村镇砖砌体房屋芯柱式构造柱施工技术

2021-08-02舒唯刘胜波姜学忠

重庆建筑 2021年7期

舒唯，刘胜波，姜学忠

（1重庆合信检验认证有限公司，重庆 400050；2重庆市建筑科学研究院有限公司，重庆 400016；3重庆大学土木工程学院，重庆 400045）

0 引言

单层或多层砖砌体房屋造价低廉、施工简便，长期以来都是我国广大村镇地区重要的房屋结构形式。然而，由于抗震意识淡薄且施工条件差，传统砖砌体结构房屋存在严重的抗震安全隐患，近年发生的多次地震中，大量村镇砖砌体民宅严重损坏甚至倒塌，造成极大的生命财产损失[1-3]。因此，在广泛调研和深入研究的基础上，工程界提出了芯柱式构造柱施工技术[4]，将传统的现浇混凝土构造柱改进为基于预制模壳的现场装配式施工，避免了现浇构造柱繁琐的施工工艺，更适合在村镇地区推广应用，有助于实现构造柱对砖砌体墙体的约束作用，提升村镇地区砖砌体房屋的抗震性能。

1 技术原理及特点

为了实现构造柱与砌体墙同步施工，采用了预制芯柱空心模壳。模壳可依据需求灵活定制，成品尺寸标准统一，为满足“一”字形、“L”形、“T”形和“十”字形等不同类型墙体的施工需要，特设计了不同的空心模壳，可将模壳与砌块灵活组砌。模壳高度同砌块高，宽度同砌体墙厚，长度是在砌体墙厚的基础上加上突出部分的长度（为60mm整数倍，详见3.5），从而以此形成马牙槎。模壳为空心开口构造，可组砌形成空心柱体，将构造柱钢筋包裹在内，并作为构造柱永久性模板，每砌筑一皮砌体墙体，放置一块空心模壳，当砌筑到一定高度时，分段浇筑混凝土可实现分段支模、分段浇筑，打破诸多常规工序造成的局限。顶端模壳可预留洞口，这也为提高构造柱柱顶混凝土密实度、保证施工质量带来了突破口。

为方便施工人员进行梁表面的钻孔植筋施工，应事先在梁支模浇筑前，于构造柱纵筋对应的梁底模板位置处钉入测量钉，安放钢筋笼并浇筑混凝土，拆模后会留下明显的凹槽，植筋钻孔时只需找准凹槽位置即可。

开发一种新型混凝土柱顶浇筑工具，该工具由固定支架（焊有四个螺杆）、挡板、楔形槽三个部分组成。在浇筑柱顶混凝土时，将支架固定在柱顶灌浆口处（注：在砌筑墙体顶部砌块时，采用PVC管预留了四个螺栓孔，将固定支架的螺杆插入即可固定），接着安装楔形槽，待楔形槽装满混凝土后（即对应的灌浆口也充满了混凝土），将挡板沿着固定支架的滑槽插进去，并可将楔形槽内的混凝土倒出来留作它用。

此施工技术具有以下特点：

（1）结构柱施工的过程中无需模板，节省了模板的采购（或租赁）成本，以及模板制作、安装和拆除的人工成本；

（2）用于形成核心柱结构柱模板的预制块可与墙体同时砌筑，并形成马牙槎，无需现场制模、支模、拆模，简化了施工过程，节省了工期；

（3）预制块可以在预制构件厂生产，工厂化生产可以保证预制块原材料的质量，采用预制块作为模板，解决了模板浇筑跑模和蜂窝麻面等施工质量问题；

（4）为满足不同构造柱的构造形式要求，研发了多种规格的U型空心模壳，均符合工程模数，具有灵活多变、适应性强的特点。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

构造柱与砖混结构同步施工工艺流程如下：施工准备→U形空心模壳设计与制作→测量钉精确定位→主体结构浇筑施工→基层清理与墙体放线→构造柱植筋钻孔→构造柱钢筋笼制作与安装→墙体与构造柱同步施工→混凝土分段浇筑与养护→柱顶混凝土封堵→验收。

