浅议高层建筑框架结构施工质量控制

李立军

常德市第一建筑工程有限责任公司（415000）

框架结构已经普遍应用于现代建筑。但高层建筑钢筋混凝土框架结构的施工，仍有若干问题没有解决，例如：双向框架梁钢筋同时穿过梁柱节点或高度相同的井字梁交叉点如何保证其保护层以及由此产生的对结构设计的影响问题;梁柱节点不同混凝土强度等级的施工措施及其对设计的影响问题；节点加密箍筋施工及其间距保证问题；屋面梁柱节点处框架梁面筋伸入框架柱的锚固长度与传统施工缝留设位置相矛盾的问题等。上述问题在规范条文中没有具体规定，也往往容易被忽视，给工程质量留下隐患。施工过程中框架结构质量控制重点在于混凝土原材料的质量控制、配比以及混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣，混凝土中钢筋的配筋率、配箍率和长度控制对框架结构质量也有重要影响。

1 框架结构及特点

框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配而成的住宅楼、商用楼等。比较适合高层和大面积结构的楼层施工,框架结构先浇柱、梁、楼板,后做填充墙,为用户提供了灵活的使用空间。框架结构由梁柱构成,构件截面较小,其承载力和刚度都较低,其受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,因此楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力。框架结构由于其“整体”性好,抗震效果较传统的砖混结构要高。影响框架结构抗震性的关键因素是施工质量和震级,后者是不可控的自然因素,因此框架结构以及墙体的施工质量对抗震效果有重要影响。

2 框架结构施工过程

混凝土框架结构施工包括以下工序：轴线定位,柱钢筋绑扎及支模架搭设,柱模板,柱混凝土,梁底模及梁筋,板底模及板筋,梁板混凝土。重要步骤如下：轴线定位,即选取适当位置上的几条轴线作为整个轴网的控制线，用普通经纬仪定出这些控制轴线，其它轴线以这些主轴线为基准用钢尺量测轴线间距离得出;柱筋绑扎及支模架搭设,根据柱边框线校正楼面上柱插筋位置后采取焊接、搭接或机械连接等方式将柱纵筋接长后再绑扎箍筋。对于多层或高层框架结构,目前最常见的接长方式是电渣压力焊;混凝土浇筑,可以采用泵送混凝土,该方法浇筑速度较快,可采取柱、梁、板一次性浇筑的方式。另外的浇筑方式是在楼面模板安装之前先浇筑混凝土待达到一定强度拆出柱模,然后再封装楼面模板。

混凝土施工速度或施工周期对混凝土结构质量影响极大。混凝土构件只有严格按规定的程序,即测量放线、技术复核、钢筋绑扎、隐蔽验收、模板安装、模板加固及拼缝处理、模板检查、混凝土浇筑,才可达到施工及验收规范要求。

3 框架结构施工中的质量控制

3.1 钢筋质量控制

钢筋在施工中主要控制两个环节,下料和接头控制。

3.1.1下料

钢筋在下料之前,必须先放出大样,并依据大样下料,下料应注意两个问题：1)不要把长的钢筋料下短了,因为这样会增加钢筋的接头数量,而直接影响钢筋的受力性能;2)钢筋在加工过程中应一次成型,在钢筋的同一部位反复加工易造成钢筋的疲劳破坏。钢筋在加工过程中,如发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象,应对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。

3.1.2接头控制

钢筋连接主要靠机械连接和焊接连接。机械连接关键在于选择合适的接头,如筒冷挤压连接、锥螺纹连接、直螺纹连接等。相对而言,焊接质量的可控性要差很多,但其十分重要。

3.2 混凝土质量控制

保证水泥、细骨料、粗骨料、水、外加剂质量的前提下,混凝土的浇筑质量就成为框架结构工程的关键因素。混凝土在拌制过程中的主要问题有：水灰比失控,计量不准确甚至不计量,施工配合比不根据砂、石料的含水率变化及时调整,偷工减料,振捣过程中出现漏振、过振、漏浆等导致混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等现象，这些会直接对混凝土强度产生不利影响。因此施工过程中注意以下环节：1)水泥、粗细骨料、水、外加剂应该根据施工的环境,如温度、湿度进行合理的计算。首先要准确调整水灰比,在现场施工时根据试验室的理论配合比,实测砂、石的实际含水量,准确计算用水量;水的计量采用电子装置自动计量,计量设备定期检查。其次要确定水泥浆的用量、砂率及坍落度。2)混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣。混凝土搅拌时间要适当,时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。

3.3 混凝土中配筋和配箍质量控制

3.3.1配筋率和配箍率

以框架结构梁柱节点部位为例,其钢筋数量和截面面积越小越好,以保证钢筋的间距和锚固长度,而且也便于施工。混凝土浇筑过程中,梁柱节点部位钢筋的数量少则混凝土拌合物易流动到边边角角和下层混凝土表面,粗骨料也不会被钢筋卡住,从而造成拌合物离析现象；钢筋的配筋率和配箍率少则钢筋间的净距就相对大一些,振捣时候振捣棒易插入混凝土内部进行充分振捣。

3.3.2长度控制

首先是边柱和角柱柱顶纵向钢筋锚固长度控制。框架边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造分两种类型,一种是柱筋锚入梁中,另一种是梁筋锚入柱中。

在工程中，有些设计人员虽然对锚固长度作了规定，但取值时却忽略了梁柱的实际尺寸如框架主梁断面尺寸为300 mm×600 mm,次梁为 250 mm×550 mm，按规范规定的锚固长度为：L=40 d,故L=40×25=l 000 mm。受主梁断面尺寸限制。锚固长度最大只能为850 mm(见图1)，因此采用加焊水平钢筋的方法来保证锚固长度(见图2)，即在梁纵筋上加焊同规格的水平钢筋，采取此措施后，锚固长度就可按规范规定的长度乘以0.8的系数满足要求。

图1 原设计钢筋锚固长度（mm）

施工缝留设位置不合理也可造成锚固长度不足。施工规范规定,柱的施工缝宜留设在梁底标高下20 mm～30 mm，或留设在梁板面标高处,其原则是施工缝宜留在结构受力小且便于施工的位置。施工时为方便柱身混凝土下料和振捣，习惯在梁内钢筋未绑扎前进行柱身混凝土浇筑,并将施工缝留在梁底，以致梁内节点上部钢筋不能伸入柱内,造成节点主梁受力钢筋的锚固长度不足，削弱了结构的抗震能力,所以在施工组织设计时应详细做好施工方案,考虑到节点处的每一处细节问题。

图2 加焊水平钢筋后的锚固长度（mm）

3.4 保护层方面质量控制

混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的黏结锚固性能。有时我们只注意到主筋的保护层厚度，造成箍筋外露或保护层厚度不足，有的在主次梁交叉处，主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确，造成板负筋保护层厚度不足或者加厚梁的保护层(即有效截面高度损失)，直接影响到构件的安全性、耐久性及钢筋的受力性能。框架梁在柱边的节点处。对柱来说，受力钢筋的保护层厚度规范规定为30 mm，得出框架梁端钢筋的保护层厚度实际为d(柱直径)+30 mm，显然比施工规范规定值偏大，且梁端一侧55 mm左右厚度均为素混凝土。受荷后极易产生开裂现象，梁端部的有效截面宽度和混凝土核心区均有所减小,削弱了梁截面抗弯承裁能力。针对上述问题。施工时应该在梁端保护层超过30 mm的区段内,增加一道双肢箍，其直径间距均同梁箍筋，并设4 d 12 mm纵向钢筋。

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