高层建筑梁柱（墙）节点核心区钢筋混凝土施工技术

李宁 郑小东

0 引言

高层建筑梁柱节点在竖向荷载和水平地震作用下，节点受力复杂多变，梁柱节点核心区混凝土由于斜向交叉裂缝所导致的强度、刚度退化和捏拢效应，使结构整体处于较薄弱状态，对传力和破坏产生影响较大。混凝土结构梁柱节点是框架、框剪结构的关键部位，在发生地震等自然灾害时，容易发生破坏，主要体现为节点在地震水平力作用下出现斜向裂缝甚至挤压破坏，纵向钢筋压屈成灯笼状等。现场实践证明，梁柱节点核心区有以下两方面的破坏原因：（1）梁柱节点核心区箍筋安装存在严重质量问题（如未设置箍筋、数量不足、绑扎间距不一、绑扎质量缺陷等）。（2）由于梁柱节点部位混凝土质量问题（如节点处混凝土强度等级不同、不同等级混凝土施工缝处理不当、节点处混凝土养护不到位等）。梁柱节点处施工难度大不规范、安装标准要求较高易出错，不能确保梁柱节点混凝土施工质量，给工程质量留下了重大隐患。

因此，对于高层建筑如何按设计要求在梁柱节点核心区部位绑扎安装箍筋，保证梁柱节点混凝土的强度、密实性以及如何妥善留置处理临时隔断，避免节点在竖向荷载及水平地震作用下过早发生破坏成为必须解决的问题之一。

1 高层建筑梁柱节点核心区箍筋绑扎及安装技术

1.1 梁柱节点部位特点

1.1.1 设计特点

高层建筑梁柱节点核心区结构设计特点是：（1）钢筋布置复杂，受力大小、钢筋直径、尺寸、位置需综合考虑，布局不仅要合理，而且设计和施工成本需降低，一方面让施工人员可操作，另一方面保证梁柱节点核心区混凝土能相互约束受力。（2）箍筋大小、间距也是最需要考虑的一点，箍筋与主筋之间相互支撑拉结、定位，使钢筋分布较密，形成了一个整体框架结构。在实际楼层整体钢筋绑扎、焊接等过程中，密实复杂的钢筋往往给工人施工带来不小困难。

1.1.2 施工特点

高层建筑梁柱节点核心区施工特点如下：（1）箍筋在施工时绑扎困难，耗费大量人工和时间，却不能保证梁柱节点核心区箍筋的数量、间距及绑扎质量。（2）梁钢筋绑扎成型后会出现节点核心区箍筋间距不易控制局面，即间距不一的问题。（3）施工单位的项目管理人员、监理单位监理工程师等素质不达标，容易忽略节点施工，加上钢筋工程属于隐蔽工程范畴，浇筑混凝土后没有对相关质量情况加以考量，导致工程质量隐患增多。

1.2 梁柱节点核心区箍筋绑扎及安装技术

项目部总工召集设计院在内的三方反复讨论和研究安装方案，一致认为在参考成熟经验前提下，在泰安市东平县东平街道罗庄村城市棚户区改造建设项目一期（简称“罗庄一期项目”）上采用了“梁柱节点箍筋骨架整体下落法”，有效地保证了节点箍筋数量、间距及绑扎质量，具体措施如下：

为了提高梁柱节点核心区箍筋安装质量及效率，解决该部位工程操作过程中存在的技术难题，根据箍筋的直径、间距设计箍筋限位模具，制作箍筋限位器，现场采用直径为12mm 的直螺纹HRB400 钢筋及钢筋头，按照箍筋的直径、间距焊接箍筋限位器，然后提前绑扎节点部位的短箍筋笼，短箍筋笼按照相应的编号逐个套在柱子上并固定在板面以上部位，然后将梁主筋逐个穿过柱箍筋笼，在梁模板外绑扎梁箍筋，待所有梁钢筋绑扎完毕后，将梁柱节点核心区箍筋与梁钢筋一起全部下落至梁模板内。

1.2.1 箍筋限位器制作

（1）箍筋限位器由一根长度大于核心区高度且直径为12mm的HRB400钢筋和若干个长度3～ 5cm短钢筋焊接而成（见图1）。所用材料为现场切除后的钢筋废料，这样既能够废物利用，还能节约成本。

