鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋密集區(qū)混凝土澆筑質(zhì)量研究

李 朝 軍

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原　030012)

1　研究課題的提出

在工作實(shí)踐中我們經(jīng)常會(huì)遇到混凝土結(jié)構(gòu)中在某些特殊部位極易出現(xiàn)鋼筋過密現(xiàn)象，導(dǎo)致常規(guī)做法無法保證該部位混凝土的澆筑質(zhì)量。一般易出現(xiàn)該問題的部位有：地下車庫與主樓連接處、車庫柱頭與主梁連接處、剪力墻結(jié)構(gòu)底部樓層等部位。如：某地庫頂板梁配筋見圖1，該梁柱連接部位梁底鋼筋共計(jì)29根。

2　多維度保證混凝土澆筑質(zhì)量的措施

2.1　改變?cè)O(shè)計(jì)方案

依據(jù)鋼筋等強(qiáng)度代換的原則，改變鋼筋配筋方案以達(dá)到增加鋼筋間距的目的。比如用高強(qiáng)度鋼筋代替低強(qiáng)度鋼筋，用較大直徑鋼筋代替小直徑鋼筋。當(dāng)采用鋼筋代換方案時(shí)，需要滿足GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中相關(guān)條文的要求。當(dāng)進(jìn)行鋼筋代換時(shí)，除應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件承載力、抗震規(guī)定以外，還應(yīng)滿足鋼筋間距、最小配筋率、保護(hù)層厚度、接頭面積百分率、鋼筋錨固長度和搭接長度等要求；當(dāng)構(gòu)件受撓度控制或裂縫寬度時(shí)，代換后應(yīng)進(jìn)行撓度驗(yàn)算或裂縫寬度。當(dāng)構(gòu)件按最小配筋率配筋時(shí)按照等面積代換，即鋼筋按截面面積相等原則進(jìn)行代換；當(dāng)構(gòu)件受承載力控制時(shí)按照等強(qiáng)度代換，即鋼筋可按強(qiáng)度相等原則代換。

2.2　改變鋼筋錨固方案

通常鋼筋錨固方案為直錨或彎錨，框架柱兩側(cè)框架梁底筋同時(shí)向框架柱錨固，造成鋼筋密集。通過改變鋼筋的錨固形式為機(jī)械錨固來減少梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)的鋼筋長度?？梢圆扇〉拇胧┯校阂粋?cè)貼焊錨筋、兩側(cè)貼焊錨筋、與鋼板穿孔塞焊、帶螺栓錨頭?；炷两Y(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(圖集號(hào)16G101-1)中做出了具體的規(guī)定，可以參照?qǐng)?zhí)行。

2.3　改變鋼筋放樣方案

通常做法為框架柱兩側(cè)梁底筋截?cái)嗪笸瑫r(shí)向框架柱錨固，通過合理配置鋼筋原材長度和優(yōu)化鋼筋放樣方案，使得框架柱兩側(cè)梁底筋在框架柱處不截?cái)喽沁B續(xù)通過。GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：框架中間層中間節(jié)點(diǎn)或連續(xù)梁中間支座、梁的上部縱鋼筋應(yīng)貫穿節(jié)點(diǎn)或支座，梁的下部鋼筋宜貫穿節(jié)點(diǎn)或支座。改變后的鋼筋放樣方案不但滿足規(guī)范的要求，同時(shí)從受力分析角度考慮也更加合理。

2.4　改變鋼筋連接方式

當(dāng)鋼筋原材長度無法滿足連續(xù)通過框架柱時(shí)，可以通過改變鋼筋的連接方式為機(jī)械連接，當(dāng)機(jī)械連接接頭質(zhì)量達(dá)到規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量等級(jí)時(shí)可不考慮接頭的位置。規(guī)范依據(jù)：JGJ 107—2016鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程4.0.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的接頭宜保證不位于同一連接區(qū)段。鋼筋機(jī)械連接的連接區(qū)段長度應(yīng)按規(guī)范規(guī)定計(jì)算,當(dāng)直徑不同的鋼筋連接時(shí),按直徑較小的鋼筋計(jì)算。位于同一連接區(qū)段內(nèi)的鋼筋機(jī)械連接接頭的面積百分率應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)接頭無法避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密區(qū)時(shí),應(yīng)采用Ⅱ級(jí)或更高等級(jí)接頭,且接頭面積百分率不應(yīng)大于50%。即：當(dāng)采用Ⅱ級(jí)接頭或Ⅰ級(jí)接頭,且接頭面積百分率不應(yīng)大于50%時(shí)，接頭可以設(shè)置在框架的梁端、柱端箍筋加密區(qū)。

