框架結構梁柱節點核心區鋼筋綁扎施工及質量控制

李 星， 田崟杉, 李 想

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都 610072)

依據《結構力學》得知框架結構受力核心區主要集中在梁、柱節點，根據該部位受力分析表明，框架結構地震破壞主要發生在梁、柱交接部位。該處破壞的主要形式分兩種，一種為節點核心區剪切破壞另一種為鋼筋錨固的破壞。若節點處施工與設計要求出入較大時對結構的安全性存在極大的質量隱患。正是該部位受力復雜，設計單位依據力學分析設計節點處鋼筋配筋較為密集，在現場施工過程中由于施工人員作業水準高低不一，往往會造成該部位的實際施工質量遠低于設計要求，對工程質量造成較大的質量隱患。

1 節點核心區鋼筋制安

1.1 梁柱節點區的箍筋綁扎

按照設計和圖集的鋼筋綁扎安裝要求，梁、柱節點核心區的箍筋應加密設置，但在鋼筋綁扎過程中由于梁、柱節點核心區處的鋼筋分布較密集及鋼筋直徑較大，在進行節點箍筋加密時存在較大施工難度，主要表現為以下三點：①柱子主筋直徑較大；②框架梁鋼筋直徑較大且排布密集；③柱鋼筋綁扎與梁鋼筋綁扎存在一定的時間差即在柱鋼筋綁扎至節點處梁底模板需安裝完成會造成在施工梁鋼筋過程中會影響柱節點處箍筋的安裝質量。因此會給現場施工帶來了一定的難度。

通過施工現場積累的節點施工經驗，在柬埔寨西哈努克市某公寓樓項目上采取 “梁、柱節點箍筋框架梁骨架整體施工”的方案，有效地控制了節點處鋼筋制安的施工質量，具體施工流程如下 ：

(1)首先在依據設計圖紙上框架柱鋼筋配表下料加工的時候，就依據方案柱箍筋的四個面分別增加一根鋼筋，其中鋼筋的規格牌號應當與設計圖紙上的箍筋大小牌號一致，額外增添的鋼筋長度由圖集及規范要求框架柱核心區箍筋加密高度確定，然后把框架柱箍筋按照設計間距與短鋼筋通過點焊的方式固定，在箍筋每邊電焊即可，將梁支座處通長的鋼筋按照圖紙排布好穿到箍筋骨架內。

(2)把制作好的箍筋套入柱縱筋并用采用木方做支撐架在樓板模板面上以方便梁箍筋的綁扎安裝，安裝梁剩下的縱筋并綁扎梁支座處加密區及非加密區箍筋，完成梁鋼筋綁扎后取出梁內的支撐木方，節點區箍筋骨架連同完成綁扎的梁一起下落且不會造成箍筋間距破壞的問題。采取這種工藝可以保證框架柱加密區箍筋的安裝質量還可以保證梁支座處加密區箍筋的綁扎質量，實施效果比較好，能夠滿足規范及設計要求。

1.2 梁下部縱筋凈距控制

根據混凝土規范要求，梁下部縱筋水平方向凈距必須大于25 mm及梁鋼筋直徑的二者中較大者。中間節點處縱梁、橫梁及柱的縱向鋼筋相互交叉，傳統做法是將兩邊(等高)梁的下部筋并排錨入柱節點中，這是發達國家已經廢棄的做法，混凝土里并排緊挨著的鋼筋，導致混凝土內出現通直內縫，節點的剛度會造成較大的影響，考慮到結構的抗震性，由于剛度低于實際設計要求留下較大的安全隱患。

