框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋綁扎施工及質(zhì)量控制

李 星， 田崟杉, 李 想

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都 610072)

依據(jù)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》得知框架結(jié)構(gòu)受力核心區(qū)主要集中在梁、柱節(jié)點(diǎn)，根據(jù)該部位受力分析表明，框架結(jié)構(gòu)地震破壞主要發(fā)生在梁、柱交接部位。該處破壞的主要形式分兩種，一種為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切破壞另一種為鋼筋錨固的破壞。若節(jié)點(diǎn)處施工與設(shè)計(jì)要求出入較大時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性存在極大的質(zhì)量隱患。正是該部位受力復(fù)雜，設(shè)計(jì)單位依據(jù)力學(xué)分析設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)處鋼筋配筋較為密集，在現(xiàn)場施工過程中由于施工人員作業(yè)水準(zhǔn)高低不一，往往會(huì)造成該部位的實(shí)際施工質(zhì)量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求，對(duì)工程質(zhì)量造成較大的質(zhì)量隱患。

1 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋制安

1.1 梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的箍筋綁扎

按照設(shè)計(jì)和圖集的鋼筋綁扎安裝要求，梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋應(yīng)加密設(shè)置，但在鋼筋綁扎過程中由于梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)處的鋼筋分布較密集及鋼筋直徑較大，在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)箍筋加密時(shí)存在較大施工難度，主要表現(xiàn)為以下三點(diǎn)：①柱子主筋直徑較大；②框架梁鋼筋直徑較大且排布密集；③柱鋼筋綁扎與梁鋼筋綁扎存在一定的時(shí)間差即在柱鋼筋綁扎至節(jié)點(diǎn)處梁底模板需安裝完成會(huì)造成在施工梁鋼筋過程中會(huì)影響柱節(jié)點(diǎn)處箍筋的安裝質(zhì)量。因此會(huì)給現(xiàn)場施工帶來了一定的難度。

通過施工現(xiàn)場積累的節(jié)點(diǎn)施工經(jīng)驗(yàn)，在柬埔寨西哈努克市某公寓樓項(xiàng)目上采取 “梁、柱節(jié)點(diǎn)箍筋框架梁骨架整體施工”的方案，有效地控制了節(jié)點(diǎn)處鋼筋制安的施工質(zhì)量，具體施工流程如下 ：

(1)首先在依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上框架柱鋼筋配表下料加工的時(shí)候，就依據(jù)方案柱箍筋的四個(gè)面分別增加一根鋼筋，其中鋼筋的規(guī)格牌號(hào)應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)圖紙上的箍筋大小牌號(hào)一致，額外增添的鋼筋長度由圖集及規(guī)范要求框架柱核心區(qū)箍筋加密高度確定，然后把框架柱箍筋按照設(shè)計(jì)間距與短鋼筋通過點(diǎn)焊的方式固定，在箍筋每邊電焊即可，將梁支座處通長的鋼筋按照?qǐng)D紙排布好穿到箍筋骨架內(nèi)。

(2)把制作好的箍筋套入柱縱筋并用采用木方做支撐架在樓板模板面上以方便梁箍筋的綁扎安裝，安裝梁剩下的縱筋并綁扎梁支座處加密區(qū)及非加密區(qū)箍筋，完成梁鋼筋綁扎后取出梁內(nèi)的支撐木方，節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋骨架連同完成綁扎的梁一起下落且不會(huì)造成箍筋間距破壞的問題。采取這種工藝可以保證框架柱加密區(qū)箍筋的安裝質(zhì)量還可以保證梁支座處加密區(qū)箍筋的綁扎質(zhì)量，實(shí)施效果比較好，能夠滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

1.2 梁下部縱筋凈距控制

根據(jù)混凝土規(guī)范要求，梁下部縱筋水平方向凈距必須大于25 mm及梁鋼筋直徑的二者中較大者。中間節(jié)點(diǎn)處縱梁、橫梁及柱的縱向鋼筋相互交叉，傳統(tǒng)做法是將兩邊(等高)梁的下部筋并排錨入柱節(jié)點(diǎn)中，這是發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廢棄的做法，混凝土里并排緊挨著的鋼筋，導(dǎo)致混凝土內(nèi)出現(xiàn)通直內(nèi)縫，節(jié)點(diǎn)的剛度會(huì)造成較大的影響，考慮到結(jié)構(gòu)的抗震性，由于剛度低于實(shí)際設(shè)計(jì)要求留下較大的安全隱患。

