剪力墻豎向分布鋼筋偏移原因分析及處理辦法

李 燕 軍

(山西八建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030027)

1 原因分析

剪力墻豎向分布鋼筋偏移常出現(xiàn)在高度70 m～90 m的住宅建筑中，這類住宅建筑的特點(diǎn)是：

1)結(jié)構(gòu)體系為純剪力墻結(jié)構(gòu)；

2)剪力墻墻肢截面高度都比較大，一般hw/bw的比值都在10～20之間；

3)空間分布鋼筋的直徑較小，一般為Φ10～Φ12；

4)bw值較小，一般為200 mm；

5)邊緣構(gòu)件長度都較短。

在施工過程中，影響豎向分布鋼筋偏移的因素，主要有：

1)施工放線精度不足，主要為上下兩層的墻線有偏移的可能。

2)鋼筋保護(hù)層墊塊數(shù)量不足、剛度不夠。

3)長墻肢的邊緣構(gòu)件及水平分布鋼筋對(duì)豎向分布鋼筋的約束較弱，這種情況是影響豎向分布鋼筋偏移的主要因素，結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們知道，在剪力墻墻肢中，邊緣構(gòu)件的形式有暗柱、端柱、轉(zhuǎn)角柱、翼墻，依據(jù)JGJ 3—2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第7.1.14～7.1.16條，邊緣構(gòu)件lc≈(0.1～0.15)hw的范圍內(nèi)設(shè)置鋼筋，陰影部分范圍內(nèi)為剪力墻的縱向受力鋼筋，這部分鋼筋的變化都比較大，一般都不小于Φ16。這樣邊緣構(gòu)件綁扎完畢后的整體性非常好，幾乎不會(huì)受到施工擾動(dòng)。在兩個(gè)邊緣構(gòu)件之間為剪力墻的豎向分布鋼筋和水平分布鋼筋，雙排或多排分布鋼筋之間靠拉鉤來約束，平行剪力墻方向靠水平分布鋼筋拉結(jié)形成整體拉鉤的直徑為6 mm～8 mm，與分布鋼筋綁扎連接，由于在施工過程中為了豎向分布鋼筋的連接方便，都會(huì)甩出施工所在層一定高度，一般為1 m～1.5 m，所以在墻肢過長的情況下，鋼筋綁扎完成后，墻體中間段，很容易晃動(dòng)，工人在澆混凝土過程中，輕推、擾動(dòng)的都會(huì)導(dǎo)致豎向分布鋼筋偏移。

2 施工措施

針對(duì)上述原因分析，我們制定下述施工措施來改善豎向分布鋼筋的偏移:

1)上下層防線采用同一基準(zhǔn)點(diǎn)，上層放線完畢后與下層完成構(gòu)件進(jìn)行軸線校準(zhǔn)，如偏差過大，應(yīng)分析原因，并在接下來施工的數(shù)層內(nèi)逐步調(diào)整，不應(yīng)該一步調(diào)整完畢。

2)墊塊必須采用剛度和強(qiáng)度較大的水泥墊塊，不應(yīng)采用塑料卡子等來控制保護(hù)層厚度，在板底第一排～第二排鋼筋處，墊塊應(yīng)加密。

3)在豎向分布鋼筋甩筋高度范圍內(nèi)加設(shè)3排梯子筋，梯子筋采用X14或X16鋼筋制作。梯子筋短筋間距與分排鋼筋間距一致，長度與整片剪力墻墻肢長度一致。梯子筋的全部鋼筋接頭采用焊接連接，端部全部卡入邊緣構(gòu)件內(nèi)，且與邊緣構(gòu)件綁扎牢固，中間段與豎向分布筋交錯(cuò)的每一個(gè)點(diǎn)都要綁扎，混凝土澆筑完成后的第二天可以拆除梯子筋，清理干凈，為下一層施工做準(zhǔn)備。

工程實(shí)踐證明梯子筋加3道的效果最好，且梯子筋能循環(huán)使用，是防止鋼筋偏移最有力的措施。

3 豎向分布鋼筋偏移對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

實(shí)踐證明，在采取第二節(jié)的施工措施后，僅有部分墻肢會(huì)有豎向鋼筋偏移的情況。針對(duì)這種情況，我們要想辦法進(jìn)行處理，但不能盲目憑經(jīng)驗(yàn)處理，而應(yīng)該分析豎向分布筋度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響后針對(duì)性處理。

