“梯子筋”在剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

王興明

（江蘇安廈工程項(xiàng)目管理有限公司， 江蘇　常州　213022）

“梯子筋”在剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

王興明

（江蘇安廈工程項(xiàng)目管理有限公司， 江蘇常州213022）

摘要：隨著建筑物抗震要求的不斷提高，越來越多的中高層民用建筑工程采用剪力墻結(jié)構(gòu)。而剪力墻鋼筋的間距和保護(hù)層以及墻體厚度等如何能得到有效控制，一直是項(xiàng)目管理者們探索的問題。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，提出了一種剪力墻鋼筋控制的有效辦法。

關(guān)鍵詞：梯子筋；剪力墻；鋼筋；控制

1　傳統(tǒng)施工方法及弊端

剪力墻結(jié)構(gòu)鋼筋直徑較小，綁扎成型后很難保證在外力的作用下不產(chǎn)生變形，尤其是在模板支設(shè)或混凝土澆筑過程中很容易發(fā)生鋼筋偏移、甚至破壞設(shè)計(jì)尺寸的現(xiàn)象。輕則影響觀感，重則帶來質(zhì)量隱患，從而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而返工。不但給經(jīng)濟(jì)效益帶來損失，更會(huì)給企業(yè)帶來負(fù)面的社會(huì)影響。

1.1鋼筋間距

剪力墻鋼筋按照傳統(tǒng)方法綁扎后，容易受后道工序施工的影響，使綁扎成型后的縱橫向鋼筋間距不均勻，而通過不了驗(yàn)收，嚴(yán)重者造成模板支設(shè)后被要求拆除模板整改，浪費(fèi)了大量的人力和物力，并可能因此產(chǎn)生工種間的矛盾，給項(xiàng)目管理者制造了很大的麻煩。

1.2鋼筋保護(hù)層

剪力墻鋼筋保護(hù)層控制的傳統(tǒng)做法是用圓形開口的塑料卡環(huán)掛在鋼筋上，以使模板與鋼筋之間的間距形成鋼筋保護(hù)層厚度。由于塑料卡環(huán)軟且脆，甚至很多是小作坊用再生塑料生產(chǎn)的，模板夾住之后容易產(chǎn)生偏斜或承受不了外力作用而遭損壞脫落，導(dǎo)致塑料卡環(huán)失去作用，有的甚至使鋼筋骨架整體“一邊倒”，澆筑后的墻體往往一邊沒有了保護(hù)層而露筋，一邊保護(hù)層偏大，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)。

1.3墻體厚度

傳統(tǒng)控制剪力墻厚度的方法是模板支設(shè)時(shí)在模板內(nèi)架設(shè)預(yù)制混凝土棍(俗稱雙 F 卡)作為內(nèi)撐，而且?guī)缀跏敲扛鶎?duì)拉螺桿處都會(huì)安放一根。由于預(yù)制混凝土內(nèi)撐是統(tǒng)一制作的，為便于安裝，其 F 卡凹槽尺寸大于鋼筋直徑許多，人為產(chǎn)生很大誤差，且混凝土標(biāo)號(hào)不一定符合墻體混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，與墻體混凝土也不能有效結(jié)合，容易出現(xiàn)外墻滲水內(nèi)墻不隔音的現(xiàn)象。另一方面在支設(shè)模板的過程中，部分混凝土內(nèi)撐掉落墻內(nèi)也會(huì)造成上下層混凝土不能有效結(jié)合，致使墻根部出現(xiàn)嚴(yán)重的混凝土缺陷。

2　“梯子筋”的設(shè)計(jì)與施工方法

既然傳統(tǒng)做法會(huì)給工程質(zhì)量帶來隱患，給項(xiàng)目管理造成很多矛盾，工程成本也遭受較大損失，工程管理者們迫切需要有一種比較合理的施工方法能徹底解決這些弊端。筆者總結(jié)了多個(gè)剪力墻鋼筋施工得比較好的項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)利用“梯子筋”能有效地克服傳統(tǒng)做法的種種不足，使工程質(zhì)量、成本等得到有效的控制。

