框架梁縱筋與勁性柱連接施工技術分析

韓春文，任 智

(北京城建集團有限責任公司，北京 100088)

1 工程概況

本研究以北京市CBD工程為例，該工程位于北京市朝陽區東三環路與建國路相交處，北起光華路，南至建國路，西起東三環路，東至針織路。該工程集交通、市政、景觀以及綜合防災功能于一體，規劃總用地面積29.72 hm2，總建筑面積約350萬m2，如圖1所示。核心區地下公共空間總建筑面積為224 880 m2，地下共5層。勁性柱區域面積為5 670 m2，勁性柱縱橫向間距為9 000 mm，總根數為74根，東西向14跨、南北向5跨，框架梁與勁性柱腹板采用連接器、連接板連接，總接頭數量為14 800個，如圖2～圖5所示。

圖1 北京市CBD核心區地下公共空間平面圖

圖2 勁性柱現場平面布置圖

圖3 框架梁與勁性柱連接平面圖

圖4 框架梁與勁性柱連接剖面圖

圖5 勁性柱現場平面圖及節點詳圖

2 勁性鋼筋混凝土結構特點

勁性鋼筋混凝土結構是指在型鋼周圍配置鋼筋，并澆筑混凝土的結構，又稱鋼骨混凝土或型鋼混凝土。其構件的內部型鋼部分與外包鋼筋混凝土部分形成整體，共同受力，其受力性能優于型鋼部分和鋼筋混凝土部分的簡單疊加。與鋼結構相比，型鋼混凝土構件的外包混凝土部分可以防止鋼構件的局部屈曲，并能提高鋼構件的整體剛度，使鋼材的強度得以充分發揮，采用型鋼混凝土解耦股一般比純鋼結構節約鋼材50%以上。同時，型鋼混凝土比純鋼結構具有更大的剛度和阻尼，有利于結構變形控制。此外，型鋼混凝土柱軸壓比高，大大減小了立柱的截面尺寸，使其具有相當大的承載能力，并且具有良好的耐火性能。

但是，型鋼混凝土的節點配筋構造復雜，工程施工難度較大，連接構造問題是組合結構中的關鍵技術，需要在施工過程中從技術及管理方面重點控制，以避免因技術及管理問題對工程進度、質量造成影響。

3 框架梁縱筋與勁性柱連接的重點、難點

勁性鋼骨混凝土柱內部設置有勁性鋼骨和框架柱縱筋、箍筋，框架梁縱筋與勁性柱采用的連接方式和連接質量成為控制的重點。

勁性鋼骨和鋼筋混凝土分別由鋼結構不同專業作業隊施工，存在鋼結構作業隊施工在前、鋼筋作業隊在后，且框架梁縱筋與勁性柱連接的連接板或者連接器在加工廠提前加工完成，要求鋼結構作業隊對連接板、連接器的數量、標高、尺寸、焊接質量進行嚴格控制，若存在問題，將直接影響鋼筋作業隊的鋼筋安裝工作。為提高混凝土成型效果和做好工程質量控制，柱與梁、板混凝土需要分2次澆筑，梁柱施工縫設置框柱伸入框梁10 mm處，因此勁性柱在澆筑完混凝土后，增加了框架梁縱筋下鐵與勁性柱連接的難度，因此各個作業隊間的工序交接及連接質量成為框架梁縱筋與勁性柱連接的難點。

4 框架梁縱筋與勁性柱連接的關鍵技術

4.1 工藝流程

工藝流程為：連接板、連接器與勁性柱焊接→工序交接→支設梁底模板→穿梁縱筋→框架梁縱筋與連接板(器)焊接→封梁側模板→澆筑框架梁混凝土

4.2 連接板、連接器與勁性柱焊接

框架梁縱筋與勁性柱的連接形式主要有連接板連接、連接器連接、鋼骨柱開孔連接三種。三種方式各有利弊，需要在設計時綜合考慮。

4.2.1 連接板連接

(1)優點：①連接板與勁性柱焊接質量容易控制，并且縱筋與連接板焊接難度較小，施工時較為容易，施工質量也容易控制；②柱縱筋影響框架梁縱筋與連接板焊接時，柱縱筋可在連接板上可適當調整框架梁縱筋位置，從而不影響縱筋與連接板的焊接。

(2)缺點：由于柱與梁、板分2次澆筑，即框架柱混凝土澆筑完成后留設施工縫，再進行框架梁鋼筋及混凝土施工，由于框架梁縱筋保護層設計為25 mm，造成連接板與已澆筑完成的框架柱頂部混凝土僅有10～20 mm的空隙，該處再澆筑框架梁混凝土時容易出現孔洞，日后該處連接板及框架梁縱筋易受到腐蝕。

