試析房屋建筑工程中梁柱節點混凝土預制施工技術與應用

趙陽ZHAO Yang

（河北科工建設集團有限公司，石家莊 050000）

1 混凝土預制施工概述

混凝土預制是在工廠或工地預先加工制作建筑物或構筑物的技術工藝，早在19 世紀末20 世紀初就有應用。在現代建筑工程中，混凝土預制技術更是得到了廣大設計和施工人員的青睞。做好混凝土的預制工作是整個建筑工程的質量基礎和保障。

2 梁柱節點混凝土預制施工的依據及技術

在實際施工時，梁柱節點交界區域未采取有效的分隔措施，施工時比較隨意，會在梁柱節點處高低強度等級混凝土交界面附近出現微細裂縫。這些裂縫雖然不是荷載作用下的結構裂縫，不影響結構的安全使用，但是影響混凝土的外觀質量。因此，我們在此部位采用了梁柱接頭不同強度等級混凝土施工技術：一是在梁內距梁柱接頭處不小于500mm 的位置，掛一道孔眼尺寸為10mm*10mm 鋼絲網片進行隔離；當梁高或梁寬超過500mm 時，沿鋼筋網片縱橫方向，每250mm 增設一道Ф6.5 的附加短鋼筋，短鋼筋長度同網片寬度或高度。二是在緊靠鋼絲網片外梁的底模處留設一個寬度100mm、長度與梁寬相同的排漿口，待高等級混凝土浮漿排完后，封堵排漿口，澆筑低等級混凝土，保證混凝土的密實度。

3 梁柱節點混凝土預制施工的工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

在工程實踐中，常見的梁柱節點混凝土預制施工的工藝流程如下：施工準備→不同強度等級混凝土交接面確定→模板驗收→鋼筋綁扎（綁扎鋼絲網片）及驗收→混凝土澆筑（排漿口封堵、梁板混凝土二次振搗）→混凝土養護→成品保護→模板拆除。做好該流程中各環節的技術把控對于保證整個施工質量具有重要作用。

3.2 各施工環節的操作要點

3.2.1 施工準備 材料準備：各種材料必須具備出廠合格證及檢驗報告，并按規定取樣復試，各項技術指標合格后方可使用。設備準備：混凝土攪拌運輸、澆筑設備、塔吊及泵車經試運轉均處于良好工作狀態，電源能滿足連續施工的需要。其他輔助設備準備齊全，滿足使用需求。人員準備：①測量放線人員應為專業測量人員；②施工前應對操作人員做好崗前技術培訓；③為確保質量，砼工應選用責任心強、有經驗的人員。技術準備：①由項目技術負責人對操作人員進行技術交底，使其都能夠明確技術關鍵點和質量要求；②根據混凝土的澆筑等級、澆筑順序、凝結時間、澆筑數量，合理布置泵車和泵管，即泵車的數量、位置和泵管的長度及走向；③澆筑混凝土前的各道工序，經隱蔽驗收合格并辦理驗收手續。

3.2.2 不同強度等級混凝土交接面確定 根據圖紙設計，選取在梁內距梁柱接頭處不小于500mm 的位置處做為高低強度等級混凝土的交接面，用盒尺工具將不同強度等級混凝土的交接面位置量取出來并在模板上做好標記。

3.2.3 模板驗收 按照模板安裝方案對支設好的模板進行驗收，同時注意在高低強度等級混凝土交接面處的梁底模上留設一個寬度100mm、長度與梁寬相同的排漿口（如圖1 所示）。

圖1 排漿口設計

3.2.4 鋼筋綁扎及驗收 按照設計圖紙要求綁扎柱鋼筋以及梁受力鋼筋，如圖2、圖3 所示。

圖2 鋼筋綁扎設計圖與鋼絲網片

圖3 鋼絲網片成品圖

鋼筋綁扎完以后，按照設計圖紙及施工規范要求對其進行驗收，并達到合格標準。

3.2.5 混凝土澆筑 在澆筑以前，為滿足強度等級及可泵性要求，調整柱子混凝土配合比設計，達到降低坍落度的目的，從而對于防止漿液流失起到一定的作用。節點核心區以及500mm 梁內混凝土采用塔吊輸送，梁其它部位混凝土采用輸送泵輸送，梁柱核心區內的混凝土振搗時應注意對梁柱節點鋼筋密集的核心區用小型環保插入振搗器加強振搗，杜絕漏振死角，保證混凝土的密實度。在澆筑完柱的高強度等級混凝土后，有水泥漿透過鋼絲網片流入網片另一側的梁內，并通過梁底模上事先預留的排漿口排出。

