框架梁柱節點柱箍筋安裝施工技術研究

程 揚

（中鐵十六局集團城市建設發展有限公司，北京 100018）

0 引言

框架結構節點核心區在水平荷載作用下的受力狀態很復雜，抗震設計的框架節點，需要保證“強柱弱梁、節點更強”的設計理念，框架梁柱節點核心區設置框架柱水平箍筋的目的就是為了保證節點核心區混凝土具有良好的約束性，為梁柱受力鋼筋提供可靠的錨固條件［1］。G101 圖集對節點核心區箍筋的設置進行了明確的要求，要求節點核心區水平箍筋按框架柱箍筋加密范圍內箍筋配置［2］，不得隨意減少，發揮其提高構件受剪承載力、加強對節點核心區混凝土的約束、地震作用下防止縱向鋼筋壓屈的重要作用，防止現澆結構的重要部位形成安全隱患。

1 工程概況

保定市主城區城中村改造中陽安置區位于保定市蓮池區楊莊鄉，規劃用地面積 161 畝，安置住房 2 432 套，總建筑面積為 39.27 萬 m2，包含 17 棟高層住宅，住宅樓地下 3 層，地上最高 26 層，檐口高度 79.85 m，住宅樓結構形式為剪力墻結構，基礎形式為 CFG 樁復合地基+筏板基礎，地下車庫結構形式為框架—剪力墻結構［3］，層高 3.7/3.9 m，建筑面積共計 98 785.6 m2，柱截面尺寸為 600 mm×600 mm，柱鋼筋制作與安裝共計 3 457.5 t，鋼筋工程體量大、周期長、成本投入占比高，是制約本項目整體進度的關鍵點之一。

2 節點區柱箍筋現有工藝闡述與分析

常規做法是，待梁柱模板支設完畢后對梁鋼筋進行模板綁扎，綁扎完畢后擱置在模板相應位置中。節點區域柱箍筋安裝一般采用預綁扎節點區箍筋籠的方法，以解決節點區鋼筋密集不宜施工的問題，具體步驟是，首先穿布框架梁下部鋼筋，柱箍筋四角分別利用 1 根Φ10 附加筋作為導筋，按設計間距與箍筋點焊或綁扎固定，形成一個箍筋籠；將箍筋籠套入框架柱縱筋，梁的上下層鋼筋分別位于箍筋籠的上下兩端，綁扎完畢后將梁鋼筋和箍筋籠整體沉梁入模［4］，如圖1 所示。

圖1 框架節點柱箍筋籠示意圖

此方法在現場實際應用中，仍存在很多不足和缺陷。

1）增加了附加筋消耗及箍筋籠制作人工成本，導筋與柱箍筋綁扎易松扣滑移或變形，采取點焊方式則對受力鋼筋造成咬邊及燒傷，箍筋有效截面減小產生應力集中，影響其受力性能。

2）此方法中，需要先安裝柱箍筋籠，然后才能穿設梁的上部鋼筋。然而，當梁上部的縱筋數量超過 2 排時，縱橫向的梁縱筋無法方便地穿插到箍筋籠的中間位置。特別是在端支座、梁變截面等部位，需要對梁的端部鋼筋進行彎折處理。而如果先穿梁的下部縱筋再穿梁的上部縱筋，將會對梁箍筋的布設造成不便。

3）柱箍筋一般是把所有的柱縱筋都束縛起來的復合箍，只能固定外圍箍筋的柱箍筋的四角導筋，沉梁入模過程中容易產生復合箍筋滑移歪斜，存在箍筋間距不均的缺陷；除非增加導筋數量以約束所有復合箍筋，但這樣做一方面加大了附加筋的消耗，同時導致節點區內鋼筋更加密集，加大沉梁入模的操作難度。

4）柱箍筋籠與框架梁鋼筋未能有效綁扎成一體，導致梁鋼筋與柱箍筋下落過程不同步，實際上柱箍筋籠是在梁上部縱筋“擠壓”下進入節點核心區的，極易出現節點區箍筋離散或堆積的缺陷，難以無法保證柱箍筋的設計間距。

5）柱縱筋尺寸和箍筋尺寸相近，存在明顯的摩擦卡掛作用，導致安裝箍筋籠很難套入柱縱筋并平穩下落，往往需要人工輔助強行使其就位，容易造成節點區箍筋變形偏位，改變了柱箍筋在構件中的位置及受力狀態，進入梁柱模板后箍筋間距再難調整恢復原狀，影響其對節點核心區混凝土的約束功能，成為傳統施工方法一直存在的質量缺陷。

