高層建筑梁柱（墻）節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋混凝土施工技術(shù)

李寧 鄭小東

0 引言

高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)在豎向荷載和水平地震作用下，節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜多變，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土由于斜向交叉裂縫所導(dǎo)致的強(qiáng)度、剛度退化和捏攏效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)整體處于較薄弱狀態(tài)，對(duì)傳力和破壞產(chǎn)生影響較大。混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)是框架、框剪結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，在發(fā)生地震等自然災(zāi)害時(shí)，容易發(fā)生破壞，主要體現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)在地震水平力作用下出現(xiàn)斜向裂縫甚至擠壓破壞，縱向鋼筋壓屈成燈籠狀等?，F(xiàn)場實(shí)踐證明，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)有以下兩方面的破壞原因：（1）梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋安裝存在嚴(yán)重質(zhì)量問題（如未設(shè)置箍筋、數(shù)量不足、綁扎間距不一、綁扎質(zhì)量缺陷等）。（2）由于梁柱節(jié)點(diǎn)部位混凝土質(zhì)量問題（如節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同、不同等級(jí)混凝土施工縫處理不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)處混凝土養(yǎng)護(hù)不到位等）。梁柱節(jié)點(diǎn)處施工難度大不規(guī)范、安裝標(biāo)準(zhǔn)要求較高易出錯(cuò)，不能確保梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土施工質(zhì)量，給工程質(zhì)量留下了重大隱患。

因此，對(duì)于高層建筑如何按設(shè)計(jì)要求在梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)部位綁扎安裝箍筋，保證梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性以及如何妥善留置處理臨時(shí)隔斷，避免節(jié)點(diǎn)在豎向荷載及水平地震作用下過早發(fā)生破壞成為必須解決的問題之一。

1 高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋綁扎及安裝技術(shù)

1.1 梁柱節(jié)點(diǎn)部位特點(diǎn)

1.1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：（1）鋼筋布置復(fù)雜，受力大小、鋼筋直徑、尺寸、位置需綜合考慮，布局不僅要合理，而且設(shè)計(jì)和施工成本需降低，一方面讓施工人員可操作，另一方面保證梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土能相互約束受力。（2）箍筋大小、間距也是最需要考慮的一點(diǎn)，箍筋與主筋之間相互支撐拉結(jié)、定位，使鋼筋分布較密，形成了一個(gè)整體框架結(jié)構(gòu)。在實(shí)際樓層整體鋼筋綁扎、焊接等過程中，密實(shí)復(fù)雜的鋼筋往往給工人施工帶來不小困難。

1.1.2 施工特點(diǎn)

高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)施工特點(diǎn)如下：（1）箍筋在施工時(shí)綁扎困難，耗費(fèi)大量人工和時(shí)間，卻不能保證梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋的數(shù)量、間距及綁扎質(zhì)量。（2）梁鋼筋綁扎成型后會(huì)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋間距不易控制局面，即間距不一的問題。（3）施工單位的項(xiàng)目管理人員、監(jiān)理單位監(jiān)理工程師等素質(zhì)不達(dá)標(biāo)，容易忽略節(jié)點(diǎn)施工，加上鋼筋工程屬于隱蔽工程范疇，澆筑混凝土后沒有對(duì)相關(guān)質(zhì)量情況加以考量，導(dǎo)致工程質(zhì)量隱患增多。

1.2 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋綁扎及安裝技術(shù)

項(xiàng)目部總工召集設(shè)計(jì)院在內(nèi)的三方反復(fù)討論和研究安裝方案，一致認(rèn)為在參考成熟經(jīng)驗(yàn)前提下，在泰安市東平縣東平街道羅莊村城市棚戶區(qū)改造建設(shè)項(xiàng)目一期（簡稱“羅莊一期項(xiàng)目”）上采用了“梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋骨架整體下落法”，有效地保證了節(jié)點(diǎn)箍筋數(shù)量、間距及綁扎質(zhì)量，具體措施如下：

