村鎮磚砌體房屋芯柱式構造柱施工技術

舒唯，劉勝波，姜學忠

（1重慶合信檢驗認證有限公司，重慶 400050；2重慶市建筑科學研究院有限公司，重慶 400016；3重慶大學 土木工程學院，重慶 400045）

0 引言

單層或多層磚砌體房屋造價低廉、施工簡便，長期以來都是我國廣大村鎮地區重要的房屋結構形式。然而，由于抗震意識淡薄且施工條件差，傳統磚砌體結構房屋存在嚴重的抗震安全隱患，近年發生的多次地震中，大量村鎮磚砌體民宅嚴重損壞甚至倒塌，造成極大的生命財產損失[1-3]。因此，在廣泛調研和深入研究的基礎上，工程界提出了芯柱式構造柱施工技術[4]，將傳統的現澆混凝土構造柱改進為基于預制模殼的現場裝配式施工，避免了現澆構造柱繁瑣的施工工藝，更適合在村鎮地區推廣應用，有助于實現構造柱對磚砌體墻體的約束作用，提升村鎮地區磚砌體房屋的抗震性能。

1 技術原理及特點

為了實現構造柱與砌體墻同步施工，采用了預制芯柱空心模殼。模殼可依據需求靈活定制，成品尺寸標準統一，為滿足“一”字形、“L”形、“T”形和“十”字形等不同類型墻體的施工需要，特設計了不同的空心模殼，可將模殼與砌塊靈活組砌。模殼高度同砌塊高，寬度同砌體墻厚，長度是在砌體墻厚的基礎上加上突出部分的長度（為60mm整數倍，詳見3.5），從而以此形成馬牙槎。模殼為空心開口構造，可組砌形成空心柱體，將構造柱鋼筋包裹在內，并作為構造柱永久性模板，每砌筑一皮砌體墻體，放置一塊空心模殼，當砌筑到一定高度時，分段澆筑混凝土可實現分段支模、分段澆筑，打破諸多常規工序造成的局限。頂端模殼可預留洞口，這也為提高構造柱柱頂混凝土密實度、保證施工質量帶來了突破口。

為方便施工人員進行梁表面的鉆孔植筋施工，應事先在梁支模澆筑前，于構造柱縱筋對應的梁底模板位置處釘入測量釘，安放鋼筋籠并澆筑混凝土，拆模后會留下明顯的凹槽，植筋鉆孔時只需找準凹槽位置即可。

開發一種新型混凝土柱頂澆筑工具，該工具由固定支架（焊有四個螺桿）、擋板、楔形槽三個部分組成。在澆筑柱頂混凝土時，將支架固定在柱頂灌漿口處（注：在砌筑墻體頂部砌塊時，采用PVC管預留了四個螺栓孔，將固定支架的螺桿插入即可固定），接著安裝楔形槽，待楔形槽裝滿混凝土后（即對應的灌漿口也充滿了混凝土），將擋板沿著固定支架的滑槽插進去，并可將楔形槽內的混凝土倒出來留作它用。

此施工技術具有以下特點：

（1）結構柱施工的過程中無需模板，節省了模板的采購（或租賃）成本，以及模板制作、安裝和拆除的人工成本；

（2）用于形成核心柱結構柱模板的預制塊可與墻體同時砌筑，并形成馬牙槎，無需現場制模、支模、拆模，簡化了施工過程，節省了工期；

（3）預制塊可以在預制構件廠生產，工廠化生產可以保證預制塊原材料的質量，采用預制塊作為模板，解決了模板澆筑跑模和蜂窩麻面等施工質量問題；

（4）為滿足不同構造柱的構造形式要求，研發了多種規格的U型空心模殼，均符合工程模數，具有靈活多變、適應性強的特點。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

構造柱與磚混結構同步施工工藝流程如下：施工準備→U形空心模殼設計與制作→測量釘精確定位→主體結構澆筑施工→基層清理與墻體放線→構造柱植筋鉆孔→構造柱鋼筋籠制作與安裝→墻體與構造柱同步施工→混凝土分段澆筑與養護→柱頂混凝土封堵→驗收。

