魏晉河
(中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司,甘肅 蘭州 730000)
混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)在施工過(guò)程中的質(zhì)量控制
魏晉河
(中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司,甘肅蘭州 730000)
在地震發(fā)生時(shí),通常震害多數(shù)發(fā)生在柱與梁板節(jié)點(diǎn)核芯區(qū);故我國(guó)新、老規(guī)范均強(qiáng)調(diào)了“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的設(shè)計(jì)要求,對(duì)節(jié)點(diǎn)的箍筋與混凝土強(qiáng)度做出了較嚴(yán)格的規(guī)定。在框剪結(jié)構(gòu)中,梁柱節(jié)點(diǎn)也是聯(lián)系整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的紐帶,不僅是承受梁、柱、板等各種荷載的受力點(diǎn),還是鋼筋、模板、混凝土工程等多種交匯施工的重要部位,承受由梁端和柱端傳遞來(lái)的各種荷載的共同作用且受力復(fù)雜。如果對(duì)節(jié)點(diǎn)的施工不能有效的克服質(zhì)量通病,就會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。結(jié)合工程案例,依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,從鋼筋施工等相關(guān)工序來(lái)分析梁柱節(jié)點(diǎn)施工的注意事項(xiàng),指出其施工中易發(fā)生的質(zhì)量通病并提出相應(yīng)的解決措施。
高層建筑;框架結(jié)構(gòu);梁柱節(jié)點(diǎn);質(zhì)量控制
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步,框架結(jié)構(gòu)是建筑工程結(jié)構(gòu)的主要形式之一。承載形式不同使高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁板設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況十分常見(jiàn),且隨著建筑物高度的增加,在建筑物的下部這種混凝土差異更大.這使得在高層建筑施工中梁柱節(jié)點(diǎn)的施工問(wèn)題成為施工順利高效和確保工程質(zhì)量的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
昶榮城市印象寫字樓工程為一類高層綜合樓,位于蘭州市城關(guān)區(qū)紅星巷64號(hào)。建筑主體地上二十五層,院內(nèi)附設(shè)五層裙房,地下三層。結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu);高層主樓為平板式筏型基礎(chǔ),地下車庫(kù),裙房為獨(dú)立(條形)基礎(chǔ)+防水底板;抗震設(shè)防烈度 8度??偨ㄖ娣e61740m2。建筑高度99.85m2。框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55~C35,本工程樓蓋的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35~C30,柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁板。
2.1節(jié)點(diǎn)部位鋼筋施工易發(fā)生的通病及改進(jìn)措施
節(jié)點(diǎn)區(qū)柱箍筋缺少綁扎,數(shù)量不足,間距不均表現(xiàn)為幾個(gè)箍筋全堆在一起,或者空空的一長(zhǎng)段沒(méi)有箍筋;柱外圈箍筋滿足要求,中間十字交叉箍筋缺少較多或沒(méi)有、箍筋燒斷、柱接茬混凝土未鑿毛等;梁縱筋有效錨固長(zhǎng)度不足表現(xiàn)為梁縱筋未伸至遠(yuǎn)端柱邊(柱縱筋內(nèi)側(cè))或未過(guò)柱中線即彎鉤,梁縱筋錨固長(zhǎng)度或彎鉤人為切斷,節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋綁扎好后再穿梁底筋,影響了框架梁鋼筋綁扎,以至擅自燒斷彎鉤造成縱筋的錨固不夠。
2.1.1一般施工作法的通病