2.1梯子筋的基本概念

所謂“梯子筋”，顧名思義就是整體形象像梯子一樣的附加鋼筋，如設(shè)計(jì)合理，可以代替主筋使用。

梯子筋分水平梯子筋和豎向梯子筋。水平梯子筋是控制豎向鋼筋間距的，豎向梯子筋是控制水平鋼筋間距的，分工不同，作用一樣。而豎向梯子筋又可根據(jù)豎向鋼筋的搭接形式分為加強(qiáng)區(qū)和非加強(qiáng)區(qū)兩種形式(見圖1 和圖2)。

因一般住宅工程所設(shè)計(jì)的剪力墻的長(zhǎng)度不同，就造成水平梯子筋的長(zhǎng)度不一樣，如選擇以水平梯子筋為主導(dǎo)控制，在綁扎選用時(shí)容易混亂。但一般工程每層的層高基本都是一樣的，也就是豎向梯子筋的高度是相同的，所以通常選擇以豎向梯子筋為主導(dǎo)控制，水平梯子筋為輔導(dǎo)控制。由于水平梯子筋是安裝在結(jié)平混凝土以上的合適高度，所以澆筑混凝土后，可以回收并重復(fù)使用(見圖3)。

圖1　加強(qiáng)區(qū)梯子筋

圖2　非加強(qiáng)區(qū)梯子筋

圖3　水平梯子筋

2.2梯子筋主筋

由于梯子格的焊接勢(shì)必給主筋造成一定程度上的灼傷，如將豎向梯子筋的主筋代替墻體立筋使用，那就要對(duì)梯子筋主筋采取補(bǔ)強(qiáng)措施。通常是將梯子筋主筋比墻體立筋提高一個(gè)規(guī)格。因水平梯子筋實(shí)際就是一個(gè)卡具，不代替主筋使用，則不必提高規(guī)格。

2.3標(biāo)高控制

結(jié)構(gòu)施工時(shí)，標(biāo)高控制的通常做法是在鋼筋上做結(jié)構(gòu)“500”線標(biāo)記，各工種均根據(jù)該點(diǎn)控制標(biāo)高。結(jié)平混凝土澆筑后都會(huì)產(chǎn)生標(biāo)高誤差，一般在 20 mm 以內(nèi)。依據(jù)這兩個(gè)條件，焊接前在梯子筋一端量出 480 mm 并做好標(biāo)記，以便現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)候與結(jié)構(gòu)“500”線重合，這樣安裝后的梯子筋下端距離結(jié)平面高度為 20 mm，從而就解決了因結(jié)平混凝土不平而難以安裝的問題(如圖4)。

圖4　標(biāo)高控制點(diǎn)

2.4起步尺寸控制

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，剪力墻下部第一根水平鋼筋與結(jié)平層的距離(俗稱水平鋼筋起步尺寸)為 50 mm，而安裝后的梯子筋提高了 20 mm，則只要在梯子筋下端 30 mm 處焊接梯子的第一格，就可以解決水平鋼筋起步尺寸問題(如圖5)。

因豎向鋼筋的下端埋在混凝土內(nèi)，其起步尺寸容易控制，只要在上端綁扎水平梯子筋就可以控制好上層鋼筋的尺寸了。

圖5　水平鋼筋起步尺寸控制

2.5間距控制

前文提到了以豎向梯子筋為主導(dǎo)控制，則主要從控制水平鋼筋間距著手。通常按水平鋼筋的設(shè)計(jì)間距焊接和梯子格上口計(jì)算尺寸，這樣水平筋擱置在梯子格上面，便于工人現(xiàn)場(chǎng)操作，比較容易固定和綁扎鋼筋。

為了加強(qiáng)控制效果，豎向梯子筋的安裝一般以暗柱邊第二根鋼筋起設(shè)置，間距為 1 000 mm 左右。這樣，可以有效地減少混凝土內(nèi)撐的用量甚至不用，還能增強(qiáng)隔音效果。因豎向鋼筋下端已生根固定，其間距比較容易掌握，骨架完成后在上層結(jié)平面以上的合適高度設(shè)置一道水平梯子筋(也就是控制了上端)即可。水平梯子筋的制作按豎向鋼筋設(shè)計(jì)間距焊接，尺寸統(tǒng)一按梯子格的一側(cè)計(jì)算，安裝時(shí)也一樣。

