浅谈砖混结构中圈梁与构造柱常见问题及应对办法
2017-03-09吕之浩朱金声
吕之浩 朱金声
北京中环世纪工程设计有限责任公司辽宁分公司
浅谈砖混结构中圈梁与构造柱常见问题及应对办法
吕之浩 朱金声
北京中环世纪工程设计有限责任公司辽宁分公司
在我国当前的社会阶段，在许多建筑乃至其他土木工程中砌体和砌体结构仍然是一种主要的材料和承重结构体系，仍然需要得到工程人员的重视。建筑砖混结构中，混凝土圈梁和构造柱是重要的结构构件，但经常会出现达不到设计要求的情况；产生这种情况的原因，通常是施工过程中质量把控不严格、施工方法不当等。通过中国北方一工程案例，单层砖混结构，部分圈梁和构造柱不满足设计要求。就该问题在工程中的普遍性提出相应的应对办法：严格控制原材料质量、完善施工方法。依据工程案例给工程人员的启示。
砌体结构;圈梁;构造柱;混凝土
1 引言
随着科学技术的发展，新型的建筑结构体系和钢筋混凝土、型钢等建筑材料的应用，砌体结构的设计和施工容易被工程人员所忽视；但在我国当前的社会阶段，在许多建筑乃至其他土木工程中砌体和砌体结构仍然是一种主要的材料和承重结构体系，仍然需要得到工程人员的重视。建筑砖混结构中，混凝土圈梁和构造柱是重要的结构构件，但经常会出现达不到设计要求的情况。
2 工程案例概述
内蒙古自治区东部某工程，地上一层砖混结构建筑，层高4.5m，建筑面积约5000m2，建筑平面布局为“王”字型。基础采用毛石混凝土条形基础，承重砌体采用MU10煤矸石实心砖，±0.000m以下采用M10水泥砂浆，±0.000m以上采用M7.5混合砂浆。圈梁和构造柱采用C25混凝土。
在主体验收中，发现部分钢筋混凝土圈梁出现强度不足漏浆、蜂窝、麻面、露筋等情况；构造柱混凝土强度不足，顶部与圈梁连接不良，柱根出现孔洞，混凝土断条的情况。
3 圈梁和构造柱
圈梁是在砌体结构建筑中，在砌体中沿水平方向设置的封闭钢筋混凝土梁。通常设置在基础上部及檐口标高处，能够起到有效防止地基的不均匀沉降对主体的破坏、增加建筑的整体性等作用。
构造柱是根据砌体结构体系、平面布置、受力或稳定性要求，在墙体中设置的现浇钢筋混凝土柱，截面宽度通常为墙厚。设置位置如横纵墙的交接处、墙体的两端、较大洞口两侧等；在《建筑抗震设计规范》中有明确规定，在建筑抗震设计时应严格执行。构造柱能够提高墙体稳定性、提高墙体抗剪强度、抗倒塌能力；在砌体结构中与圈梁进行可靠连接共同作用，能够提高建筑的整体性、砌体的抗拉、抗剪强度，提高建筑的抗震能力和其他较大震动荷载对建筑的破坏作用。
3.1 圈梁及构造柱在工程中常出现的问题
上述工程案例，抗震设防烈度为6度，需要进行抗震设计；基本风压为0.55KN/㎡，场地周围空旷，常年风沙较大。并且本建筑具有较特殊的功能使用性，因此保证结构的整体安全性特别重要。
圈梁常出现的问题：
1.混凝土强度不足
2.圈梁出现漏浆、蜂窝、麻面、露筋
构造柱常出现问题：
1.混凝土强度不足
2.马牙槎设置不规范
3.顶部与圈梁连接不良，柱根出现孔洞，混凝土断条
3.2 出现问题的原因
1.圈梁与混凝土强度不足的原因：
1)原材料质量不好，如：水泥的技术性质不合格，强度不足和体积安定性不良；粗、细骨料、拌合水、混凝土外加剂质量不好。
2)水灰比的控制不好。
3)成型后的养护不良。
3.马牙槎设置不规范的原因：施工单位不忽视马牙槎的作用，设置不规范，有些工程甚至取消马牙槎的设置。
4.构造柱顶部与圈梁连接不良，柱根出现空洞，混凝土断条的原因：