2.2 操作要點

（1）施工前應成立項目管理小組及專業施工隊組，并完成各級審核、審批程序。根據設計圖紙編制專項施工方案，并準備好相應的技術資料。

（2）根據施工圖紙，結合不同的墻體類型、尺寸，確定墻體砌筑形式，繪制墻體排列組砌圖（圖1），制定各類U形空心模殼的設計加工方案，提出材料計劃。

圖1 墻體排列組砌圖繪制

（3）場地、材料機具準備，現場布置，構件進場，構件上預埋件、起重機械等的檢查，并通過認證報告或現場檢查驗收。

（4）為了實現構造柱與不同墻體截面同步砌筑施工，針對“一”字形墻、“L”形墻、“T”形墻、“十”字形墻等分別設計對應的U型空心模殼，如圖2所示。

圖2 不同類型的U型空心模殼

U型空心模殼由工廠定型化批量加工制作，內配鋼絲網片，模殼高度同砌塊高，寬度同砌體墻厚，長度是在砌體墻厚的基礎上加上突出部分的長度（為60mm整數倍），形成馬牙槎，滿足構造柱與相鄰墻體之間的構造要求。

（5）根據施工圖紙，充分了解各墻體及其構造柱位置信息。放出墻體軸線、邊線，通過墻體的各尺寸線精確構造柱的位置。再結合圖紙信息，確定梁側邊混凝土保護層厚度，箍筋直徑、間距，以及最外側縱筋直徑。

根據已知的構造柱位置信息，遵照各模板的安裝順序，在梁底模上釘入測量釘（圖3），測量釘的位置對應各構造柱縱筋的具體位置點（圖4）。

圖3 測量釘實物圖

圖4 梁底模安裝測量釘示意圖

（6）待同樓層中所有測量釘安裝就位，主體結構模板驗收合格后，方可進行梁、樓板鋼筋綁扎等后續工作。綁扎鋼筋前，先在模板上刷脫模劑。安放梁鋼筋籠時，檢查鋼筋是否與預留的測量釘存在碰撞，若無法避免相碰，在滿足規范及設計要求的箍筋間距的前提下，微調箍筋位置。

鋼筋綁扎完成并驗收合格后，進行混凝土的澆筑和振搗，相關操作須符合相關規范的要求。養護混凝土，混凝土強度達標后拆除模板，拆模后在梁底混凝土成型表面可見凹槽，分別對應測量釘位置，如圖5所示。

圖5 梁底混凝土凹槽示意圖

（7）基層清理完畢后，按標高找平樓面結構面，并按施工圖紙放出第一道砌塊軸線、墻邊線和門窗洞口線，并經有關人員檢查驗收。

墻內構造柱的放樣應按設計布置。如無設計規定，按規范辦理。其位置必須從地基向上垂直布置在每個樓層上。放樣時，以建筑物軸線和構造柱軸線為基準線。根據先前放出的墻位線，進一步測量放出構造柱的位置。軸線位移質量偏差不大于5mm，并且做好標記。

（8）根據預留在梁底混凝土完成面上的凹槽位置點，由施工人員采用鉆機垂直于梁底面向上鉆孔，鉆孔直徑略大于構造柱縱筋直徑，鉆孔深度應符合構造要求。采用植筋膠安裝固定鋼筋，植筋膠發揮作用后需做抗拔檢測，經檢測不合格的需重新安裝，安裝效果如圖6所示。

圖6 構造柱植筋

（9）構造柱鋼筋籠制作與安裝（圖7），具體如下：

圖7 構造柱縱筋與搭接區鋼筋綁扎連接

①先將構造柱縱筋平放在綁扎架上，并劃出箍筋間距；

②在縱筋上對應柱頂、柱腳位置留出搭接長度，根據畫線位置，將非搭接區的箍筋套在縱筋上并逐個綁扎，而搭接區箍筋預先放在鋼筋籠骨架上，待柱鋼筋籠立起搭接后再綁扎；

③將制作好的鋼筋籠整體運送到構造柱指定位置處，準備與搭接區鋼筋綁扎；

④對搭接區鋼筋進行修補，根據構造柱位置線檢查搭接區鋼筋位置是否符合要求；

⑤套入柱頂、柱腳搭接區的箍筋，將鋼筋籠對正，將鋼筋綁扎搭接；

⑥調整鋼筋骨架，調整垂直度后，在搭接處綁扎箍筋。綁扎鋼筋時，采用套扣或反十字扣的方法，并使縱向鋼筋與箍筋垂直。其中，柱腳處的第一個箍筋起綁點距離混凝土樓面50mm，并按施工圖紙要求，在500mm范圍內每100mm設置一道箍筋；

⑦ 搭接區鋼筋綁扎完成后，再檢查是否存在漏綁、錯綁等，檢查合格后方可進行下一步施工。

（10）砌塊砌筑前應復核、校正軸線和標高，并搭設高桿。每個操作員負責1～2軸的砌筑。從構造柱開始，按照開洞方向皮數間反砌的原則，先砌構造柱的U型空心模殼，再砌圍墻的普通砌塊。水平灰縫由皮數桿控制，垂直度由電纜板和掛件控制，墻面平整度由兩角掛線控制。每層第一皮塊構造柱采用帶清理孔的U型空心模板，室內側設外墻清理孔。

