼管混凝土柱，這種節點鋼管內沒有任何穿心構件且沒有方向性，制作簡單、施工方便、造價合理，該節點需要鋼管柱加工時在環梁與鋼管的接觸面即鋼管外表面焊接一道或兩道t≥16 mm的帶狀鋼抗剪環或直徑≥16mm的圓鋼抗剪環，焊腳高度≥8mm，如圖1。

該工程采用的是每個節點兩道20 mm×40 mm帶狀抗剪環，焊腳高度10 mm該環梁尺寸由項目實際情況確定，內徑為鋼管柱的直徑，梁寬由設計確定，梁高則根據四周樓板或柱帽的厚度確定，為最厚的樓板或柱帽厚度+50mm。

本工程共有此類型環梁13條，根據實際情況得出尺寸高度為350-550mm，內徑1 400mm，梁寬800mm，由此得出環梁外徑3 000 mm，鋼筋混凝土環梁節點的施工，在搭設支撐腳手架、模板拼接加固、環形鋼筋加工制作、現場鋼筋綁扎、混凝土澆筑等方面的都將給施工造成一定的難度。因此控制好鋼筋混凝土環梁的施工質量，對于該工程將會有重大的影響意義。

2.主要施工技術

2.1環梁模板支撐架

模板支架根據根據荷載實際情況進行搭設，無梁樓蓋的環梁節點其厚度僅比樓板或柱帽高出50mm，荷載增加量有限，模板支架同周邊樓板或柱帽形式相同。

具體操作方法：首先根據各樓層層高和各環梁梁高確定鋼管的下料尺寸，在地面彈出環梁支撐的網格線交點上鋪設墊板，搭設鋼管支撐架，同時鋼管架頂部使用可調式頂托，便于每根立桿高度的調整，為下一步鋪設楞木創造有利條件，按方案要求設置掃地桿、水平桿、剪刀撐。

2.2弧形模板制作與加固

環梁的底模采用普通木模，次龍骨采用50 mm×100 mm木方，主龍骨采用θ48×3.0鋼管。因環梁僅比柱帽厚50mm，柱帽平面尺寸為3 400 mm×3 400 mm，整個環梁是被柱帽或樓板包在內部的，側模采用長度3000πmm、寬度50mm普通三合板彎曲成弧形，背部龍骨采用兩道15mm厚多層板設置在側模上下口，與三合板釘牢，拼裝模板前對模板之間拼縫、模板與鋼柱問的拼縫采用海綿條進行貼補防止漏漿，確保混凝土外觀成型質量。

2.3環梁鋼筋加工與綁扎

在鋼筋下料前先利用BIM技術對環梁鋼筋進行分離并逐個定位，按圖集和圖紙要求擺放每一根鋼筋，將鋼筋直徑等影響因素消除后，精確計算鋼筋下料長度（見圖2）。

混凝土環梁的環形鋼筋采用直螺紋機械連接的連接方式，在先對鋼筋進行切割，再進行直螺紋加工，最后彎曲成弧形，因環梁彎曲完成后無法對鋼筋進行直螺紋絲頭加工，因此對環梁鋼筋加工要求非常高。首先通過加工試驗，獲得加工制作后的偏差值，再調整鋼筋下料長度。獲得加工偏差數據和調整下料長度后，鋼筋彎曲后，其起點離絲頭應控制在60～80mm處，以便直螺紋順利連接。表1為項目某一環梁受力鋼筋下料表。

在鋼筋正式安裝前，首先進行預安裝，在預安裝過程中及時對不合理尺寸進行調整，保證正式安裝時能夠順利進行。等操作工人對加工尺寸和安裝順序熟悉后可取消預安裝環節，正式安裝時，利用塔吊將鋼筋按安裝順序調入現場，環形鋼筋按內環和外環兩種情況進行施工，外環直接套進鋼管柱，內環分解成兩個半圓進行，降低了安裝難度，易操作施工；箍筋有序的進行分堆集中，待箍筋全部套進環梁主筋后再根據圖紙要求的間距分散就位固定。

鋼筋安裝一般順序為：環梁的上層鋼筋-環梁箍筋安裝-環梁箍筋分散開-環梁下層鋼筋順箍筋穿入-環梁腰筋穿入-綁扎受力筋與箍筋。

2.4混凝土澆筑及養護

環梁混凝土澆筑采用商品混凝土，與四周柱帽、板同時進行澆筑，在混凝土開盤前應檢查模板內的積水、木屑以及其它垃圾等，及時清掃干凈，以免導致夾渣等質量缺陷。混凝土澆筑過程中，優先采用小直徑振搗棒進行振搗。按每400mm進行分層澆筑，振搗棒插入深度要到位，插點均勻，快插慢拔，不觸碰模板、鋼筋等，振搗時間應適宜，以混凝土不再下沉，不出現氣泡，開始泛漿為宜。混凝土澆筑完成后應及時采用灑水、覆蓋塑料膜等方法進行保濕保溫養護。

2.5 BIM技術的應用

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。該工程使用了BIM技術，在鋼筋混凝土環梁的施工中采用BIM軟件進行建模，模擬混凝土環梁的整個施工過程，包括支撐架搭設、模板制作及安裝、細部節點做法、鋼筋安裝至混凝土澆筑、拆模等過程，對工長、質檢員和操作工人進行交底，讓整個施工過程具備了可視性和直觀性，更便于指導施工；對環梁處所用鋼筋進行下料統計，混凝土量及模板用量進行計算，方便了材料的采購工作。

3.實施效果

在整個工程的地下室鋼筋混凝土環梁的施工過程中，因編制了切實可行的施工方案，采取了有效的施工技術措施及手段，使鋼筋混凝土環梁施工質量得到保證，64條環梁界面尺寸準確，偏差在規范允許范圍之內，鋼筋排布均勻，成型效果良好，獲得了長城杯專家及業主的好評，減少了后期裝修工作的麻煩，為項目部和企業積累了寶貴的經驗。