图1 箍筋限位器组成图

（2）根据设计要求，确定出节点箍筋尺寸及之间间距，然后制作箍筋限位器（见图2），要求短钢筋的间距略大于墙柱箍筋直径，且两对短钢筋卡的间距为梁柱节点核心区墙柱箍筋间距，最后通过焊接进行固定。

图2 箍筋限位器焊接完成后固定效果图

1.2.2 核心区钢筋笼制作安装

安装前，根据设计要求的墙柱尺寸、主筋及箍筋的排布，预先在钢筋后台制作不同的核心区短箍筋笼。

制作安装程序：（1）每个箍筋笼采用3 个～6 个箍筋限位器，设置在箍筋笼内侧四周（见图3）。（2）人工将墙柱箍筋卡在箍筋限位器的短钢筋内，形成核心区短钢筋笼（见图4）。（3）将核心区短箍筋笼按照相应的编号逐个套在墙柱上并固定在板面以上部位（见图5）。

图3 箍筋限位器定位箍筋

图4 核心区短钢筋笼

图5 梁柱节点核心区钢筋笼安装构造图

1.2.3 核心区钢筋笼安装优点

根据罗庄一期项目核心区钢筋笼安装应用效果来看，总结出主要优点如下：（1）梁柱节点核心区的短箍筋笼可以在钢筋加工区或其他场地提前绑扎完成，使工作效率提升较快。（2）与传统绑扎方法对比，此安装方法可以减少约50%的工人，节省超过45%的成本，每栋楼施工进度提前20 天以上，且大大降低了现场工人绑扎作业的安全风险。

2 梁钢筋绑扎施工技术

2.1 梁钢筋绑扎施工工艺

工艺流程：施工准备→钢筋进场→通知相关方验收→钢筋笼制作→安装→梁钢筋绑扎→工序验收→下一道工序施工。

施工工艺：（1）通知各方检查验收节点核心区短箍筋笼固定在板面是否合格。（2）以梁柱节点核心区墙柱钢筋笼为支点，将梁主筋逐个穿过柱箍筋笼并架起在梁模板外进行绑扎。（3）在梁模板外将制作好的梁箍筋与梁纵筋进行绑扎固定（见图6）。（4）待梁钢筋绑扎完毕并检查验收合格后，将梁柱节点核心区箍筋与梁钢筋一起下落至梁模板内（见图7）。

图6 梁钢筋绑扎构造图

图7 梁钢筋及墙柱钢筋笼整体放入模板构造图

2.2 梁钢筋绑扎施工技术优点

根据罗庄一期项目梁柱节点核心区梁钢筋绑扎施工应用效果来看，总结出主要优点：（1）梁柱节点处箍筋位置、间距等无需进行再次调整。（2）与传统绑扎方法对比发现，此安装方法能极大加快施工进度，不但节约了人工成本，而且能缩短施工工期。

3 梁柱节点核心区混凝土浇筑技术

本工程中框架梁和墙柱混凝土设计上为C30～C40，中间差3 个标号左右，现场梁柱节点核心区混凝土施工用C40 浇筑，而梁其它区域采用C30 混凝土浇筑，这样一来，核心交叉区采取分开浇筑方式，浇筑过程中，加强振捣，确保各节点核心区混凝土强度等级符合图纸设计要求，即实现“墙柱梁稍弱，节点强度高”的目标。

3.1 梁柱节点核心区与梁邻界面留设

根据现场实际浇筑效果和经验来看，总结出梁上设置临时隔断最佳绑扎位置是梁顶超出柱边50cm 且大于梁高的一半以上斜向下。具体实施过程是：使用2mm 网眼的密目铝丝网，从梁顶部至底面，沿着45～ 60°角进行隔断，其作为浇筑高低标号混凝土的分界面（见图8）。实践证明，完成上述一系列工作之后，以此为标准，划分高低等级混凝土，施工效果最佳。

图8 梁柱节点核心区与梁邻界面留设示意图

3.2 梁柱节点核心区与梁不同等级混凝土时的浇筑技术

众所周知，受泵车构造影响，泵送混凝土一般要求坍落度较大才能更好泵送不堵管。在浇筑梁柱节点核心区混凝土时，让C40 混凝土慢慢流至梁中混合，节点处混凝土接触面形成的角度比较小，经接触面的密目铝丝隔断，自然而然流入到楼板的混凝土就少了，这样一来使结构整体质量达到较高水平。