4.2.2 連接器連接

(1)優點：柱與梁、板分2次澆筑時，連接器不影響框架梁混凝土澆筑質量，該處混凝土不會出現孔洞、麻面等施工質量問題。

(2)缺點：①連接器易受到澆筑框柱混凝土時混凝土水泥漿污染(水泥漿污染后無法整改清除)，造成框架梁縱筋無法與連接器連接，如圖6所示。

圖6 連接器受混凝土污染

②為保證連接器與勁性柱的連接質量和加工進度，鋼柱上連接器焊接通常需要在加工廠完成加工，但是現場柱與梁、板混凝土分2次澆筑，柱子縱筋稍有偏差就會影響到框架梁縱筋與勁性柱的連接，即便有2 mm偏差，也會造成無法連接情況出現，因此連接器焊接位置必須精確控制，否則會造成框架梁縱筋與連接器無法連接，造成返工，如圖7所示。

圖7 柱縱筋影響

③連接器與勁性柱連接時，由于不穩定電流的影響易造成連接器變形，造成框架梁縱筋與連接器的絲扣外露較多(規范要求外露1～1.5個絲扣)的質量問題，如圖8所示。

圖8 連接器變形

④絲頭加工需要與連接器匹配，這對絲頭加工質量要求很高。

⑤連接器位置加工時需要精準控制，否則會造成縱筋與連接器無法連接，如圖9所示。

圖9 連接器缺失或標高誤差

4.2.3 鋼骨柱開孔連接

由于框架梁與框架梁在勁性柱處交匯，雙向框架梁縱筋在同一標高，因此腹板外縱筋要穿過翼板，該處需要將一個方向框架梁角筋做1∶6打彎處理，如圖10所示。

圖10 穿孔連接對開孔位置及鋼筋1∶6打彎加工要求精度很高

4.3 工序交接

要求在勁性柱安裝前，對連接板、連接器的位置、標高、數量自檢合格后，鋼結構作業隊同鋼筋作業隊做移交，確保連接器、連接板數量、位置100%符合設計要求。

該工作具體由鋼筋技術負責人牽頭，分包總工，鋼筋工長參與并簽字。連接器、連接板位置、標高、數量符合設計要求后做移交，鋼筋工長拿到移交單復核無誤后再進行框架梁鋼筋綁扎工作。

4.4 支設梁底模板

在檢查連接板、連接器標高位置符合設計要求后，同鋼筋作業隊做完移交時，同時穿插進行梁底模板支設工作，梁底標高及尺寸符合設計要求后再進行框梁鋼筋綁扎工作。

4.5 穿梁縱筋

將框架梁箍筋按照設計要求穿入框架梁縱筋內，先將梁底鐵縱筋與連接器進行可靠連接，再與連接板進行可靠連，然后再安裝上鐵，同樣需要先將上鐵縱筋與連接器連接好，再與連接板焊接，最終將箍筋按照設計要求安裝到位。

4.6 封梁側模板

再封梁側模板時，需要對上道工序進行交接檢查，鋼筋作業隊在完成框架梁鋼筋綁扎后，重點檢查縱筋與連接板、連接器的連接以及縱筋數量、箍筋數量等無質量問題后，同模板作業隊進行工作交接，由模板作業隊封梁側模板。

4.7 澆筑框架梁混凝土

澆筑框架梁混凝土時，需要振搗密實，振搗采用插入式振搗器，振搗棒快插慢拔，插點均勻。板面宜采用平板振搗器，隨振搗隨抹平，抹好處禁止上人踩踏。

插入式振動器操作要求：

(1)插入式振動器的振搗方法有兩種，一種是垂直振搗，即振搗棒與混凝土表面垂直；一種是斜向振搗，即振搗棒與混凝土表面成一定角度，一般為40°～45°。

(2)振動器的操作要做到“快插慢拔”。快插是為了防止先將表面混凝土振實而與下面混凝土發生分層、離析現象；慢拔是為了使混凝土能填滿振動棒抽出時所造成的空洞。在振搗過程中，宜將振動棒上下略為抽動，以使上下振搗均勻。

(3)混凝土分層澆筑時，每層混凝土厚度應不超過振動棒的1.25倍；在振搗上一層時，應插入下層中5 cm左右，以消除兩層之間的接縫，同時在振搗上層混凝土時，要在下層混凝土初凝之前進行，如圖11所示。

圖11 振搗器操作要求示意圖1—新澆筑的混凝土；2—下層已振搗但尚未初凝的混凝土；R—振搗棒的有效作用半徑；L—振搗棒的長度

5 結束語

由于超大型建筑工程及超高層工程如雨后春筍般的出現，促使勁性鋼骨混凝土結構應用得越來越廣泛，難度越來越高，對結構精度要求也越來越高，質量工作更是備受關注和重視，施工過程中應嚴格按照設計及施工方案進行施工，抓住重點工序及控制要點，對于容易出現的質量問題采取技術及管理措施重點控制，保證勁性結構的施工質量處于受控狀態。