為了提高梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋安裝質(zhì)量及效率，解決該部位工程操作過程中存在的技術(shù)難題，根據(jù)箍筋的直徑、間距設(shè)計(jì)箍筋限位模具，制作箍筋限位器，現(xiàn)場采用直徑為12mm 的直螺紋HRB400 鋼筋及鋼筋頭，按照箍筋的直徑、間距焊接箍筋限位器，然后提前綁扎節(jié)點(diǎn)部位的短箍筋籠，短箍筋籠按照相應(yīng)的編號(hào)逐個(gè)套在柱子上并固定在板面以上部位，然后將梁主筋逐個(gè)穿過柱箍筋籠，在梁模板外綁扎梁箍筋，待所有梁鋼筋綁扎完畢后，將梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋與梁鋼筋一起全部下落至梁模板內(nèi)。

1.2.1 箍筋限位器制作

（1）箍筋限位器由一根長度大于核心區(qū)高度且直徑為12mm的HRB400鋼筋和若干個(gè)長度3～ 5cm短鋼筋焊接而成（見圖1）。所用材料為現(xiàn)場切除后的鋼筋廢料，這樣既能夠廢物利用，還能節(jié)約成本。

圖1 箍筋限位器組成圖

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定出節(jié)點(diǎn)箍筋尺寸及之間間距，然后制作箍筋限位器（見圖2），要求短鋼筋的間距略大于墻柱箍筋直徑，且兩對(duì)短鋼筋卡的間距為梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)墻柱箍筋間距，最后通過焊接進(jìn)行固定。

圖2 箍筋限位器焊接完成后固定效果圖

1.2.2 核心區(qū)鋼筋籠制作安裝

安裝前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的墻柱尺寸、主筋及箍筋的排布，預(yù)先在鋼筋后臺(tái)制作不同的核心區(qū)短箍筋籠。

制作安裝程序：（1）每個(gè)箍筋籠采用3 個(gè)～6 個(gè)箍筋限位器，設(shè)置在箍筋籠內(nèi)側(cè)四周（見圖3）。（2）人工將墻柱箍筋卡在箍筋限位器的短鋼筋內(nèi)，形成核心區(qū)短鋼筋籠（見圖4）。（3）將核心區(qū)短箍筋籠按照相應(yīng)的編號(hào)逐個(gè)套在墻柱上并固定在板面以上部位（見圖5）。

圖3 箍筋限位器定位箍筋

圖4 核心區(qū)短鋼筋籠

圖5 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋籠安裝構(gòu)造圖

1.2.3 核心區(qū)鋼筋籠安裝優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)羅莊一期項(xiàng)目核心區(qū)鋼筋籠安裝應(yīng)用效果來看，總結(jié)出主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的短箍筋籠可以在鋼筋加工區(qū)或其他場地提前綁扎完成，使工作效率提升較快。（2）與傳統(tǒng)綁扎方法對(duì)比，此安裝方法可以減少約50%的工人，節(jié)省超過45%的成本，每棟樓施工進(jìn)度提前20 天以上，且大大降低了現(xiàn)場工人綁扎作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 梁鋼筋綁扎施工技術(shù)

2.1 梁鋼筋綁扎施工工藝

工藝流程：施工準(zhǔn)備→鋼筋進(jìn)場→通知相關(guān)方驗(yàn)收→鋼筋籠制作→安裝→梁鋼筋綁扎→工序驗(yàn)收→下一道工序施工。

施工工藝：（1）通知各方檢查驗(yàn)收節(jié)點(diǎn)核心區(qū)短箍筋籠固定在板面是否合格。（2）以梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)墻柱鋼筋籠為支點(diǎn)，將梁主筋逐個(gè)穿過柱箍筋籠并架起在梁模板外進(jìn)行綁扎。（3）在梁模板外將制作好的梁箍筋與梁縱筋進(jìn)行綁扎固定（見圖6）。（4）待梁鋼筋綁扎完畢并檢查驗(yàn)收合格后，將梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋與梁鋼筋一起下落至梁模板內(nèi)（見圖7）。