還有一種做法是，下部鋼筋采用一端直錨固，另一端“翹起”錨固，但這種做法在實(shí)際施工中不便于操作，特別是當(dāng)梁底部筋有多排時(shí)，故很少有施工單位采用此方法。為解決此問題，可采用一根鋼筋貫穿通過中間支座，但又受到鋼筋定尺長度的局限，框架梁的下部縱筋在什么位置連接將是施工中經(jīng)常遇到的問題，JGJ3-2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中明確了只有掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力實(shí)際分布情況的設(shè)計(jì)者才有可能確定框架梁下部縱筋宜在何處連接和如何連接，遇到梁的底部鋼筋無法在框架柱內(nèi)錨固時(shí)，允許在核心區(qū)外采用搭接的方式連接，相鄰跨鋼筋直徑不同時(shí)，搭接位置位于較小直徑一跨，且梁下部鋼筋連接位置宜位于支座 Ln/3 范圍內(nèi)(Ln為梁凈跨長度)，具體做法見(圖1)。故當(dāng)結(jié)構(gòu)圖中未明確說明時(shí)，在設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審階段施工單位應(yīng)向設(shè)計(jì)單位提出該問題，要求其明確中間節(jié)點(diǎn)梁下部筋合理的連接位置及連接方式。

圖1 在節(jié)點(diǎn)外搭橋做法10J101中間節(jié)點(diǎn)梁下部筋

1.3 頂層端節(jié)點(diǎn)鋼筋制作及綁扎

由于施工人員對(duì)頂層端節(jié)點(diǎn)圖集做法理解不深，且在標(biāo)準(zhǔn)層鋼筋施工中偏差較大，偏差累積后易出現(xiàn)頂層梁柱鋼筋互錨長度不足，鋼筋綁扎混亂等問題，具體解決措施如下：

(1)在施工前，項(xiàng)目部技術(shù)人員應(yīng)仔細(xì)看圖，結(jié)構(gòu)圖中有頂層端節(jié)點(diǎn)做法的應(yīng)按圖施工，16G101-1 給出了兩種類型做法，第一種是柱筋錨入梁內(nèi)，伸入梁內(nèi)柱外側(cè)縱筋不宜少于柱外側(cè)全部縱筋的 65 %，其中 D 節(jié)點(diǎn)是用于 B 節(jié)點(diǎn)或 C 節(jié)點(diǎn)未伸入梁內(nèi)的柱外側(cè)柱筋錨固，不能單獨(dú)使用 ；第二種是梁筋錨入柱內(nèi)。

(2)現(xiàn)場管理人員對(duì)班組加強(qiáng)技術(shù)交底，嚴(yán)格把控日常的施工質(zhì)量，若使用“柱錨梁”做法時(shí)，充分考慮柱筋的下料長度，要充分考慮到柱筋累計(jì)偏差后再進(jìn)行鋼筋加工 ；當(dāng)采用“梁錨柱”做法時(shí)，參考圖集可以預(yù)先埋放豎直長度為 1.7 1abE(梁上部縱筋配筋率>1.2 % 時(shí)，預(yù)埋筋豎直長度為 1.7 1abE和 1.7 1abE+20d兩種)的L形梁錨固鋼筋，然后澆筑柱混凝土，施工縫仍留在梁底，再支模綁扎梁鋼筋，就位后將梁縱筋與預(yù)埋錨固筋進(jìn)行搭接焊接，搭接長度還需滿足焊接搭接的有關(guān)要求。

2 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)模板施工

梁、柱節(jié)點(diǎn)支模一般比較麻煩，工效低。木工在施工的時(shí)候通常會(huì)現(xiàn)場切割制作模板，這樣容易出現(xiàn)尺寸偏差大、拼縫漏漿、表面垂直度及平整度超出規(guī)范要求等混凝土外觀質(zhì)量通病，若遇到不合格部位需重新安裝處理的時(shí)候整改處理較費(fèi)工，不便于進(jìn)行節(jié)點(diǎn)內(nèi)的雜物清理和節(jié)點(diǎn)箍筋的調(diào)整處理。針對(duì)此類問題，宜采用預(yù)先制作定型模板的方法，具體制作及安裝方法如下 ：

(1)排查辨別每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的梁、柱、樓板的相互位置關(guān)系及模板安裝尺寸，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類編號(hào)。

(2)根據(jù)第一點(diǎn)來確定核心區(qū)模板的制作方案。一般矩形節(jié)點(diǎn)框架梁寬度范圍以外的模板由四個(gè)側(cè)面的各一至兩片矩形板組成，模板下部與柱的搭接長度取 50 cm 便于固定。通過以上方式確定每塊模板的具體尺寸并編號(hào)后，繪制出各節(jié)點(diǎn)的模板制作圖。

(3)現(xiàn)場選擇技術(shù)較為嫻熟的木工制作模板塊，制作完成后進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記。模板可用15 mm 厚膠合板制作，用40 mm×90 mm 木方做背楞，背楞間距不超過300 mm，矩形柱采用雙鋼管及對(duì)拉螺桿進(jìn)行加固。

(4)隨施工進(jìn)度現(xiàn)場安裝節(jié)點(diǎn)模板。先用將相應(yīng)的模板在柱身初步固定，用線錘及水平儀檢查安裝標(biāo)高及垂直度，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整并初步擰絲桿，再整改復(fù)查標(biāo)高及垂直度后擰緊螺栓完成安裝。