具体浇筑技术流程：施工准备→组织技术人员对施工人员进行安全、技术交底→计算楼板、梁柱节点区混凝土的方量、浇筑时间→泵车到位，坍落度检测，准备浇筑→先浇筑墙柱C40混凝土→后浇筑楼的梁板混凝土→初凝前对高低标号混凝土界面二次振捣，防止收缩裂缝，确保密实→处理楼梁板混凝土→梁、楼板面、梁下两侧混凝土洒水养护→根据混凝土强度及时拆除模板（为了提高强度，可根据温度适当推迟拆模时间）→检测验收。

混凝土初凝之前，操作流程也比较繁琐。施工需要注意几个方面：（1）选用合格且信誉好的商混站和泵车，科学合理浇筑各个部位。（2）施工过程时刻控制接触面冷缝的出现，避免混凝土质量受影响。（3）参考高层建筑成熟经验可知，梁柱节点核心区交界面混凝土可能出现的细小裂纹是正常现象，需加强观测和养护，避免出现深层次结构裂缝，影响结构安全。（4）加强管理人员培训教育，从严管控施工质量，一旦出现轻微或者大裂缝要查找原因，采取果断措施，避免裂缝出现，保证施工质量达标。

梁柱节点核心区浇筑施工必须严格按照施工方案和施工工艺施工，熟知操作步骤，不能随意振捣混凝土，尽量采用50mm 以下小型插入式振捣棒振捣，拆模后避免出现蜂窝麻面、孔洞等影响混凝土外观和质量问题，保证核心区密实度和强度符合设计要求（见图9）。

图9 梁柱节点核心区与梁不同等级混凝土时的浇筑示意图

3.3 控制梁柱节点混凝土裂缝的措施

（1）项目部试验室现场盯控，及时通知商混站更新调整混凝土配合比，在满足图纸要求的施工强度等级的前提下，适当减少或降低点水泥、砂子、用水量、坍落度和适当增加石子用量，当有其他需求的情况下，在规范合理范围内对粉煤灰和外加剂用量给予适当调整；对原材料实行管理人员驻场监督及过程抽查监督制度，督促商混站及时送检原材料，确保使用合格产品，在混凝土搅拌生产过程中，随时观察温度、湿度等指标，做到实际的入模温度与理论计算值基本一致。

（2）混凝土浇筑采用由高标号到低标号的顺序施工，施工前准备好浇筑工具，再由现场技术员给施工作业人员进行安全、技术交底，使混凝土班组熟练掌握好两种等级混凝土的浇筑方法及浇筑时间，使墙柱已浇筑高标号混凝土充分沉降完毕；施工时注意冷缝的处理和控制，原则是在高标号混凝土初凝前必须浇筑完成低标号混凝土。

（3）在梁柱节点及密目铝丝分隔网处，增加梁水平构造筋，提高在梁及梁柱节点的抗裂性，同时增强高低标号混凝土的结合。

（4）梁柱节点混凝土刚开始浇筑时要边浇筑边振捣，快要浇筑完成到初凝时还得进行二次振捣，确保冷缝处混凝土能足够密实不收缩，保证强度不受影响，减少裂缝的出现。

（5）对于混凝土的坍落度、和易性需严格把控，专人督促。泵车运输到现场后，安排试验员每车进行坍落度检测，检测合格后利用现场QTZ80 塔吊进行输送浇筑，这样浇筑速度既不会减慢，混凝土质量还有保证，坍落度降低不会太多。

（6）加强混凝土的养护，墙柱拆模后立即进行洒水、保温养护，使墙柱混凝土得以正常或加速其硬化和强度增长。高层建筑墙柱、楼板等洒水可以采取高压水枪喷射养护，如回弹检测后强度较低，可采取延长拆模时间来提升强度的办法，这也能一定程度保证施工质量。

4 结束语

在框架、框剪结构中，梁柱节点的作用非常关键，受力情况复杂，倘若核心区出现破坏或损毁情况，会对连接的梁柱产生严重干扰，造成高层建筑物坍塌。若采用针对性技术措施，对梁柱节点核心区施工质量进行严格控制，精心施工，梁柱节点核心区钢筋混凝土安全性和使用年限一定满足设计要求。在本工程实际操作中，还要依据工程背景，对各个施工流程进行严格把控，给出针对性解决方法，使后续各工序更加简便，实现预期的工程目标。通过分析总结出梁柱节点核心区混凝土浇筑施工技术，大幅度提升高层建筑梁柱节点核心区钢筋混凝土施工质量，不仅节约了人工成本，还提高了施工效率。