還有一種做法是，下部鋼筋采用一端直錨固，另一端“翹起”錨固，但這種做法在實際施工中不便于操作，特別是當梁底部筋有多排時，故很少有施工單位采用此方法。為解決此問題，可采用一根鋼筋貫穿通過中間支座，但又受到鋼筋定尺長度的局限，框架梁的下部縱筋在什么位置連接將是施工中經常遇到的問題，JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》中明確了只有掌握結構內力實際分布情況的設計者才有可能確定框架梁下部縱筋宜在何處連接和如何連接，遇到梁的底部鋼筋無法在框架柱內錨固時，允許在核心區外采用搭接的方式連接，相鄰跨鋼筋直徑不同時，搭接位置位于較小直徑一跨，且梁下部鋼筋連接位置宜位于支座 Ln/3 范圍內(Ln為梁凈跨長度)，具體做法見(圖1)。故當結構圖中未明確說明時，在設計圖紙會審階段施工單位應向設計單位提出該問題，要求其明確中間節點梁下部筋合理的連接位置及連接方式。

圖1 在節點外搭橋做法10J101中間節點梁下部筋

1.3 頂層端節點鋼筋制作及綁扎

由于施工人員對頂層端節點圖集做法理解不深，且在標準層鋼筋施工中偏差較大，偏差累積后易出現頂層梁柱鋼筋互錨長度不足，鋼筋綁扎混亂等問題，具體解決措施如下：

(1)在施工前，項目部技術人員應仔細看圖，結構圖中有頂層端節點做法的應按圖施工，16G101-1 給出了兩種類型做法，第一種是柱筋錨入梁內，伸入梁內柱外側縱筋不宜少于柱外側全部縱筋的 65 %，其中 D 節點是用于 B 節點或 C 節點未伸入梁內的柱外側柱筋錨固，不能單獨使用 ；第二種是梁筋錨入柱內。

(2)現場管理人員對班組加強技術交底，嚴格把控日常的施工質量，若使用“柱錨梁”做法時，充分考慮柱筋的下料長度，要充分考慮到柱筋累計偏差后再進行鋼筋加工 ；當采用“梁錨柱”做法時，參考圖集可以預先埋放豎直長度為 1.7 1abE(梁上部縱筋配筋率>1.2 % 時，預埋筋豎直長度為 1.7 1abE和 1.7 1abE+20d兩種)的L形梁錨固鋼筋，然后澆筑柱混凝土，施工縫仍留在梁底，再支模綁扎梁鋼筋，就位后將梁縱筋與預埋錨固筋進行搭接焊接，搭接長度還需滿足焊接搭接的有關要求。

2 節點核心區模板施工

梁、柱節點支模一般比較麻煩，工效低。木工在施工的時候通常會現場切割制作模板，這樣容易出現尺寸偏差大、拼縫漏漿、表面垂直度及平整度超出規范要求等混凝土外觀質量通病，若遇到不合格部位需重新安裝處理的時候整改處理較費工，不便于進行節點內的雜物清理和節點箍筋的調整處理。針對此類問題，宜采用預先制作定型模板的方法，具體制作及安裝方法如下 ：

(1)排查辨別每個節點處的梁、柱、樓板的相互位置關系及模板安裝尺寸，對節點進行分類編號。

(2)根據第一點來確定核心區模板的制作方案。一般矩形節點框架梁寬度范圍以外的模板由四個側面的各一至兩片矩形板組成，模板下部與柱的搭接長度取 50 cm 便于固定。通過以上方式確定每塊模板的具體尺寸并編號后，繪制出各節點的模板制作圖。

(3)現場選擇技術較為嫻熟的木工制作模板塊，制作完成后進行編號標記。模板可用15 mm 厚膠合板制作，用40 mm×90 mm 木方做背楞，背楞間距不超過300 mm，矩形柱采用雙鋼管及對拉螺桿進行加固。

(4)隨施工進度現場安裝節點模板。先用將相應的模板在柱身初步固定，用線錘及水平儀檢查安裝標高及垂直度，根據實測數據進行調整并初步擰絲桿，再整改復查標高及垂直度后擰緊螺栓完成安裝。