梁柱節(jié)點(diǎn)施工的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為:節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,鋼筋分布密集,操作人員高空作業(yè),施工難度大,特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯(cuò),箍筋幫扎不便,采用整體沉梁時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無(wú)法幫扎,致使梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱子箍筋,留下嚴(yán)重后患。部分施工人員意識(shí)到鋼筋骨架整體入模后柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋幫扎困難,便采用兩個(gè)開(kāi)口箍筋拼合,然而在整個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)均采用開(kāi)口箍筋顯然不符合規(guī)范規(guī)定。規(guī)范對(duì)箍筋封閉和箍筋末端彎鉤的構(gòu)造要求,是保證箍筋對(duì)混凝土核心起有效約束作用的必然條件。
2.1.2改進(jìn)的措施
改進(jìn)的做法是將梁板模板(含側(cè)模板)全部安裝完畢后才安裝梁板鋼筋并整體沉梁。但若不采取特別措施,會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)箍筋少放或箍筋間距無(wú)法保證的問(wèn)題。對(duì)此采用以下措施:(1)下料時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)增加若干根縱向鋼筋(可用細(xì)鋼筋);(2)柱節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋現(xiàn)場(chǎng)焊接在縱向短筋上形成整體骨架,再將整體骨架套入柱箍筋并擱置在樓板模板面上,穿梁鋼筋并幫扎,為防止附加縱向短筋位置與柱縱筋沖突而造成套箍困難,附加縱向短筋應(yīng)偏離箍筋角部約5cm。當(dāng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時(shí),采用該方法也會(huì)有難度,施工時(shí)要視具體情況而定。
2.2雙向框架梁同時(shí)穿越柱節(jié)點(diǎn)時(shí)易發(fā)生的問(wèn)題
2.2.1一般施工作法的通病
混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2002)第5.5.2條規(guī)定:受力鋼筋保護(hù)層厚度梁柱允許偏差為±5mm。但在框架結(jié)構(gòu)施工中,由于樓面標(biāo)高是一致的,雙向框架梁同時(shí)穿越柱節(jié)點(diǎn)時(shí),易造成一側(cè)框架梁面筋保護(hù)層偏大(往往會(huì)超過(guò)4cm)。井字架梁節(jié)點(diǎn)也易發(fā)生同樣問(wèn)題。一是梁箍筋的下料問(wèn)題,由于一向框架梁面筋需從另一向框架梁面筋底下穿過(guò),若該向框架梁梁端箍筋按原尺寸下料,面筋無(wú)法直接綁扎到箍筋上,對(duì)梁骨架受力不利;二是施工時(shí)以哪一向?yàn)橹鳎虮Wo(hù)層厚度增大,截面有效高度減小,正截面受彎承載能力減小,另一方面構(gòu)件表面容易開(kāi)裂。
2.2.2改進(jìn)的措施
一是梁端箍筋下料時(shí)應(yīng)考慮一側(cè)框架梁面筋保護(hù)層易偏大的因素;二是框架角節(jié)點(diǎn)處的防裂措施:高層框架結(jié)構(gòu)的頂層角節(jié)點(diǎn)處應(yīng)加設(shè)鋼筋網(wǎng)片,以提高角節(jié)點(diǎn)處的抗裂性;梁邊與柱邊平齊時(shí)梁側(cè)的防裂措施:框架柱與梁相交時(shí),柱的縱筋必須包梁的縱筋,即梁的縱筋要在柱縱筋的內(nèi)側(cè)。特別是當(dāng)梁邊與柱邊平齊時(shí),為保證柱的縱筋位置,梁的上下層外側(cè)縱筋到柱位時(shí)要沿水平方向稍加彎折,放在柱筋內(nèi)側(cè),這時(shí)要在彎折處加設(shè)附加鋼筋。
3.1節(jié)點(diǎn)區(qū)的模板安裝
施工實(shí)踐過(guò)程中梁柱節(jié)點(diǎn)支模常見(jiàn)的是采用現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)散裝的做法,這樣容易出現(xiàn)尺寸偏差過(guò)大、拼縫處也不夠嚴(yán)密、表面上平整度也很差等等通病,要拆除后再重裝十分麻煩,不便清理節(jié)點(diǎn)內(nèi)的雜物以及節(jié)點(diǎn)箍筋的調(diào)整處理。可以結(jié)合節(jié)點(diǎn)箍筋的綁扎工作順序,在安裝梁底模、穿梁底筋才綁扎節(jié)點(diǎn)箍筋以后才進(jìn)行安裝節(jié)點(diǎn)模板,可以使用取框架梁寬度范圍以外的節(jié)點(diǎn)模板用工具式來(lái)定制模板的改進(jìn)做法。具體要點(diǎn)如下:
1)弄清楚每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的梁柱、樓板的幾何尺寸以及相互位置關(guān)系后,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類編號(hào);
2)然后根據(jù)各個(gè)編號(hào)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)幾何數(shù)據(jù)來(lái)確定節(jié)點(diǎn)模板的制作方案。除了矩形節(jié)點(diǎn)框架梁寬度范圍以外的模板,都是由四個(gè)側(cè)面的各一至兩片矩形板組成,模板下部及柱的搭接長(zhǎng)度一般取40cm方便固定??梢越Y(jié)合節(jié)點(diǎn)模板的組合方法確定每片模板的具體尺寸并且編號(hào)后,然后根據(jù)各節(jié)點(diǎn)繪制出模板圖;