3.2.6 混凝土養護 混凝土澆筑完成后，為了不影響混凝土的耐久性和整體性，要及時地進行養護。如氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養護，混凝土中混凝土養護水分會蒸發過快，形成脫水現象，會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉化為穩定的結晶，缺乏足夠的粘結力，從而會在混凝土表面出現片狀或粉狀脫落。

3.2.7 成品保護 混凝土澆筑完成后應注意：在混凝土抗壓強度達到1N/mm 以上時，施工人員才可以進行模板和支架的安裝，以及設計要求預留孔洞或埋設鐵件。

3.2.8 模板拆除 ①在進行模板拆除作業時，應遵循先上后下、先輕后重、先舊后新的規律進行。②當底模及其支架在混凝土強度達到設計要求后再進行拆除，如表1 所示。③在混凝土強度能保證其表面及棱角不受損傷時，方可拆除側模板。模板拆除后梁柱接頭處混凝土光滑平整，有效控制梁柱節點高低強度混凝土交接面的收縮裂縫，觀感質量有了較大提升，如圖4 所示。④拆下的模板及支架桿件分類并堆放在規定的地點，有管理人員進行清點。⑤拆除后的模板要及時將表面的臟污進行清理，對變形和損傷部位進行修復，以免影響下次使用和模板的使用壽命。

表1 底模拆除時的混凝土強度要求

圖4 模板拆除后梁柱接頭處的混凝土表面狀況圖

4 梁柱節點混凝土預制施工質量控制

4.1 質量標準

在房屋建設施工項目中嚴格參照《混凝土結構工程施工規范》（GB50666-011）、《混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB5004-015）、《建筑工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-013），并滿足設計要求。

4.2 質量要求

4.2.1 主控項目 ①預拌混凝土在選材時應選有質量保證文明證件的，嚴格按照相關規定進行第二次檢驗后投入生產。②預拌混凝土在進入施工項目現場使用前，其質量必須完全符合現行國家標準《預拌混凝土》GB/T1490 的規定。③混凝土拌合物不應離析。④混凝土在項目施工投入使用前抽樣檢測，其強度等級必須符合設計要求。⑤初次使用混凝土配合，首先進行開盤鑒定其原材料、強度、凝結時間、稠度等，要與項目設計配合比相符合。

4.2.2 一般項目 ①按施工要求規范實施鋼絲網留置的位置。②梁柱節點混凝土外觀質量達到規范要求。③梁柱節點混凝土按施工要求進行養護。④混凝土結構外觀尺寸應符合結構性能或使用功能的尺寸，其偏差值應符合規范規定，見表2。

表2 混凝土結構參數

5 梁柱節點混凝土預制施工中的安全和環保措施

5.1 安全措施 一是參加施工人員必須嚴格遵循國家安全法，做到“安全第一、預防為主”。二是進入施工現場前，相關技術人員分班分組進行詳細的安全技術交底，并履行簽字義務。三是加強對施工現場管理人員以及施工人員的人身安全和安全生產培訓，培養所有參建人員的安全意識。四是金屬材料的吊運點選擇空曠無人場地，加固捆綁，防止墜落。五是施工現場所使用的登高腳手以及安全防護設施應定期檢修，消除事故隱患。六是現場安全設施，必須嚴格按照國家標準組織專業技術人員進行安裝檢測，非專業人員不得隨意進行改裝或松動。七是澆筑單梁、柱混凝土時，為保障操作人員安全，應提前搭建操作臺，以免踩滑或踏斷支撐而墜落。八是小工具必須放在工具袋內，嚴禁散落。九是夜間作業要有足夠的照明設施。十是樓面上的預留孔洞應設蓋板或圍欄。十一是施工現場應具備相關的必備消防設施，保證用電線路的規范，嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》的有關規范規定進行。

5.2 環保措施 一是嚴格按照國家環境保護法的規定組織施工人員進行施工。二是對施工過程中產生的廢料垃圾進行合理的規劃，統一清出場外，保證工完場清。三是施工現場原材料要明確分類，擺放整齊，施工標識齊全、清晰。四是選擇低噪音或有消聲降噪混凝土施工設備，以免影響周圍他人生活環境。

6 梁柱節點混凝土預制施工的效益分析

某某建筑集團有限公司在房屋建設施工項目中采用梁柱接頭不同強度等級混凝土，科學合理地降低材料成本，提高公司經濟效益（詳見應用實例）；其中該技術起到至關重要的作用。在施工過程中，該技術不僅操作簡單和使用面廣泛，從而對現場施工的流程進行有效的規劃，最主要的是有力地改善了梁柱節點高低強度混凝土交接面的收縮裂縫，從而對混凝土的外觀質量進行改觀。通過竣工項目的事實證明，該技術帶來的社會經濟效益不僅受到同行業的借鑒和相關部門的提點，也為公司今后承建更加優質房屋建設工程打下堅實有力的基礎。