3 框架節點柱箍筋安裝關鍵技術

3.1 關鍵技術核心點

框架柱箍筋提前焊制為整體復合箍筋網片，穿布梁縱向鋼筋時，將節點區內的柱箍筋網片套到柱縱筋上；綁扎框架梁鋼筋的同時，按設計間距將箍筋網片逐根平移就位，利用柱兩側框架梁的第一道箍筋與箍筋網片綁扎牢固，使箍筋與框梁鋼筋進行整體綁扎固定；梁鋼筋綁扎完畢后整體沉梁入模，利用縮緊器收緊柱縱筋對角間距，防止柱箍筋與柱縱筋之間卡掛，將框架梁鋼筋與柱箍筋整體落入梁、柱模板內，之后拆卸縮緊器，進入下一道工序。

3.2 工藝流程

測量放線→搭設綁扎支架→校正柱縱筋→柱箍筋網片與梁縱筋配合穿布→梁鋼筋綁扎→柱箍筋網片綁扎→縮緊器收緊柱縱筋→整體沉梁入模→質量驗收。

3.3 材料及工具制作

3.3.1 框架柱復合箍筋網片焊制

按照設計配筋圖加工制作框架柱箍筋，一般要求箍筋末端彎鉤的彎折角度為 135°，平直段長度≥10d（d為箍筋直徑）［5］；外封閉大箍筋和內封閉小箍筋加工完成后，以外封閉大箍筋為基準，將內封閉小箍筋的橫向雙肢箍貼于其上部，縱向雙肢箍貼于其下部，通過焊接連接固定成一個整體，即為預制的整體復合箍筋網片。箍筋的焊縫位于外封閉大箍筋和內封閉小箍筋重疊段的中部，焊縫長度為 5 d，焊縫高度為 4 mm，如圖2 所示。

圖2 柱復合箍筋網片示意圖（單位：mm）

3.3.2 制作柱縱筋縮緊器

縮緊器以 M10 螺桿及 M10 花籃螺栓組合制作，組合后縮緊器長度為柱縱筋對角線長度，花籃螺栓中部螺桿之間預留 60 mm 伸縮量，柱縱筋縮緊器如圖3 所示。

圖3 柱縱筋縮緊器制作詳圖（單位：mm）

3.4 關鍵技術操作方法

3.4.1 測量放線

在梁側模上畫出梁箍筋間距，加密區及非加密區間距遵照設計要求，起步箍筋自柱箍筋邊緣開始設置，在主次梁節點兩側的主梁上額外設置三道附加箍筋，箍筋間距為 50 mm；對梁板底模標高進行復核，在柱縱筋上引水平標高控制點，并做標識［6］。

3.4.2 搭設綁扎支架

校正柱縱筋，在柱上口綁扎一道限位箍筋，固定縱筋立直、間距準確；在主次梁模板上口鋪設鋼管橫桿，并在模板上口搭設鋼管支撐，作為框架梁鋼筋模外綁扎的臨時支架。

3.4.3 柱箍筋與梁縱筋配合穿布

按照框架梁配筋構造穿布梁縱向鋼筋，先擺放主梁上部縱筋，連接接頭后套入梁箍筋，與上部縱筋按間距綁扎，再穿主梁下部縱筋，再穿梁縱筋，套上箍筋［7］；框架梁鋼筋穿布時同步分布框架柱復合箍筋網片，將節點區內所需復合箍筋按照其構造位置套到柱縱筋上，暫不綁扎；框架柱外圍封閉箍筋開口處沿柱四角通轉布置。

3.4.4 框架梁鋼筋綁扎成型

需同時施工主次梁縱筋，次梁的縱向受力鋼筋支承在主梁的縱向受力鋼筋之上，可用Φ25 短鋼筋墊在兩層鋼筋之間；梁縱筋鋼筋接頭不應采用綁扎連接，應采用機械連接，同時接頭不應位于構件的最大彎矩處，接頭位置至少應相互錯開 35 d 的距離，接頭在同一連接區段不應＞50 %；梁縱筋的箍筋應采用套扣法與縱筋綁扎牢固，箍筋彎鉤疊合處在梁中應交錯綁扎，綁扎絲頭應朝向內側；應在梁鋼筋側面、底面設置保護層墊塊，底部間距控制在 600 mm 左右，側面間距控制在 800 mm 左右，采用梅花型布置［8］。