2.2 操作要点

（1）施工前应成立项目管理小组及专业施工队组，并完成各级审核、审批程序。根据设计图纸编制专项施工方案，并准备好相应的技术资料。

（2）根据施工图纸，结合不同的墙体类型、尺寸，确定墙体砌筑形式，绘制墙体排列组砌图（图1），制定各类U形空心模壳的设计加工方案，提出材料计划。

图1 墙体排列组砌图绘制

（3）场地、材料机具准备，现场布置，构件进场，构件上预埋件、起重机械等的检查，并通过认证报告或现场检查验收。

（4）为了实现构造柱与不同墙体截面同步砌筑施工，针对“一”字形墙、“L”形墙、“T”形墙、“十”字形墙等分别设计对应的U型空心模壳，如图2所示。

图2 不同类型的U型空心模壳

U型空心模壳由工厂定型化批量加工制作，内配钢丝网片，模壳高度同砌块高，宽度同砌体墙厚，长度是在砌体墙厚的基础上加上突出部分的长度（为60mm整数倍），形成马牙槎，满足构造柱与相邻墙体之间的构造要求。

（5）根据施工图纸，充分了解各墙体及其构造柱位置信息。放出墙体轴线、边线，通过墙体的各尺寸线精确构造柱的位置。再结合图纸信息，确定梁侧边混凝土保护层厚度，箍筋直径、间距，以及最外侧纵筋直径。

根据已知的构造柱位置信息，遵照各模板的安装顺序，在梁底模上钉入测量钉（图3），测量钉的位置对应各构造柱纵筋的具体位置点（图4）。

图3 测量钉实物图

图4 梁底模安装测量钉示意图

（6）待同楼层中所有测量钉安装就位，主体结构模板验收合格后，方可进行梁、楼板钢筋绑扎等后续工作。绑扎钢筋前，先在模板上刷脱模剂。安放梁钢筋笼时，检查钢筋是否与预留的测量钉存在碰撞，若无法避免相碰，在满足规范及设计要求的箍筋间距的前提下，微调箍筋位置。

钢筋绑扎完成并验收合格后，进行混凝土的浇筑和振捣，相关操作须符合相关规范的要求。养护混凝土，混凝土强度达标后拆除模板，拆模后在梁底混凝土成型表面可见凹槽，分别对应测量钉位置，如图5所示。

图5 梁底混凝土凹槽示意图

（7）基层清理完毕后，按标高找平楼面结构面，并按施工图纸放出第一道砌块轴线、墙边线和门窗洞口线，并经有关人员检查验收。

墙内构造柱的放样应按设计布置。如无设计规定，按规范办理。其位置必须从地基向上垂直布置在每个楼层上。放样时，以建筑物轴线和构造柱轴线为基准线。根据先前放出的墙位线，进一步测量放出构造柱的位置。轴线位移质量偏差不大于5mm，并且做好标记。

（8）根据预留在梁底混凝土完成面上的凹槽位置点，由施工人员采用钻机垂直于梁底面向上钻孔，钻孔直径略大于构造柱纵筋直径，钻孔深度应符合构造要求。采用植筋胶安装固定钢筋，植筋胶发挥作用后需做抗拔检测，经检测不合格的需重新安装，安装效果如图6所示。