3 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土施工

3.1 節(jié)點(diǎn)區(qū)梁柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)混凝土澆筑

梁、柱節(jié)點(diǎn)作為梁的支座本身是柱的一部分，框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一般梁板混凝土與柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同。若設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明的柱與梁板混凝土強(qiáng)度僅相差5 MPa，一般可在設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審時(shí)將梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)改為與柱相同，同時(shí)在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候保證混凝土振搗時(shí)不出現(xiàn)因漏振造成的蜂窩等質(zhì)量缺陷即可。

3.2 梁、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土澆筑

在高層框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，為滿足框架柱的軸壓比要求，且要避免柱子截面過大，一般框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)比梁板混凝土高出 10 MPa 以上，此時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)按照柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)澆筑。

澆筑混凝土前，在距柱邊(h/2，500 mm)自梁頂沿135 °方向斜向梁底采用快易收口網(wǎng)分隔(圖2，h為梁高)，作為高低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的分界。

圖2 梁板混凝土剖面

澆筑時(shí)，先澆筑節(jié)點(diǎn)區(qū)以內(nèi)混凝土，節(jié)點(diǎn)混凝土稍落出樓面，暫不振搗，再澆筑梁板混凝土。項(xiàng)目部現(xiàn)場技術(shù)人員在值班澆筑混凝土?xí)r，要根據(jù)考慮現(xiàn)場的施工條件及澆筑進(jìn)度分別算出梁板混凝土和梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的方量，合理安排不同等級(jí)混凝土的用車量及各自的澆筑時(shí)間，提前規(guī)避兩種混凝土之間冷縫的產(chǎn)生，防止對(duì)結(jié)構(gòu)造成不良影響。

3.3 控制梁、柱節(jié)點(diǎn)混凝土裂縫措施

根據(jù)高層建筑工程混凝土澆筑施工的完成后拆模的外觀來看，梁、柱節(jié)點(diǎn)不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)交界部位通常會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的裂縫。這些裂縫并不是荷載作用下的結(jié)構(gòu)裂縫，所以不影響結(jié)構(gòu)的安全使用，但作為精益求精的施工企業(yè)，我們必須對(duì)施工質(zhì)量從嚴(yán)要求，采取有效措施，盡量控制這類裂縫的出現(xiàn)。

3.3.1 裂縫產(chǎn)生的原因

(1)梁、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相差較大時(shí)，不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土配合比即水泥、砂子、水的使用量不同，所以混凝土的收縮有差異，因而在不同等級(jí)的混凝土交界范圍內(nèi)容易產(chǎn)生裂縫。

(2)一般情況下，柱子的截面大，梁截面小，因而剛度不一，混凝土的收縮系數(shù)不一樣，這樣容易造成裂縫。

(3)商品混凝土配合比中，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的水泥用量偏多，水灰比、含砂率及坍落度偏大，這會(huì)導(dǎo)致高、低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界附近產(chǎn)生裂縫。

(4)現(xiàn)場的混凝土養(yǎng)護(hù)習(xí)慣往往也會(huì)造成裂縫產(chǎn)生，一般板面養(yǎng)護(hù)較為容易，梁養(yǎng)護(hù)效果較差，這樣因?yàn)榛炷廖皽囟炔町愐踩菀讓?dǎo)致梁的兩側(cè)面產(chǎn)生裂縫。

3.3.2 控制梁、柱節(jié)點(diǎn)混凝土裂縫的措施

(1)要求混凝土攪拌站調(diào)整配合比設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度等級(jí)及可泵性的條件下，對(duì)柱子混凝土，減少水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少坍落度、減少用水量，并對(duì)粉煤灰和外加劑的用量也需作相應(yīng)的調(diào)整。

(2)梁、柱節(jié)點(diǎn)的混凝土采用二次振搗法，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強(qiáng)高、低強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界面的密實(shí)性，減少收縮。

(3)嚴(yán)格控制混凝土拌合物的坍落度，條件允許情況下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土可采用塔吊輸送，以期降低坍落度。在現(xiàn)場，對(duì)每車混凝土都應(yīng)進(jìn)行坍落度檢測(cè)。

(4)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的養(yǎng)護(hù)，特別是梁，除了板面澆水外，還應(yīng)用噴槍對(duì)梁進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，并推遲梁側(cè)模的拆模時(shí)間。

4 結(jié)束語

梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)是聯(lián)系整個(gè)框架的樞紐，它聯(lián)系著上、下柱，起著傳遞、分配內(nèi)力和保證整體性的作用。因此，作為施工單位，必須要提高對(duì)框架梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)重要性的認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格管理，采取合理的施工方法及措施，確保施工質(zhì)量能達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，決不留下任何質(zhì)量隱患。