2.6保護(hù)層控制

層高在 3 000 mm 左右的樓層，梯子格焊接時(shí)在上中下的合適位置(一般是上 2 下 2 和中間)將該梯子級(jí)的長(zhǎng)度調(diào)整為設(shè)計(jì)墻厚尺寸即可。由于插入式振動(dòng)棒的影響，振搗密實(shí)后往往墻厚超厚，所以通常將該梯子級(jí)的長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)墻厚尺寸減去 2 mm，這樣振搗成型后的墻體厚度與設(shè)計(jì)厚度就能趨向于一致，其誤差也在規(guī)范以內(nèi)。而其他的梯子級(jí)外露長(zhǎng)度只要能滿足擱置水平筋即可，但其長(zhǎng)度不得超過上述控制墻厚的梯子級(jí)的長(zhǎng)度(見圖6)。

圖6　保護(hù)層控制

2.7防腐處理

為防止控制墻體厚度的梯子級(jí)拆模后會(huì)露筋生銹，甚至?xí)r間長(zhǎng)了銹蝕至主筋，或者因鋼筋銹蝕而影響裝修，梯子筋在加工區(qū)整整齊齊地堆放成排，達(dá)到一定數(shù)量后，統(tǒng)一在該梯級(jí)兩端刷上防銹漆，而其他的梯子級(jí)埋于混凝土中則無需進(jìn)行防腐處理(見圖7)。

圖7　防腐處理

使用上述設(shè)計(jì)的梯子筋方法綁扎成型的剪力墻鋼筋骨架，實(shí)際就是將剪力墻鋼筋整體固定在卡具上，控制有序、規(guī)范有加，綁扎時(shí)成了程序化施工。完成后的鋼筋骨架整體觀感很好，有人曾戲稱為“藝術(shù)品”。后道模板施工時(shí)只要不是人為有意去破壞，一般都保持得很好。

3　梯子筋施工的管理

梯子筋的制作和工程所有鋼筋制作一樣，列入料單管理。通過技術(shù)員翻樣形成料單，制作人員再設(shè)計(jì)制作用的模具，在鋼筋加工間統(tǒng)一制作、成批加工、分類堆放并做好標(biāo)記，形成車間式管理。特別強(qiáng)調(diào)的是，控制墻體厚度的梯子級(jí)鋼筋需用切割機(jī)下料，嚴(yán)禁使用鋼筋切斷機(jī)，避免鋼筋斜頭鉆進(jìn)木質(zhì)模板造成墻體厚度不夠和露筋現(xiàn)象。

安裝前，鋼筋班長(zhǎng)先在各墻體部位畫出梯子筋的安設(shè)位置，綁扎工人根據(jù)標(biāo)高綁扎固定好梯子筋，后面的程序就無需累述了。

以下是梯子筋加工班租和綁扎班組根據(jù)梯子筋料單各自的流程圖(見圖8)。

圖8　加工班租和綁扎班組根據(jù)梯子筋料單各自的流程圖

4　成本分析

通過上述介紹，我們已能很清楚地知道使用梯子筋的種種好處，但施工企業(yè)最為關(guān)注的是這種方法究竟會(huì)增加多少工程成本，筆者通過以下計(jì)算來分析一下使用梯子筋給工程成本帶來的直接影響。

現(xiàn)以長(zhǎng) L=3 000 mm、厚 B=200 mm 的剪力墻為例，設(shè)計(jì)縱橫向鋼筋均為 8、@=200 mm，兩端暗柱均為 400 mm×200 mm，結(jié)平板厚 δ=100 mm，層高 h=3 000 mm，剪力墻鋼筋保護(hù)層 15 mm，結(jié)合前文設(shè)計(jì)的條件，做具體分析如下。

(1)主筋理論重量差計(jì)算：每根鋼筋按 3.5 m 長(zhǎng)，共需3 根梯子筋，則主筋理論重量差 Tn=3.5×(0.617-0.395)×2×3= 4.662 kg。

(2)梯子格鋼筋理論重計(jì)算：焊接梯子格的鋼筋沒有規(guī)格要求，現(xiàn)場(chǎng)廢料都可以用，只要確保水平筋擱置后不變形就行。除控制墻厚的梯子級(jí)外，其他的梯子格只要露出梯子筋外 10 mm 左右即可。這里暫按 8 鋼筋計(jì)，根據(jù)已知條件計(jì)算需要 16 個(gè)梯子級(jí)，則梯子格鋼筋理論重 T1=(0.174×13+0.197 ×3)×3×0.395=3.381 kg。