2.5　改變鋼筋的排布方式

當(dāng)鋼筋根數(shù)過多，排布一層或兩層鋼筋無法滿足最小鋼筋間距的要求時(shí)，可以通過增加鋼筋排布層數(shù)、調(diào)整配筋率來達(dá)到增大同層鋼筋間距的目的。例如某框架梁底筋為12根直徑25 mm鋼筋，排布方式為3/9，通過強(qiáng)度驗(yàn)算和調(diào)整配筋率后排布方式調(diào)整為3/3/6。其次可以通過非均勻間距排布鋼筋來便于澆筑混凝土。例如可以將中間兩個(gè)鋼筋的間距適當(dāng)加大，兩側(cè)鋼筋間距在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)減小。平法圖集(圖集號(hào)16G101-1)第62頁，如表1所示。

2.6　調(diào)整混凝土配合比

通過優(yōu)化混凝土的配合比，降低混凝土粗骨料的粒徑、增加

混凝土的和易性來減小混凝土澆筑難度，保證混凝土澆筑質(zhì)量。通常情況下混凝土配合比采用的石子粒徑在16 mm～31.5 mm之間，通過改變石子粒徑為10 mm～20 mm。規(guī)范依據(jù)：GB 50164—2011混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：用于混凝土實(shí)心板構(gòu)件骨料的最大公稱粒徑不宜大于板厚的1/3,且不得大于40 mm;混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件粗骨料最大公稱粒徑不得大于構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得大于鋼筋最小凈間距的3/4;大體積混凝土構(gòu)件粗骨料最大公稱粒徑不宜小于31.5 mm。

表1　梁并筋等效直徑、最小凈距表

2.7　調(diào)整混凝土澆筑方案

將混凝土澆筑方案進(jìn)行優(yōu)化，在梁柱節(jié)點(diǎn)處梁底部柱模側(cè)面通過設(shè)置混凝土澆筑孔口配合混凝土澆筑漏斗的形式采取梁頂部、梁底部同時(shí)澆筑的方式，達(dá)到振搗密實(shí)的目的。通過梁底部柱模側(cè)面的開孔將柱子混凝土澆筑至開孔處后封堵模板開孔后，繼續(xù)在梁頂澆筑梁柱連接區(qū)域混凝土。這樣既保證了混凝土可以順利到達(dá)柱子根部，同時(shí)避免了混凝土通過柱頭鋼筋密集區(qū)域時(shí)造成的細(xì)骨料的損失，避免柱根部只有粗骨料造成的“爛根”現(xiàn)象。

2.8　優(yōu)化混凝土振搗工藝

采用小直徑振搗棒替換大直徑振搗棒，減小振搗間距滿足振動(dòng)棒的有效工作半徑來保證混凝土振搗密實(shí)。當(dāng)鋼筋過密，振動(dòng)棒直徑超過鋼筋間距時(shí)，若采用大直徑振搗棒必須將鋼筋移位才能插入振搗棒，造成雖然鋼筋安裝階段驗(yàn)收合格，但實(shí)際成型構(gòu)件的鋼筋位置是不滿足規(guī)范要求的。同時(shí)，極易造成振搗過程中振搗棒被卡死無法拔出的現(xiàn)象。采取小直徑振搗棒，只要保證振搗間距在振搗棒的有效工作半徑內(nèi)、按規(guī)范操作，既可以保證澆筑質(zhì)量又可以避免上述問題的出現(xiàn)。

3　研究結(jié)論

通過改變?cè)O(shè)計(jì)方案、鋼筋錨固方案、鋼筋放樣方案、鋼筋連接方式、鋼筋排布方式，調(diào)整混凝土配合比、混凝土澆筑方案、優(yōu)化混凝土振搗工藝多維度的質(zhì)量保證措施，能夠解決遇到的絕大多數(shù)問題，能很好的保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋密集區(qū)混凝土澆筑質(zhì)量。