逆作法中角鋼格構(gòu)柱與首層梁柱連接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化創(chuàng)新

金蕓蕓，劉征

（1.華東建筑集團(tuán)股份有限公司上海申元巖土工程有限公司，上海 200011；2.中國建筑第八工程局有限公司，上海 200011）

1 研究背景

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著大城市的基坑向“大、深、緊、近”[1]的方向發(fā)展和環(huán)境保護(hù)要求的提高，基坑支護(hù)體系與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合在國內(nèi)迅速發(fā)展成為軟土地區(qū)和環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格條件下基坑支護(hù)的重要方法。支護(hù)與主體全面結(jié)合一般采用逆作法施工，逆作施工階段往往需要在框架柱位置設(shè)置鋼立柱作為前期豎向支承，待逆作結(jié)束后再在鋼立柱外側(cè)澆筑混凝土形成永久的框架柱[2-3]。由于框架梁板后作，從而帶來梁柱節(jié)點(diǎn)中框架梁鋼筋如何穿越鋼立柱的問題，該問題也是逆作法中的共性難題。

一般逆作法工程中較為常見的立柱為角鋼格構(gòu)柱，目前，逆作法中的梁柱連接節(jié)點(diǎn)對于角鋼格構(gòu)柱主要有鉆孔鋼筋連接法、傳力鋼板法、梁側(cè)加腋法。但以上各種方法均存在相應(yīng)的不足：鉆孔鋼筋連接法對豎向支承鋼立柱有截面損傷，傳力鋼板法會降低鋼結(jié)構(gòu)的承載力并增加混凝土密實(shí)澆筑的難度，梁側(cè)加腋法增加現(xiàn)場施工的難度。

基于以上連接節(jié)點(diǎn)的不足，本文對原節(jié)點(diǎn)[4]進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新，并提供了一種新型逆作法梁柱連接T型節(jié)點(diǎn)，在解決首層結(jié)構(gòu)梁鋼筋難以穿越角鋼格構(gòu)柱的基礎(chǔ)上，彌補(bǔ)了現(xiàn)有連接節(jié)點(diǎn)的不足。該節(jié)點(diǎn)已成功應(yīng)用于實(shí)際工程中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

本梁柱連接T型節(jié)點(diǎn)，包括角鋼格構(gòu)柱、首層結(jié)構(gòu)梁、柱端頭、槽鋼、角鋼、豎向加強(qiáng)筋、水平分布筋、梁內(nèi)主筋（見圖1、2所示）。其優(yōu)化創(chuàng)新在于:通過柱端頭連接首層結(jié)構(gòu)梁和角鋼格構(gòu)柱，其頂部標(biāo)高等于首層結(jié)構(gòu)梁的底標(biāo)高，結(jié)構(gòu)梁內(nèi)鋼筋等綁扎焊接完成后整體澆筑混凝土，形成梁柱T型節(jié)點(diǎn)。

圖1 首層梁柱T型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造平視圖

圖2 首層梁柱T型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造頂視圖

在角鋼格構(gòu)柱端頭內(nèi)焊接豎向加強(qiáng)筋，采用柱端頭內(nèi)的豎向加強(qiáng)筋將立柱與結(jié)構(gòu)梁連接，同時在角鋼格構(gòu)柱端頭一定范圍內(nèi)配置多層雙向水平分布筋，并在上下端焊接角鋼。此外，在柱端頭底部焊接槽鋼，槽鋼與格構(gòu)柱之間通過栓釘連接，栓釘沿角鋼格構(gòu)柱的外周長表面間隔布置。

3 節(jié)點(diǎn)實(shí)施方式

為避免角鋼格構(gòu)柱和地下首層結(jié)構(gòu)梁連接位置梁內(nèi)主筋穿越角鋼格構(gòu)柱困難的問題，角鋼格構(gòu)柱采用了不同于常規(guī)梁柱節(jié)點(diǎn)中柱插入梁內(nèi)的方法，通過柱端頭連接首層結(jié)構(gòu)梁和角鋼格構(gòu)柱，角鋼格構(gòu)柱頂部標(biāo)高等于首層結(jié)構(gòu)梁的底標(biāo)高，鋼筋等綁扎焊接完成后整體澆筑混凝土，形成梁柱T型節(jié)點(diǎn)。

為解決該節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力等問題，采取了以下措施:

①在柱端頭頂部設(shè)置多股豎向加強(qiáng)筋錨入首層結(jié)構(gòu)梁，將立柱與結(jié)構(gòu)梁連接，有利于提高角鋼格構(gòu)柱的水平抗剪力；

②為提高梁柱的豎向抗剪承載力及整體性，柱端頭內(nèi)配置多層雙向水平分布筋，并在上下端焊接角鋼；

③柱端頭底部焊接槽鋼，槽鋼與格構(gòu)柱之間通過栓釘連接，栓釘沿角鋼格構(gòu)柱的外周長表面間隔布置，槽鋼的設(shè)置有利于增強(qiáng)抱箍作用。

上述方法可避免首層結(jié)構(gòu)梁內(nèi)無角鋼格構(gòu)柱穿入，可解決逆作法工程中地下首層梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋穿越難題，同時通過豎向加強(qiáng)筋、槽鋼和角鋼等措施的應(yīng)用，較好的解決其抗剪承載力低等問題。

4 工程應(yīng)用

本節(jié)點(diǎn)已成功應(yīng)用于外灘源改擴(kuò)建項(xiàng)目之益豐大廈、合生國際廣場等大型深大逆作法基坑項(xiàng)目中，該節(jié)點(diǎn)施工工藝簡單，有效提高了首層結(jié)構(gòu)梁板的施工效率，加快了基坑施工進(jìn)度，有利于控制基坑變形等不利工況。

通過上述實(shí)際工程應(yīng)用總結(jié)，該梁柱節(jié)點(diǎn)可有效提高逆作法結(jié)構(gòu)梁板的施工效率，與常規(guī)節(jié)點(diǎn)相比，鋼筋綁扎工效可提高30%以上，具體參數(shù)見下表。

梁柱節(jié)點(diǎn)施工工效對比表

5 結(jié)語

基坑開挖逆作法施工擁有支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度大、基坑變形小、降低工程造價、縮短施工工期等優(yōu)點(diǎn)，具備良好的發(fā)展前景和推廣價值。但逆作法中梁柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)鋼筋密、施工難度大是個普遍問題。本文針對以上這一問題，提供了新型逆作法梁柱連接T型節(jié)點(diǎn)在解決首層結(jié)構(gòu)梁鋼筋難以穿越角鋼格構(gòu)柱的基礎(chǔ)上，彌補(bǔ)了現(xiàn)有連接節(jié)點(diǎn)多方面的不足，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

[1]徐至鈞，趙錫宏.逆作法設(shè)計與施工[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]劉建航，侯學(xué)淵，劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]王衛(wèi)東，王建華.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計、分析與實(shí)例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[4]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造（11SG814）[S].北京：中國計劃出版，2011.