(3)扣除塑料卡環(huán)：保護(hù)層塑料卡環(huán)按 @=600 mm 梅花布置，則塑料卡環(huán) N1=6×6×2=72 只。

(4)扣除預(yù)制混凝土內(nèi)撐。本地區(qū)剪力墻模板支設(shè)是采用多層板拼制的工藝，一般按 @=400 mm 設(shè)置一根螺桿，預(yù)制混凝土內(nèi)撐數(shù)量即為螺桿數(shù)量，則：預(yù)制混凝土內(nèi)撐 N2= 9×9=81 根。

(5)焊接梯子筋的人工計(jì)算：例中需要 3 根梯子，估計(jì)0.5 h 能完成，實(shí)際工作日每天按 10 小時(shí)算，則焊接梯子筋的人工 M=0.05 工日。

(6)合計(jì)(單價(jià)為市場(chǎng)時(shí)價(jià))：Tn×3.8 元/kg+T1×3.8元/kg-N1×0.055 元/只-N2×0.12 元/根+M×300元/工日=4.662kg× 3.8元/kg+3.381kg×3.8元/kg-72只×0.055元/只-81根×0.12元/根+0.05工日×300元/工日=17.72+12.85-3.96-9.72+15=31.89元

分析中扣除了混凝土內(nèi)撐和塑料卡環(huán)的費(fèi)用，實(shí)際應(yīng)用中要看設(shè)計(jì)的鋼筋規(guī)格和等級(jí)情況以及綁扎后的效果，實(shí)施樣板引路制度。如設(shè)計(jì)鋼筋為 HRB335，控制難度就加大，則梯子筋的數(shù)量要適當(dāng)加密，同時(shí)輔以適量混凝土內(nèi)撐和塑料卡環(huán)，以確保綁扎效果。

為了直觀地表達(dá)效果，以上計(jì)算用列表方式表示(見表1)。

表1　成本分析

一塊 3 000 mm×3 000 mm 的墻體理論上增加了工程成本約 32 元，則根據(jù)實(shí)際面積和剪力墻的設(shè)計(jì)密度就可推算出一棟 30 層、建筑面積 15 000 m2～20 000 m2的剪力墻結(jié)構(gòu)住宅樓使用梯子筋后，理論上約增加了 38 000～50 000 元的施工成本。當(dāng)然，這是看得到的損失。其實(shí)稍有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的同仁都知道，在施工中因鋼筋施工質(zhì)量問題而返工，其直接經(jīng)濟(jì)損失就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)數(shù)目，而其負(fù)面社會(huì)影響帶來的損失更是無法用金錢來衡量的。

5　工程另例借鑒

常州錦繡華府住宅項(xiàng)目上的剪力墻鋼筋施工用的是“井”字式卡具，被稱之為“短肢梯子筋”。施工時(shí)以適當(dāng)間距梅花式布置于墻體鋼筋當(dāng)中，上層結(jié)平以上輔以兩道水平鋼筋綁扎牢固，代替了水平梯子筋。這種做法有效地控制了鋼筋間距和墻體厚度以及保護(hù)層厚度，此法可以理解成是向梯子筋方法的過渡、質(zhì)量意識(shí)的提高(見圖9)。

圖9　短肢梯子筋

6　結(jié)　語

剪力墻鋼筋施工在結(jié)構(gòu)安全上占據(jù)著重要地位，要想有效控制工程質(zhì)量隱患，減少項(xiàng)目管理矛盾，達(dá)到既管理方便又樹立企業(yè)形象的目的，那么采用梯子筋方法施工就是首要的選擇。同樣，為了工程質(zhì)量，業(yè)主或設(shè)計(jì)等單位如將梯子筋做法增加的費(fèi)用納入到工程成本中去，使梯子筋在剪力墻結(jié)構(gòu)施工中得到廣泛應(yīng)用，那么，剪力墻鋼筋施工質(zhì)量才能得到更好發(fā)展。

中圖分類號(hào)：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-4104(2014)08-0080-04

收稿日期：2014-06-13

通信地址：江蘇省常州市新北區(qū)漢江西路96號(hào) 江蘇工程安廈項(xiàng)目管理有限公司。