3.4.5 綁扎柱復合箍筋網片

綁扎節點區周邊的框架梁箍筋時，按設計間距將預先套好的柱箍筋網片逐根平移就位，利用柱兩側框梁的首根箍筋與柱箍筋網片進行牢固的綁扎，使柱箍筋整體與框梁鋼筋綁扎形成整體；梁、柱鋼筋連接處中各垂直面鋼筋網交叉點應全部扎牢，以加強柱箍筋網片各側邊多方向的牢固性，確保節點區內柱箍筋間距準確、不變形不偏位。框架節點鋼筋安裝示意圖如圖4 所示。

圖4 框架節點鋼筋安裝示意圖

3.4.6 柱縱筋對角收緊

將 2 根柱縱筋縮緊器置于框架柱縱筋上部，M10 螺桿兩端分別勾住框架柱對角縱筋，旋轉 M10 花籃螺栓使縮緊器收緊，以縮小柱縱筋上口的整體尺寸，減小了柱箍筋與柱縱筋之間的摩擦力，有利于梁鋼筋與柱箍筋整體落入模板，如圖5 所示。

圖5 框架節點鋼筋安裝三維示意圖

3.4.7 整體沉梁入模

框架梁、柱鋼筋綁扎完畢后整體沉梁入模，鋼筋入模前，清理工作面雜物，用氣泵將模板內的木屑吹凈，然后拆卸臨時綁扎支架，將梁鋼筋支撐在模板上口的鋼管橫桿上，梁鋼筋稍微抬起逐段抽出橫桿，使梁鋼筋與柱箍筋同步沉落于模內［9］。當框架梁截面較小時，采用人工抬起鋼筋籠分段入模；梁截面較大時，利用手拉葫蘆提起鋼筋籠入模。鋼筋安裝就位后，拆卸柱縱筋縮緊器周轉使用。

4 創新技術優勢

1）通過將柱箍筋預先焊接加工成整體復合箍筋網片，提高了箍筋的剛度，防止發生形變，便于箍筋的安裝入模，同時可防止復合箍筋沉梁入模過程中發生變形位移的缺陷，并可使柱箍筋轉角位置勾緊柱縱筋，加強了柱箍筋對核心區混凝土的約束性。

2）解決了傳統的縱橫向的梁縱筋無法方便地穿插到箍筋籠中間位置的問題。本技術采取柱箍筋與梁縱筋同步穿布→綁扎梁縱筋→綁扎柱箍筋的優化方案，使其操作更加簡化，便于梁縱筋縱橫向排列，在鋼筋安裝綁扎時有效避免了相互干擾。

3）利用柱兩側框架梁的第一道箍筋與箍筋網片綁扎牢固，使箍筋與框梁鋼筋進行整體綁扎固定，不需要增設附加筋，現場安裝不需要焊接，操作簡易，節材省時，避免受力筋點焊燒傷的安全質量隱患，并保證鋼筋入模過程平穩同步，防止節點區箍筋離散或堆積，確保柱箍筋的設計間距。

4）框架柱縱筋上部通過縮緊器收緊后，減小了柱箍筋與柱縱筋之間的摩擦力，更利于梁鋼筋與柱箍筋整體落入模板，確保節點區柱箍筋不變形不偏位，正常發揮其抗震構造功能。

5 經濟效益分析

結合實際施工成本數據，對比本技術與預綁節點區箍筋籠方案的經濟指標，本技術的節點區柱箍筋安裝不需任何附加耗材，箍筋網片預先在加工場制作，現場裝配式安裝，簡化工序，每個框架節點可節約人工 0.4 工日，折合節約成本 6.85 元/m2，經濟效益顯著。

6 結語

本文通過創新框架節點柱箍筋的新型安裝方法，對促進鋼筋隱蔽工程的質量控制及結構工程的質量提升起到推動作用，可為助推建筑企業科技創新提供參考。同時，該技術已受理“一種框架梁柱節點柱箍筋安裝方法”發明專利，可廣泛應用于工業與民用建筑框架結構節點核心區鋼筋安裝施工，對于推進標準化施工、推廣精細化施工技術具有較好的實用價值。Q