圖6 梁鋼筋綁扎構(gòu)造圖

圖7 梁鋼筋及墻柱鋼筋籠整體放入模板構(gòu)造圖

2.2 梁鋼筋綁扎施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)羅莊一期項(xiàng)目梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)梁鋼筋綁扎施工應(yīng)用效果來看，總結(jié)出主要優(yōu)點(diǎn)：（1）梁柱節(jié)點(diǎn)處箍筋位置、間距等無需進(jìn)行再次調(diào)整。（2）與傳統(tǒng)綁扎方法對(duì)比發(fā)現(xiàn)，此安裝方法能極大加快施工進(jìn)度，不但節(jié)約了人工成本，而且能縮短施工工期。

3 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土澆筑技術(shù)

本工程中框架梁和墻柱混凝土設(shè)計(jì)上為C30～C40，中間差3 個(gè)標(biāo)號(hào)左右，現(xiàn)場梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土施工用C40 澆筑，而梁其它區(qū)域采用C30 混凝土澆筑，這樣一來，核心交叉區(qū)采取分開澆筑方式，澆筑過程中，加強(qiáng)振搗，確保各節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，即實(shí)現(xiàn)“墻柱梁稍弱，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高”的目標(biāo)。

3.1 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與梁鄰界面留設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際澆筑效果和經(jīng)驗(yàn)來看，總結(jié)出梁上設(shè)置臨時(shí)隔斷最佳綁扎位置是梁頂超出柱邊50cm 且大于梁高的一半以上斜向下。具體實(shí)施過程是：使用2mm 網(wǎng)眼的密目鋁絲網(wǎng)，從梁頂部至底面，沿著45～ 60°角進(jìn)行隔斷，其作為澆筑高低標(biāo)號(hào)混凝土的分界面（見圖8）。實(shí)踐證明，完成上述一系列工作之后，以此為標(biāo)準(zhǔn)，劃分高低等級(jí)混凝土，施工效果最佳。

圖8 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與梁鄰界面留設(shè)示意圖

3.2 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與梁不同等級(jí)混凝土?xí)r的澆筑技術(shù)

眾所周知，受泵車構(gòu)造影響，泵送混凝土一般要求坍落度較大才能更好泵送不堵管。在澆筑梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土?xí)r，讓C40 混凝土慢慢流至梁中混合，節(jié)點(diǎn)處混凝土接觸面形成的角度比較小，經(jīng)接觸面的密目鋁絲隔斷，自然而然流入到樓板的混凝土就少了，這樣一來使結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量達(dá)到較高水平。

具體澆筑技術(shù)流程：施工準(zhǔn)備→組織技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行安全、技術(shù)交底→計(jì)算樓板、梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的方量、澆筑時(shí)間→泵車到位，坍落度檢測(cè)，準(zhǔn)備澆筑→先澆筑墻柱C40混凝土→后澆筑樓的梁板混凝土→初凝前對(duì)高低標(biāo)號(hào)混凝土界面二次振搗，防止收縮裂縫，確保密實(shí)→處理樓梁板混凝土→梁、樓板面、梁下兩側(cè)混凝土灑水養(yǎng)護(hù)→根據(jù)混凝土強(qiáng)度及時(shí)拆除模板（為了提高強(qiáng)度，可根據(jù)溫度適當(dāng)推遲拆模時(shí)間）→檢測(cè)驗(yàn)收。

混凝土初凝之前，操作流程也比較繁瑣。施工需要注意幾個(gè)方面：（1）選用合格且信譽(yù)好的商混站和泵車，科學(xué)合理澆筑各個(gè)部位。（2）施工過程時(shí)刻控制接觸面冷縫的出現(xiàn)，避免混凝土質(zhì)量受影響。（3）參考高層建筑成熟經(jīng)驗(yàn)可知，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)交界面混凝土可能出現(xiàn)的細(xì)小裂紋是正常現(xiàn)象，需加強(qiáng)觀測(cè)和養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)深層次結(jié)構(gòu)裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。（4）加強(qiáng)管理人員培訓(xùn)教育，從嚴(yán)管控施工質(zhì)量，一旦出現(xiàn)輕微或者大裂縫要查找原因，采取果斷措施，避免裂縫出現(xiàn)，保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)澆筑施工必須嚴(yán)格按照施工方案和施工工藝施工，熟知操作步驟，不能隨意振搗混凝土，盡量采用50mm 以下小型插入式振搗棒振搗，拆模后避免出現(xiàn)蜂窩麻面、孔洞等影響混凝土外觀和質(zhì)量問題，保證核心區(qū)密實(shí)度和強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求（見圖9）。