采用“三個一”的砌磚方法，即“一鏟灰、一磚、一揉”。砌筑前應將砌體部位清理干凈，放出墻體中心線和邊線，并澆水。砌筑時，灰縫應橫平豎直，砌體的水平灰縫厚度和垂直灰縫寬度應控制在10mm±2mm以內，一般以10mm為宜。所有灰縫均應鋪砂漿，水平灰縫和垂直灰縫的砂漿飽滿度應不小于98%；砌體中不得出現暗縫和透明縫；砌塊應采用雙面砂漿砌筑。

沿柱高每500mm設一根拉結筋，每根拉結筋為2根φ6帶鉤鋼筋。同一層灰縫內設置不同方向的拉結筋。拉結鋼筋在構造柱中通長設置，對外圍護墻每邊應伸入墻內不小于1000mm；對內填充墻每邊應伸入墻內不小于為750mm。拉結筋所在灰縫采用高強度等級的砂漿勾縫，并抹壓密實，有效防止鋼筋銹蝕。

（11）針對不同類型的墻體截面形式，采用對應類型的空心模殼砌筑墻體。

砌筑砂漿采用Mb5.0預拌砂漿，其強度增長規律明顯：ld抗壓強度為lMPa，3d抗壓強度為2MPa，28d抗壓強度不小于5MPa。因此，有必要采用分段流水砌體。當每段高度為4～5層或1m時，可轉入下一段。待上一流水段砌筑砂漿達到規定強度（f≥lMPa）后，方可澆灌構造柱混凝土。

當墻體砌筑到混凝土澆筑高度時，先用短鋼筋或木棍等輕敲構造柱鋼筋籠，使遺留在鋼筋籠上的砂漿、碎石、雜物等建筑垃圾掉落，接著清掃構造柱底部孔內掉落的建筑垃圾，最后將清掃孔封堵嚴實。

（12）采用人工分段澆筑的方式，混凝土坍落度宜在18～21cm范圍內，每段澆灌高度控制在4～5皮空心模殼高度或lm內，每次澆筑時，應夯實混凝土。結構柱混凝土澆筑搗實時，宜用鋼筋搗實，或用φ30小型振搗器振搗在結構柱主筋上，輔以橡膠錘外側輕敲和圓鋼振搗器向下插入，使澆筑密實。不要將振搗器直接插入空心模殼的孔內進行振搗，以免爆模。

每澆筑一段需保證芯孔混凝土溢滿并對浮漿進行刨除，在砌筑第二段構造柱前對第一段構造柱的頂部表面進行鑿毛處理，之后的每一段都是采用同樣的方法進行操作。

（13）利用一種新型的柱頂澆筑工具，實現構造柱柱頂混凝土的封堵，澆筑工具由固定支架、擋板、楔形槽三部分組成，如圖8所示。

圖8 澆筑工具效果圖及安裝實物圖

在構造柱頂部的空心模殼上預留PVC孔洞，將固定支架的四根螺桿插入孔洞，并在墻的反面利用墊板和螺帽將其固定，然后安裝楔形槽，楔形槽可繞固定支架轉動，也可通過槽兩側的卡扣將其固定，如圖9所示。

圖9 頂部預留孔洞及工具安裝示意圖

在擋板上事先涂抹脫模劑，向楔形槽內倒入混凝土，當混凝土高度達到要求后，將擋板從固定支架的滑槽按水平方向插入，形成混凝土模板。再將另一塊擋板按垂直方向插入楔形槽，卸下卡扣，轉動楔形槽，將槽內多余混凝土取出留作它用。每個班組需10～15個澆筑工具，以形成流水作業，且能夠多次重復利用。

（14）工程完成后，由施工單位技術負責人、專職質檢員組織，作業負責人、質檢員驗收。對質量符合標準要求的工序，填寫工序交接單，辦理交接手續。如果工藝不符合質量標準要求，必須采取措施加以處理。

3 結語

通過芯柱式構造柱施工技術，將傳統的現澆混凝土構造柱改進為基于預制模殼的現場裝配式施工，避免了現澆構造柱繁瑣的施工工藝，更適合在村鎮地區推廣應用。更重要的是，該技術有助于實現構造柱對磚砌體墻體的約束作用，提升村鎮地區磚砌體房屋的抗震性能，對村鎮磚砌體房屋的建設具有重要的參考意義。