框架结构中梁、柱节点施工的方法研究

潘华贵

(内江职业技术学院建筑工程系,四川 内江 641100)

1 引言

在建筑工程施工中,框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽,既是承受梁、柱、板等各种荷载的受力点,也是模板、钢筋、混凝土工程等多种交汇施工的重要部位。节点承受由梁端和柱端传递来的轴力、弯矩和剪力,受它们共同作用且受力状态复杂,因此节点要求具有足够的强度,以抵抗相邻构件承受的各种荷载,保证整个结构体系坚固且安全可靠。然而在实际工程中,节点细部构造设计不细致、施工不精心的现象普遍存在,容易给工程质量留下隐患,在节点处容易产生质量问题。

根据笔者的调查,无论是曾荣获“鲁班奖”,还是“长城杯”,或者是各类省级优良工程,从施工现场实际情况看,框架结构梁、柱节点部位都不同程度的存在蜂窝、麻面、露筋等外观质量缺陷,或者混凝土强度等级不准、钢筋保护层厚度不足等内部质量问题。当然,对于不少没有获得优良的工程而言,广泛存在的就不仅仅是外观质量缺陷了,同时还有其它质量问题.尤其是一些私人承包队伍的工程,其梁、柱节点质量更加令人担忧,如梁、柱节点区内箍筋少放或不放、混凝土振捣不密实、混凝土强度偏低等等。

2 梁、柱节点箍筋施工存在的问题

箍筋对梁、柱节点核心区混凝土具有约束作用,对提高节点的抗剪强度起着重要作用,箍筋间距越小,对混凝土的约束作用就越大,节点受剪承载力也越高,梁、柱节点区钢筋密集,构造复杂,特别是处于结构中间部位的柱子,梁、柱钢筋纵横交错,梁的纵向受力钢筋要放在柱纵向钢筋内部,呈井字形交叉,就给柱子的箍筋绑扎带来了困难。在框架结构实际施工中,施工单位普遍采取先安装梁、板模板,再绑扎安装梁钢筋,待梁钢筋安装结束,然后整体沉梁,这样节点区箍筋就无法绑扎,致使梁、柱节点区出现不放、少放或者即使放箍筋也是杂乱地挤在一起的现象,这就会给节点区的施工质量留下隐患。介于此,有些施工单位的施工人员就采取用两个开口箍筋对向拼合的方法,然而这种做法显然是不符合规范规定的。根据规范的规定,为保证箍筋对混凝土核心区起到约束作用,箍筋要封闭,末端要有弯钩[2]。还有的做法就是在沉梁之前就把柱箍筋绑扎好,然后和梁一起下落,由于箍筋与柱纵筋摩擦且下落不平衡,使得箍筋不能下落出现施工人员强力往下打的现象,不但把箍筋打得变形,而且也不能使得箍筋到位,间距更不能满足规范要求。以上两种方法都不能解决节点核心区箍筋施工的问题。

笔者在内江世纪滨江二期17#楼实际施工中采用了以下两种施工方法:其一是在梁的断面高度小于500mm的情况下,仍然采用先安装梁板模板,再绑扎安装梁钢筋,待梁钢筋安装结束,然后整体沉梁的方法,但做了一些改进,即首先在钢筋下料加工的时候,就加工若干根与箍筋同规格级别的短钢筋,其长度根据节点区箍筋间距确定,箍筋开口处先焊接好,然后把柱箍筋按照设计间距用短钢筋焊接连接成上下开口四周封闭的整体骨架。其次在安装梁钢筋之前,把整体骨架先套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上,然后穿入梁纵向钢筋并绑扎,待梁钢筋绑扎完毕沉梁时,节点区骨架就与梁整体下落,且不会出现变形、开口的问题。此方法可保证节点区箍筋的间距与数量,实施效果很好,使节点区箍筋能够满足规范要求。其二是在梁的断面高度较大的情况下,采用上述方法也不能完全解决箍筋到位问题,于是调整施工程序为:绑柱钢筋→套节点核心区箍筋→支梁底模板→梁下部钢筋弯入柱纵筋内,绑扎梁钢筋→绑扎节点核心区箍筋→支柱模板、梁侧模板→支现浇板模板→绑扎楼板钢筋→浇注混凝土。这样就可解决柱箍筋位置、间距和数量满足设计要求。但和第一种方法比较要稍稍耽误模板工支设模板的工期。所以,根据现场实际情况,两种方法可同时使用,对梁断面高度较小的采用第一种方法,模板工和钢筋工交叉作业,先完成部分梁、楼面模板的施工,以利于钢筋等材料的堆放和施工操作人员的工作,保证安全,对梁断面较大的采用第2种方法,待钢筋工完成梁、柱钢筋及其节点箍筋绑扎后,模板工也完成了其余地方的模板支模,而开始进行此处模板的支设,既很好解决箍筋就位、数量问题,又解决了支梁、楼面模板的工期问题。实践证明:只有提高对节点重要性的认识,严格管理,采取合理的施工措施,木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区箍筋符合设计及规范要求。