圖9 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與梁不同等級(jí)混凝土?xí)r的澆筑示意圖

3.3 控制梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土裂縫的措施

（1）項(xiàng)目部試驗(yàn)室現(xiàn)場盯控，及時(shí)通知商混站更新調(diào)整混凝土配合比，在滿足圖紙要求的施工強(qiáng)度等級(jí)的前提下，適當(dāng)減少或降低點(diǎn)水泥、砂子、用水量、坍落度和適當(dāng)增加石子用量，當(dāng)有其他需求的情況下，在規(guī)范合理范圍內(nèi)對(duì)粉煤灰和外加劑用量給予適當(dāng)調(diào)整；對(duì)原材料實(shí)行管理人員駐場監(jiān)督及過程抽查監(jiān)督制度，督促商混站及時(shí)送檢原材料，確保使用合格產(chǎn)品，在混凝土攪拌生產(chǎn)過程中，隨時(shí)觀察溫度、濕度等指標(biāo)，做到實(shí)際的入模溫度與理論計(jì)算值基本一致。

（2）混凝土澆筑采用由高標(biāo)號(hào)到低標(biāo)號(hào)的順序施工，施工前準(zhǔn)備好澆筑工具，再由現(xiàn)場技術(shù)員給施工作業(yè)人員進(jìn)行安全、技術(shù)交底，使混凝土班組熟練掌握好兩種等級(jí)混凝土的澆筑方法及澆筑時(shí)間，使墻柱已澆筑高標(biāo)號(hào)混凝土充分沉降完畢；施工時(shí)注意冷縫的處理和控制，原則是在高標(biāo)號(hào)混凝土初凝前必須澆筑完成低標(biāo)號(hào)混凝土。

（3）在梁柱節(jié)點(diǎn)及密目鋁絲分隔網(wǎng)處，增加梁水平構(gòu)造筋，提高在梁及梁柱節(jié)點(diǎn)的抗裂性，同時(shí)增強(qiáng)高低標(biāo)號(hào)混凝土的結(jié)合。

（4）梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土剛開始澆筑時(shí)要邊澆筑邊振搗，快要澆筑完成到初凝時(shí)還得進(jìn)行二次振搗，確保冷縫處混凝土能足夠密實(shí)不收縮，保證強(qiáng)度不受影響，減少裂縫的出現(xiàn)。

（5）對(duì)于混凝土的坍落度、和易性需嚴(yán)格把控，專人督促。泵車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，安排試驗(yàn)員每車進(jìn)行坍落度檢測(cè)，檢測(cè)合格后利用現(xiàn)場QTZ80 塔吊進(jìn)行輸送澆筑，這樣澆筑速度既不會(huì)減慢，混凝土質(zhì)量還有保證，坍落度降低不會(huì)太多。

（6）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，墻柱拆模后立即進(jìn)行灑水、保溫養(yǎng)護(hù)，使墻柱混凝土得以正?；蚣铀倨溆不蛷?qiáng)度增長。高層建筑墻柱、樓板等灑水可以采取高壓水槍噴射養(yǎng)護(hù)，如回彈檢測(cè)后強(qiáng)度較低，可采取延長拆模時(shí)間來提升強(qiáng)度的辦法，這也能一定程度保證施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在框架、框剪結(jié)構(gòu)中，梁柱節(jié)點(diǎn)的作用非常關(guān)鍵，受力情況復(fù)雜，倘若核心區(qū)出現(xiàn)破壞或損毀情況，會(huì)對(duì)連接的梁柱產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，造成高層建筑物坍塌。若采用針對(duì)性技術(shù)措施，對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，精心施工，梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋混凝土安全性和使用年限一定滿足設(shè)計(jì)要求。在本工程實(shí)際操作中，還要依據(jù)工程背景，對(duì)各個(gè)施工流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，給出針對(duì)性解決方法，使后續(xù)各工序更加簡便，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工程目標(biāo)。通過分析總結(jié)出梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土澆筑施工技術(shù)，大幅度提升高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋混凝土施工質(zhì)量，不僅節(jié)約了人工成本，還提高了施工效率。