3 節點核心區混凝土施工

3.1 節點區梁柱混凝土強度等級相同時混凝土澆筑

梁、柱節點作為梁的支座本身是柱的一部分，框架結構在進行設計的時候一般梁板混凝土與柱混凝土強度等級相同。若設計圖紙上標明的柱與梁板混凝土強度僅相差5 MPa，一般可在設計圖紙會審時將梁板混凝土強度等級改為與柱相同，同時在進行混凝土澆筑的時候保證混凝土振搗時不出現因漏振造成的蜂窩等質量缺陷即可。

3.2 梁、柱混凝土強度等級不同時節點區混凝土澆筑

在高層框架結構的抗震設計中，為滿足框架柱的軸壓比要求，且要避免柱子截面過大，一般框架柱的混凝土強度等級比梁板混凝土高出 10 MPa 以上，此時節點區應按照柱混凝土強度等級澆筑。

澆筑混凝土前，在距柱邊(h/2，500 mm)自梁頂沿135 °方向斜向梁底采用快易收口網分隔(圖2，h為梁高)，作為高低強度等級混凝土的分界。

圖2 梁板混凝土剖面

澆筑時，先澆筑節點區以內混凝土，節點混凝土稍落出樓面，暫不振搗，再澆筑梁板混凝土。項目部現場技術人員在值班澆筑混凝土時，要根據考慮現場的施工條件及澆筑進度分別算出梁板混凝土和梁柱節點區混凝土的方量，合理安排不同等級混凝土的用車量及各自的澆筑時間，提前規避兩種混凝土之間冷縫的產生，防止對結構造成不良影響。

3.3 控制梁、柱節點混凝土裂縫措施

根據高層建筑工程混凝土澆筑施工的完成后拆模的外觀來看，梁、柱節點不同混凝土強度等級交界部位通常會出現細微的裂縫。這些裂縫并不是荷載作用下的結構裂縫，所以不影響結構的安全使用，但作為精益求精的施工企業，我們必須對施工質量從嚴要求，采取有效措施，盡量控制這類裂縫的出現。

3.3.1 裂縫產生的原因

(1)梁、柱混凝土強度等級相差較大時，不同強度等級的混凝土配合比即水泥、砂子、水的使用量不同，所以混凝土的收縮有差異，因而在不同等級的混凝土交界范圍內容易產生裂縫。

(2)一般情況下，柱子的截面大，梁截面小，因而剛度不一，混凝土的收縮系數不一樣，這樣容易造成裂縫。

(3)商品混凝土配合比中，高強度等級混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率及坍落度偏大，這會導致高、低強度等級混凝土交界附近產生裂縫。

(4)現場的混凝土養護習慣往往也會造成裂縫產生，一般板面養護較為容易，梁養護效果較差，這樣因為混凝土吸水及溫度差異也容易導致梁的兩側面產生裂縫。

3.3.2 控制梁、柱節點混凝土裂縫的措施

(1)要求混凝土攪拌站調整配合比設計，在滿足強度等級及可泵性的條件下，對柱子混凝土，減少水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少坍落度、減少用水量，并對粉煤灰和外加劑的用量也需作相應的調整。

(2)梁、柱節點的混凝土采用二次振搗法，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強高、低強度等級混凝土交界面的密實性，減少收縮。

(3)嚴格控制混凝土拌合物的坍落度，條件允許情況下，節點核心區混凝土可采用塔吊輸送，以期降低坍落度。在現場，對每車混凝土都應進行坍落度檢測。

(4)加強節點區混凝土的養護，特別是梁，除了板面澆水外，還應用噴槍對梁進行噴水養護，并推遲梁側模的拆模時間。

4 結束語

梁、柱節點核心區是聯系整個框架的樞紐，它聯系著上、下柱，起著傳遞、分配內力和保證整體性的作用。因此，作為施工單位，必須要提高對框架梁、柱節點核心區重要性的認識，嚴格管理，采取合理的施工方法及措施，確保施工質量能達到設計及規范的要求，決不留下任何質量隱患。