3 不同混凝土强度等级的施工方法

在钢筋混凝土框架结构设计时,根据设计原则,为保证“强柱弱梁”强节点的要求,柱的混凝土强度等级通常会比梁、板混凝土强度高,而且随着建筑物高度的增加,两者的差距会更大.根据规定,梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa,如果超过时,梁、柱节点区的施工应作专门技术处理,使节点区混凝土强度等级与柱的混凝土强度等级保持相同,当柱混凝土设计强度等级高于梁、板的设计强度时,应该对梁柱节点核心区混凝土强度等级采取有效措施,保证节点混凝土的强度[3～7]。

3.1 不同等级混凝土施工缝的留设

钢筋混凝土框架结构,水平施工缝通常留于柱脚,柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底.若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣,则柱顶不留施工缝。

3.2 梁、柱不同强度等级混凝土分别浇捣的方法

根据高层建筑多数使用商品混凝土泵送浇捣的情况,柱节点核心区的混凝土浇捣方法为:不管柱顶留或不留施工缝,均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱同等级的混凝土就位,分层振捣,在楼面梁、板处留出45°斜面,在混凝土初凝前,随即泵送浇筑楼面梁、板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时,应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝,同时对梁、柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣,杜绝漏振,对于钢筋确实过分密集的情况,应把振动棒改为片式,以免碰撞钢筋,同时可避免钢筋比较集中处插拔振动棒困难而发生的漏振、过振及离析现象[8]。

3.3 梁柱节点随同楼面统一浇捣

梁、柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法,给施工带来不便,且容易形成邻接面的冷缝,所以当柱子混凝土强度等级高于梁、板混凝土强度等级不超过二级时,可考虑梁、柱节点处的混凝土随同梁、板一起浇捣。在柱的混凝土达到强度后,再浇筑楼面梁、板混凝土,施工时一般可分2个班组进行施工,一个班组随输送泵浇筑梁、板,一个班组用塔吊浇筑柱(梁、柱节点区),要在梁、板混凝土接近柱边前,先浇筑柱混凝土。这种施工方法应注意梁、柱节点处的混凝土强度分区要明确,可先用钢丝网分隔出梁与柱的混凝土分区,先浇筑柱的混凝土然后浇筑梁的混凝土,这样可防止梁、柱节点处的混凝土强度使用梁、板的混凝土强度,从而引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足,以及地震作用下节点核心区的抗剪力不足。只要采取合理的针对性措施,并精心组织施工,梁、柱节点高低强度等级混凝土交界处的裂缝完全可以避免。

4 控制和消除梁、柱节点处质量通病的具体措施

钢筋混凝土结构工程施工中容易发生质量通病,根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002),对梁、柱节点处的钢筋、混凝土施工常见的质量缺陷和其原因分析及其防治措施归纳如表1所示,只要我们严格管理,采取合理的施工措施,确保施工质量,就能够达到设计及规范的要求,决不会留下任何质量隐患(表1)。

表1 梁、柱节点施工常见质量缺陷、原因与对策

5 结语

我国现行各种施工方法不能完全保证框架结构梁、柱节点的施工质量,尤其不能有效保证梁、柱节点施工的“内坚外美”。只有提高对节点重要性的认识,严格管理,采取合理的施工措施,木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区钢筋符合设计及规范要求。只有采取合理的施工措施,注意梁、柱节点箍筋施工、混凝土强度等级等方面的问题,消除质量通病,才能保证框架结构的整体性和安全性。

[1]中国建筑标准设计研究院.03G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图[S].北京:中国计划出版社,2006.

[2]严建峰.高层建筑梁柱节点施工中的问题与对策[J].建筑技术,2004,35(11):811～812.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50010-2002.混凝土结构设计规范[S].北京:中国标准出版社,2002.

[4]中国建筑工业出版社组委会.现行建筑施工规范大全[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[5]钟汉华.建筑工程施工工艺[M].重庆:重庆大学出版社,2006.

[6]廖代广,孟新田.土木工程施工技术[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.

[7]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[8]陈 龙,高淑菊.泵送商品混凝土[J].筑路机械与施工机械化,2002,19(2):61～62.