3)安排熟手木工根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的模板制作預(yù)制節(jié)點(diǎn)工具式模板,并且要做好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)。模板可以采用18mm厚夾板制作,可以用40mm×50mm(要是柱截面大于1000mm時(shí)可以用50mm×100mm)木杭做背楞,背楞間距不能超過(guò)300mm。裝模專用的夾具也要先加工好,矩形柱使用鋼管夾具,圓形柱使用扁鐵圓箍夾具,緊固對(duì)拉螺栓使用Φ12圓鋼;
4)隨著施工進(jìn)度,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝節(jié)點(diǎn)模板。先要用鐵釘將相應(yīng)的模板在柱身初步進(jìn)行固定,然后檢查安裝標(biāo)高及垂直度,調(diào)整合適后才進(jìn)行安裝夾具并且初步收緊螺栓,再次復(fù)查無(wú)誤以后用力收緊螺栓完成安裝。另外,可以把節(jié)點(diǎn)模板與梁板模相連結(jié)加固。
3.2節(jié)點(diǎn)模板較經(jīng)濟(jì)的重復(fù)使用次數(shù)
使用工具式來(lái)制定節(jié)點(diǎn)模板體系,節(jié)點(diǎn)模板重復(fù)使用8次左右,可以節(jié)省人工及材料;提前制作,又能節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間,加快進(jìn)度。
4.1混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同的注意點(diǎn)
當(dāng)柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁、樓板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),應(yīng)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土施工采取有效措施,框架柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)如高于梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí),應(yīng)按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(JGJ3-1991)規(guī)范規(guī)定,應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)與柱相同。
4.2一般施工作法的注意點(diǎn)
梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)與梁板分開(kāi)澆筑時(shí),應(yīng)防止接茬處形成冷縫。節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土與梁板混凝土應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行澆筑,不能把高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界處留為施工縫或者出現(xiàn)冷縫。在本工程實(shí)踐過(guò)程中,框架柱與梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差較大,采取的做法是:在梁柱節(jié)點(diǎn)的附近需要離開(kāi)柱邊≥500mm,并且≥1/2梁高處,沿45°斜面從梁頂面至梁底面用5mm網(wǎng)眼的密目鐵絲網(wǎng)進(jìn)行分隔 (作為高低等級(jí)混凝土的分界),先要澆高標(biāo)號(hào)混凝土后才澆低標(biāo)號(hào)混凝土。
4.3注意嚴(yán)格控制砼配合比和坍落度
應(yīng)確定合理的混凝土配合比,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)控混凝土坍落度,加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù),預(yù)防梁端高低等級(jí)混凝土交界處出現(xiàn)混凝土收縮裂縫。節(jié)點(diǎn)及梁的混凝土澆筑可以采用二次振搗法,進(jìn)行增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性,減少收縮。
[1] GB50666-2011.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范:[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2011.
[2] GB50204-2002.混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010.
TV52