图6 构造柱植筋

（9）构造柱钢筋笼制作与安装（图7），具体如下：

图7 构造柱纵筋与搭接区钢筋绑扎连接

①先将构造柱纵筋平放在绑扎架上，并划出箍筋间距；

②在纵筋上对应柱顶、柱脚位置留出搭接长度，根据画线位置，将非搭接区的箍筋套在纵筋上并逐个绑扎，而搭接区箍筋预先放在钢筋笼骨架上，待柱钢筋笼立起搭接后再绑扎；

③将制作好的钢筋笼整体运送到构造柱指定位置处，准备与搭接区钢筋绑扎；

④对搭接区钢筋进行修补，根据构造柱位置线检查搭接区钢筋位置是否符合要求；

⑤套入柱顶、柱脚搭接区的箍筋，将钢筋笼对正，将钢筋绑扎搭接；

⑥调整钢筋骨架，调整垂直度后，在搭接处绑扎箍筋。绑扎钢筋时，采用套扣或反十字扣的方法，并使纵向钢筋与箍筋垂直。其中，柱脚处的第一个箍筋起绑点距离混凝土楼面50mm，并按施工图纸要求，在500mm范围内每100mm设置一道箍筋；

⑦ 搭接区钢筋绑扎完成后，再检查是否存在漏绑、错绑等，检查合格后方可进行下一步施工。

（10）砌块砌筑前应复核、校正轴线和标高，并搭设高杆。每个操作员负责1～2轴的砌筑。从构造柱开始，按照开洞方向皮数间反砌的原则，先砌构造柱的U型空心模壳，再砌围墙的普通砌块。水平灰缝由皮数杆控制，垂直度由电缆板和挂件控制，墙面平整度由两角挂线控制。每层第一皮块构造柱采用带清理孔的U型空心模板，室内侧设外墙清理孔。

采用“三个一”的砌砖方法，即“一铲灰、一砖、一揉”。砌筑前应将砌体部位清理干净，放出墙体中心线和边线，并浇水。砌筑时，灰缝应横平竖直，砌体的水平灰缝厚度和垂直灰缝宽度应控制在10mm±2mm以内，一般以10mm为宜。所有灰缝均应铺砂浆，水平灰缝和垂直灰缝的砂浆饱满度应不小于98%；砌体中不得出现暗缝和透明缝；砌块应采用双面砂浆砌筑。

沿柱高每500mm设一根拉结筋，每根拉结筋为2根φ6带钩钢筋。同一层灰缝内设置不同方向的拉结筋。拉结钢筋在构造柱中通长设置，对外围护墙每边应伸入墙内不小于1000mm；对内填充墙每边应伸入墙内不小于为750mm。拉结筋所在灰缝采用高强度等级的砂浆勾缝，并抹压密实，有效防止钢筋锈蚀。

（11）针对不同类型的墙体截面形式，采用对应类型的空心模壳砌筑墙体。

砌筑砂浆采用Mb5.0预拌砂浆，其强度增长规律明显：ld抗压强度为lMPa，3d抗压强度为2MPa，28d抗压强度不小于5MPa。因此，有必要采用分段流水砌体。当每段高度为4～5层或1m时，可转入下一段。待上一流水段砌筑砂浆达到规定强度（f≥lMPa）后，方可浇灌构造柱混凝土。

当墙体砌筑到混凝土浇筑高度时，先用短钢筋或木棍等轻敲构造柱钢筋笼，使遗留在钢筋笼上的砂浆、碎石、杂物等建筑垃圾掉落，接着清扫构造柱底部孔内掉落的建筑垃圾，最后将清扫孔封堵严实。

（12）采用人工分段浇筑的方式，混凝土坍落度宜在18～21cm范围内，每段浇灌高度控制在4～5皮空心模壳高度或lm内，每次浇筑时，应夯实混凝土。结构柱混凝土浇筑捣实时，宜用钢筋捣实，或用φ30小型振捣器振捣在结构柱主筋上，辅以橡胶锤外侧轻敲和圆钢振捣器向下插入，使浇筑密实。不要将振捣器直接插入空心模壳的孔内进行振捣，以免爆模。

每浇筑一段需保证芯孔混凝土溢满并对浮浆进行刨除，在砌筑第二段构造柱前对第一段构造柱的顶部表面进行凿毛处理，之后的每一段都是采用同样的方法进行操作。

（13）利用一种新型的柱顶浇筑工具，实现构造柱柱顶混凝土的封堵，浇筑工具由固定支架、挡板、楔形槽三部分组成，如图8所示。