7 梁柱節點混凝土預制施工應用實例分析

當梁柱混凝土強度存在差異時（兩個兩個等級以上），傳統施工方法任其自由流淌，不采取分隔措施，圖5 中所示陰影部分區域即為高強度混凝土自由流淌部分。通過使用梁柱接頭不同強度等級混凝土施工時，發現此區域混凝土由梁的低強度等級混凝土替代柱的高強度等級混凝土，節約了成本（依混凝土坍落度180mm 為例，經多次試驗，得出結論：混凝土自由流淌于水平面的夾角為18°）。通過對梁柱接頭不同強度等級混凝土施工技術在房屋建設中的科學應用，不僅實現了對現場施工流程的有效規劃，最主要的是有力地改善了梁柱節點高低強度混凝土交接面的收縮裂縫，從而對混凝土的外觀質量進行改觀，經濟社會效益顯著。

圖5 梁柱接頭中的高強度混凝土示意圖

實例：某某中心工程，總建筑面積為9963m2，框架核心筒體結構，總為十五層（包括地下二層），施工起止時間為2014 年11 月10 日至2016 年1 月31 日。結構設計柱混凝土強度等級有所不同：地下兩層至五層為C50，六層至十層為C45，十一層到十五層為C40，他們的共同點為：梁板混凝土強度等級均為C30。負二層至五層共有不同強度梁柱節點573 個，六層至十層共有不同強度梁柱節點340 個，十一層到十五層共有不同強度梁柱節點340 個。其中從地下二層至地上五層、六層至十層、十一層至十五層梁柱節點內四周框架梁截面尺寸大多數依次為500mm*650mm、400mm*600mm、300mm*550mm；按當時材料砼的市場價為：C50 為50 元/m3、C45 為40 元/m3、C40 為30 元/m3、C30 為15 元/m3，ф6.5 鋼筋140 元/t，密目鋼絲網1.9 元/m。使用梁柱節點不同等級混凝土施工，計算為：

負二層至五層梁柱節點的工程量為：0.65/tg18°*0.65*0.5*4=.60m3；所有梁柱節點的工程量：0.60*573=1490.6m3；砼節約費用：1490.6*（50-15）=5159.1 元；增加密目鋼絲網費用=0.5*0.65*4*1.9*573=1415.31 元；增加ф6.5鋼筋費用=（0.5+0.65）*4*573*0.6/1000*140=1466.56 元；節約資金=商品砼節省費用-增加密目鋼絲網費用-增加ф6.5 鋼筋費用=5159.1-1415.31-1466.56=4977.3 元；六層至十層梁柱節點的工程量為：0.6/tg18°*0.6*0.4*4=1.77m3；所有梁柱節點的工程量：1.77*340=601.8m3；砼節約費用：601.8* （40-15）=15045 元；增加密目鋼絲網費用=0.4*0.6*4*1.9*340=60.16 元；增加ф6.5 鋼筋費用=0.4*4*340*0.6/1000*140=30.68 元；節約資金=商品砼節省費用-增加密目鋼絲網費用-增加ф6.5 鋼筋費用=15045-60.16-30.68=141.16 元。

十一層至十五層梁柱節點的工程量為：0.55/tg18°*0.55*0.3*4=1.1m3；所有梁柱節點的工程量：1.1*340=379.87m3；砼節約費用：379.87*（30-15）=5698.05 元；增加密目鋼絲網費用=0.3*0.55*4*1.9*340=46.36 元；增加ф6.5鋼筋費用=0.3*4*340*0.6/1000*140=7.01 元；節約資金=商品砼節省費用-增加密目鋼絲網費用-增加ф6.5 鋼筋費用=5698.05-46.36-7.01=5044.68 元；共計節約資金4977.3+141.16+5044.68=68444.07 元。通過對梁柱接頭不同強度等級混凝土施工技術在房屋建設中的科學應用，不僅實現了對現場施工流程的有效規劃，最主要的是有力地改善了梁柱節點高低強度混凝土交接面的收縮裂縫，從而對混凝土的外觀質量進行改觀，受到同行業和相關部門的青睞，順利通過主體結構優質工程的驗收。

8 結語

綜上，本文對梁柱節點混凝土預制施工進行了概述，接著對梁柱節點結構特點及其施工意義、梁柱節點混凝土預制施工的依據及技術、梁柱節點混凝土預制施工的工藝流程及操作要點及質量控制、安全環保措施、效益分析等進行了分析，對于促進房屋建筑工程中混凝土預制施工技術的發展及實際效益的增加具有重要的價值。