3.1 對(duì)豎向分布鋼筋的作用進(jìn)行分析

依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，抗震概念設(shè)計(jì)，剪力墻作為剪力墻結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)構(gòu)件，剪力墻按剛度分配平行墻肢方向的全部水平地震作用力，垂直墻肢方向不承擔(dān)水平作用力。為避免出現(xiàn)較弱層和薄弱層，剪力墻的抗剪承載力和剛度必須有保證。

依據(jù)JGJ 3—2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第7.2.10條偏心受壓剪力墻的受剪承載力為：

公式：[(0.4ftbwhw0+0.1NAw/A)/(λ-0.5)+0.8fyvAsvhw0/s]/γre。

對(duì)公式分析，我們可以得到,剪力墻的受剪承載力只與混凝土的抗拉強(qiáng)度、截面特性、受力情況、水平分布鋼筋有關(guān)，與豎向分布鋼筋沒有關(guān)系。

依據(jù)7.2.11條，在偏心受拉情況下，受剪承載力也與豎向分布鋼筋無關(guān)。

依據(jù)7.2.17條，條文說明，為了防止墻體在受彎裂縫出現(xiàn)后立即達(dá)到極限受彎承載力，配置豎向分布鋼筋必須滿足最小配筋百分率的要求。

剛度：依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)，我們知道抗彎剛度EI、抗剪剛度GA，只與材料性質(zhì)和截面特性有關(guān)，故豎向鋼筋的配筋率會(huì)對(duì)剛度產(chǎn)生影響。

綜上可知，豎向分布鋼筋的偏移對(duì)配筋率沒有影響，即對(duì)抗震設(shè)計(jì)無影響。

從理論上講，豎向分布鋼筋度對(duì)剪力墻墻肢的平面內(nèi)抗彎承載力起一定的作用。但在朱炳寅專家《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程應(yīng)用與分析》一書中說過，由于計(jì)算豎向分布鋼筋對(duì)剪力墻墻肢抗彎承載力的作用太過復(fù)雜，故一般在抗彎驗(yàn)算中只考慮端柱的豎向鋼筋；對(duì)于平面外來說，豎向鋼筋的偏移，直接影響計(jì)算高度h0。但在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不考慮剪力墻平面外受彎，故也不影響結(jié)構(gòu)受力。

綜上，可得在結(jié)構(gòu)體系中，豎向分布鋼筋是需要滿足配筋率要求的構(gòu)造配筋，豎向分布鋼筋偏移對(duì)受力體系無影響。

3.2 在正常使用極限狀態(tài)中的作用

豎向分布鋼筋外偏，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度變小，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生影響。

豎向分布鋼筋內(nèi)偏，導(dǎo)致鋼筋的保護(hù)層厚度變大，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》7.1.2條，最大裂縫寬度計(jì)算公式：

公式Wmax=αcrΨδs(1.9Cs+0.08deq/ρte)/Es。

Cs越大，裂縫寬度越大，在剪力墻平面外水平力作用下，Cs的取值就是縱向分布鋼筋的保護(hù)層厚度。

3.3 結(jié)論

依據(jù)本節(jié)分析可知，豎向分布鋼筋偏移會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和裂縫控制造成影響。

4 處理方法

針對(duì)第三節(jié)分析，我們得到處理方法如下：

外偏：方法1:按照?qǐng)D集11G101-1，70頁做法，在偏移處墻板節(jié)點(diǎn)下鑿6倍的偏移量，把鋼筋扭到正常位置。

方法2:如果偏移量較小，或?qū)ζ矫鎯艟嘁筝^低(如地下室內(nèi)外墻)，可局部加大墻的厚度，來保證保護(hù)層厚度。

內(nèi)偏：對(duì)偏移量較小的，如2 cm以內(nèi)，可直接按1∶1外扭鋼筋進(jìn)行調(diào)整；如偏移量較大，如5 cm應(yīng)加設(shè)細(xì)鋼筋網(wǎng)片，沿高度設(shè)6倍～10倍的偏移量，同時(shí)在此高度范圍內(nèi)把鋼筋調(diào)到正確位置。

5 結(jié)語

本文針對(duì)工程中的一個(gè)常見問題進(jìn)行剖析，得到了一些施工措施和整改辦法，為廣大同行提供一定的借鑒。但作者能力有限，有不盡如意地方，請(qǐng)廣大同行給出批評(píng)意見。