提高勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋一次施工合格率

陳其燦，黃國平，楊春生

（中建海峽（廈門）建設發展有限公司，福建 廈門 361021）

1 工程概況

廈門西海灣郵輪城5#地塊EPC項目總用地面積45 067.00 m2，總建筑面積421 150 m2。其中地上建筑面積298 350 m2，地下建筑面積122 800 m2，共分寫字樓、酒店、旅館及周邊裙房組成，其中寫字樓共28層，建筑高度138.25 m，層高4.2 m；酒店共29層，建筑高度133.55 m，層高3.7 m；旅館共32層，建筑高度152.05 m，層高3.8 m；周邊裙房為連體商業，共7層，建筑高度25.15～38.15 m；地下室為連體地下室，共3層，層高3.5 m、4.2 m、6 m。內隔墻為砌體、輕鋼龍骨隔墻、復合材料輕質大板墻等，外圍護采用復合幕墻，局部外墻采用涂料、面磚面層。主樓工程采用沖孔灌注樁和天然筏板基礎，裙樓擬采用天然筏板基礎，建筑工程等級為一級。

2 施工過程

施工控制要因確認。為了找到影響勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋施工質量的主要問題，根據《建筑工程施工質量驗收統一標準》《鋼結構工程施工質量驗收規范》要求，項目部對三個同類型工程的竣工資料進行調查，共檢查766點，其中總共發現了139個缺陷點。勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋施工質量合格率為：（766-139）/766=82%。經過對調查得到的數據進一步整理與討論，具體質量缺陷統計分析結果如表1所示。

表1 不合格因素問題統計表

針對“連接不到位”及“錨固不到位”的問題，項目部及公司技術部門組成的專家團隊，進行專項論證。專家組采取現場檢查、試驗和調查分析等方式，找到了以下三個問題，并采取了相應的措施。

2.1 遇到問題

2.1.1 連接方法不完善

據統計，項目勁性柱總數共計828根，鋼筋量浩大，對鋼筋要求較高，每個柱節點對應的梁標高、截面均有差別，需一一對待，逐一核對，避免加工錯誤出現安裝不協調的情況，而增加現場處理的難度，產生質量隱患，影響安裝進度。在勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋施工時，發現所使用的傳統穿孔法不符合現場施工條件。由于開孔較多，難以滿足鋼柱定位精度以及鋼筋綁扎精度的要求。且項目鋼柱截面板厚較大，不易實現機械化開孔。同時有角度梁連接時鋼筋超出梁槽，套筒容易出現偏位、破壞等問題。

2.1.2 圖紙深化方法不完善

本項目勁性結構梁柱節點深化設計極為復雜，節點期存在框架梁柱節點加密箍筋、框架梁橫向鋼筋及箍筋、框架柱豎向鋼筋、連接套筒或搭筋板等元素在三維空間交叉布置。鋼結構深化過程中僅以本專業為出發點，未能全面考慮，鋼筋模板等其他專業班組施工內容，部分深化出現遺漏、偏位，預留空間不足，三維空間碰撞沖突等問題。

2.1.3 下料方法不完善

小組成員對兩個采用傳統下料方法的項目以及兩個使用BIM輔助下料的項目進行調查，以此確定鋼筋下料方法對鋼筋下料合格率的影響大小。查驗班組的鋼筋下料單，根據施工圖紙對現場施工完成的鋼筋進行查驗，調查頻數達100個，調查情況如表2所示。

表2 鋼筋檢測合格率調查表

通過小組的調查發現，未使用BIM技術輔助下料的項目鋼筋合格率遠遠低于使用BIM技術輔助下料的項目，傳統的CAD圖紙只能夠在平面上提供鋼筋的數據和定位。因此經常導致鋼筋出現下料錯誤的問題。