1)柱顶钢筋伸入圈梁的锚固长度不足。
2)柱根处为施工缝，墙体砌筑时砂浆或其他杂物掉落在施工缝位置，浇筑前未清理干净。
3)预留构造柱内拉结筋净距过小、混凝土粗骨料粒径较大、存在杂物、振捣不密实、浇筑未分段会造成构造柱的混凝土断条。
3.3 应对办法
保证混凝土强度：
与此同时，我国页岩气储量产量大幅增长，煤层气产量平稳上升。2017年全国页岩气勘探开发投入92.5亿元，完钻探井34口、开发井106口。新增页岩气探明地质储量3767.6亿立方米，其中，四川盆地威远地区新增探明页岩气地质储量1565亿立方米，涪陵气田的江东、平桥区块新增探明储量2202亿立方米，为涪陵百亿立方米产能建设奠定了坚实的资源基础。全国页岩气产量89.95亿立方米，较上年增长14.1%。
1)选用质量合格，符合强度等级水泥；
2)配置混凝土的粗、细骨料要求清洁不含杂质，避免不良粘附在砂和石的表面，妨碍水泥与砂的粘结；使用粒形状和表面特征较好粗、细骨料保证与水泥的粘结和拌合；
3)使用的级配和粗细程度好的细骨料；
4)保证粗骨料的级配和强度；在相应构造柱位置控制粗骨料的粒径，因为一般构造柱截面尺寸较小，构造柱内拉结净距较小，控制粗骨料粒径可以保证混凝土浇筑顺畅密实，不出现断条卡壳的现象；
5)保证混凝土的拌合及养护用水质量；
6)选用质量合格和符合工程适用范围的混凝土外加；7)保证养护期的湿度及温度，浇水保湿不少于7天。保证圈梁的质量：
1)砖砌体墙施工横平竖直，墙体、圈梁、构造柱轴线一致；砂浆饱满薄厚一致；
2)圈梁模板与墙面紧密贴合，内表面干净，支模牢固；浇筑混凝土前清理模板内杂物，施工缝处浇水充分不积水；采用插入式振捣器充分振捣。
保证构造柱质量：
1)在结构设计中圈梁和构造柱均按受拉考虑，所以锚固长度不得小于纵向受拉钢筋的的最小锚固长度。
2)在柱根施工缝处用废旧塑料布塞满，在支模前将填塞物掏出，清除杂物和掉落砂浆，清扫干净后，施工缝充分浇水不积水。
3)严格按规定配比配置混凝土，控制粗骨料粒径；支模前清除杂物，检查拉结钢筋间距；支模牢固，混凝土分段浇筑，采用插入式振捣器充分振捣。
4 工程案例补救措施
圈梁出现漏浆、蜂窝、麻面、露筋，构造柱出现空洞、混凝土断条的情况：先将松散石子和混凝土剔除，用水冲刷干净，充分湿润后，刷素水泥浆一道，再用比原混凝土等级高一级的微膨胀细石混凝土浇筑，振捣密实，养护保湿不少于7天。
强度相差不多时可充分利用混凝土后期强度，根据今年国内工程上的经验，若能排除是因为原材料质量问题及振捣不到位造成的混凝土强度不足，怀疑点可集中到保湿养护上；处理方法为进行后期养护，并跟随检测，观察能否接近设计值。
5 给予工程人员的启示
根据大量的研究和震害证明，设置圈梁和构造柱是提高砖混结构抗震性能的有效方式。因此，在设计过程中根据建筑方案，概念清晰，保证构造柱的位置布置的合理性；在施工过程中，保证原材料的质量和施工方法的正确合理，符合规范要求；圈梁和构造柱的质量是能保证的，砖混结构的抗震性能亦能达到预期效果。
[1]GB50011-2011建筑抗震设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2011
[2]GB50003-2011砌体结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2011
[3]建筑结构施工图设计文件审查常见问题分析 北京 中国建筑工业出版社 2010