2.2 解決辦法

2.2.1 優化連接方法，采用全搭筋板焊接連接方式

經小組成員商討，針對傳統穿孔方法決定采用搭筋板焊接方式進行勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋施工（圖1）。在混凝土梁上下主筋對應鋼柱的位置設置搭筋板，再將混凝土梁的縱筋焊接在搭筋板上。針對套筒偏位損害則通過梁的一端采用搭接板代替套筒來解決此項問題（圖2），在工廠預制鋼構的過程中提前改變連接件的樣式，梁連接兩端一端使用套筒作為連接件，一端使用搭接板作為連接件，完善連接方式。

圖1 勁性鋼結構搭筋板連接

圖2 采用搭接板替代套筒施工圖

圖3 優化調整后整體節點模型

2.2.2 利用BIM技術建立復雜梁柱節點三維模型圖進行碰撞分析及圖紙深化勁性柱圖紙二次深化設計是勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點順利施工的前提

①建立BIM模型，包含按施工計劃（時間段、范圍、進度、標段）建立構件模型和鋼筋模型。

②導入專業圖紙進行檢測。對搭建勁性鋼模結構的BIM模型，在BIM平臺上進行整合，通過施工漫游及碰撞檢查，分析結構間的碰撞點，并導出碰撞報告。通過碰撞報告發現鋼筋勁性鋼結構的沖突問題，并對其問題進行解決。對于梁上部第一排主筋同處于一個標高，因為相互不能錯開根鋼筋之間與鋼柱沖突嚴重的問題。采用梁上部第一排主筋和第二排主筋位置設置搭筋板進行鋼筋的焊接連接，這樣就避免了筋與鋼筋之間的沖突，也解決了鋼筋與鋼柱的連接問題。對于鋼筋與勁性結構碰撞問題，將搭筋板提前對柱筋進行定位、穿孔，保證鋼筋可以穿過。

2.2.3 利用BIM技術輔助下料，提高下料精度

鋼筋在本工程的占有比重較大，對鋼筋下料的要求較高，傳統的CAD圖紙只能提供平面的數據，對于鋼筋下料的幫助比較有限，現場中存在鋼筋下料偏差大，錨固長度不足等問題，因此小組決定采用運用BIM技術模擬實體模型，導出節點模型數據輔助下料。

①在BIM三維軟件中建立勁性柱與梁柱節點模型。②將節點模型數據導出，生成下料單，輔助鋼筋加工。③指導工人現場根據模型導出制成的下料單進行鋼筋加工。

通過BIM模型，生成數據，對比傳統CAD提供的數據再由人工進行核算，增加了數據的可靠性，減少材料不必要的浪費，而且BIM模型導出下料單速度快，可以針對圖紙變更迅速得出更新的數據。

3 總結

實施對策后對廈門西海灣郵輪城5#地塊EPC項目勁性柱與混凝土框架梁復雜梁柱節點鋼筋施工質量情況進行統計，其施工質量均達到了驗收標準，調查點數500個，不合格點僅為23個，勁性柱與混凝土框架復雜梁柱節點鋼筋施工質量合格率為95.4%！以下對這些驗收質量問題進行匯總至表3，并繪制排列圖4。

圖4 梁柱節點鋼筋施工質量問題排列圖

根據調查表繪制排列圖：

通過技術運用的改良和優化，有效保證了勁性柱與混凝土框架復雜梁柱節點鋼筋施工，提高了施工效率。經過對勁性柱與混凝土框架復雜梁柱節點鋼筋一次施工合格率進行全面調查，從以上統計可以看出連接不到位、錨固不到位已經從主要問題變為了次要問題，其他影響勁性柱與混凝土框架復雜梁柱節點鋼筋施工質量的因素也得到了顯著改善。最終一次合格率為（500-23）/500=95.4%，在保證質量的同時大大提高了工作效率，勁性柱與混凝土框架復雜梁柱節點鋼筋施工的外觀質量明顯得到提高，受到業主和監理的肯定，提高了公司的施工信譽，為以后的相類似工程施工提供有力的技術保證。