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复杂劲性混凝土梁柱逆作节点施工

2024-04-21杨雪亮

砖瓦 2024年4期
关键词:劲性作法梁柱

张 彬 李 鹏 杨雪亮

(山东能源集团建工集团有限公司上海分公司,上海 200030)

随着经济发展,城市内部的建设工程逐渐增多,但由于城市内部环境复杂,受空间、环境制约,传统施工方法难以满足施工需要[1-2]。逆作法先进行临时柱施工,在进行上部水平结构施工,与围护结构形成共同承担土压力的支撑体系,再将临时柱通过混凝土浇筑形成永久柱。由于施工中基坑不裸露,对周边环境影响较小,且可以上下部同时施工,施工速度快,因此,在城市中施工场地较为狭小、周边环境复杂的工程中,逆作法逐渐被应用[3-5]。

逆作法在施工中,首层和下层楼板作为施工期间的水平支护结构,受到的荷载较大,因此钢筋多、梁柱节点复杂,由于临时柱在之后将被作为结构柱,承受将梁板所受荷载传递到基础的重要作用,所以梁柱节点施工是逆作法施工中的重要部分[6-7]。因此,本文以采用逆作法施工的工程项目为背景,对复杂劲性混凝土梁柱节点施工提出优化方案,以期为后续类似项目提供参考。

1 工程概况

某商业中心项目总建筑面积为60515m²,其中地上建筑面积为24598㎡,地下建筑面积为35917㎡,地下共3 层,地上为24 层,两栋主楼及配套用房,屋面标高为72.8m。该项目采用框架结构,多数柱采用劲性混凝土,基础采用桩基、筏板基础,工程桩为混凝土灌注桩。由于该项目位于市区繁华阶段,施工场地狭小,周边环境复杂,因此采用逆作法进行施工时,型钢柱作为逆作法的临时支撑柱,通过导向架插入灌注桩汇总,结构柱尺寸为900mm×1200mm、1200mm×1200mm两种,如图1所示。

图1 型钢混凝土柱类型

2 项目施工重难点

(1)逆作法施工时型钢柱作为临时支撑使用,逆作结束后型钢柱通过混凝土包裹形成结构柱,结构柱中型钢所占比重较大,钢筋安装时梁筋难以锚固、穿过,无法进行梁筋安装[8-9]。

(2)部分框架梁梁筋较多,包括上部钢筋、下部钢筋、架立筋、抗扭钢筋等,钢筋密集、钢筋连接困难、施工难度大,通过在型钢板腹开孔的方式将造成型钢截面尺寸变小,影响型钢柱的承载力。

(3)由于逆作法先浇筑梁板后浇筑柱,在结构柱混凝土浇筑时梁板已浇筑,混凝土难以通过已施工的梁板进行浇筑振捣,导致混凝土质量出现问题。

3 复杂劲性混凝土梁柱逆作节点施工技术

项目主要采用劲性混凝土结构,型钢柱作为临时柱支撑,在梁柱节点施工时,型钢柱腹部为实心,梁筋无法贯穿,当框架梁的钢筋较多时,在型钢上开孔过多容易造成型钢截面面积变小,引起质量问题。因此,在梁柱节点施工时,以减少开孔或不开孔的原则进行处理[10-12]。本文针对不同尺寸的结构柱采用不同的节点处理方式,在保证施工质量的同时提高施工效率。

3.1 钻孔连接

针对尺寸为900mm×1200mm的结构柱仅与一根梁的两跨相连的情况,结构梁截面较小,梁筋相对较少,采用钻孔连接。钻孔连接就是在型钢板腹区域定位开孔,将梁筋穿过型钢,钢筋安装完毕后将孔洞用满焊填充,如图2所示。型钢板腹开孔直径不得过大,应略大于钢筋直径且不超过10mm,孔洞大小与钢筋直径的相互关系宜选用表1 所示数据。该种方式施工快速、方便,但仅限于型钢板腹穿过钢筋少、梁上部钢筋和下部钢筋数量≤5根的情况。

表1 开孔直径

图2 钻孔连接处理

3.2 附加钢板焊接

针对尺寸为900mm×1200mm的结构柱仅与一根梁的两跨相连但梁筋较多、梁柱节点钢筋较多的情况,采用焊接附加钢板的方法进行连接,如图3所示。附加板焊接就是在梁受力筋与型钢连接范围内焊接一块附加钢板,将附加钢板焊接在型钢柱上,再将梁受力筋与附加板焊接,使二者连成整体,附加钢板选择角钢,角钢翼缘宽度不小于50mm,焊接式将梁受力筋搁置在角钢侧翼上,钢筋根部与角钢焊接,端部50mm 范围内与角钢翼缘焊接,加大钢筋与型钢柱的接触面积[13]。与钻孔连接类似,但焊接质量要求严格,附加钢板焊接完成后,应对焊接质量进行检验,合格后方可进行下一步施工。

图3 附加钢板焊接

3.3 梁柱加腋处理

900mm×1200mm结构柱与之连接的框架梁截面相对较小,采用加腋方式对梁柱节点进行处理,以扩大梁柱交接部位的接触面积,从而将钢筋进行避让连接,如图4所示。通过加腋的方式,框架梁角筋、腰筋均可绕过型钢柱从柱侧面通过,上部钢筋与下部钢筋通过在型钢柱上开孔穿过,开孔大小应略宽于钢筋直径,钢筋安装完成后,将开孔处满焊填充,以保证型钢截面尺寸[14-15]。其中,加腋区域宽度不小于150mm,以宽长比不小于1:6 确定加腋长度,即长度为900mm,同时确保钢筋保护层厚度不低于30mm,当保护层厚度不满足相关规范要求时,可进行并筋处理。该方式既能保证梁柱钢筋安装完整,同时对型钢柱破坏较小,不影响型钢柱的承载力。

图4 梁柱节点加腋处理

3.4 加劲板加钢筋接驳器连接

对于1200mm×1200mm 结构柱,截面尺寸较大,柱四边均有型钢板,与之相连的框架梁钢筋密集,通过开孔处理或加设附加钢板均难以保证施工质量,通过梁柱加腋也难以穿过型钢柱进行连接。因此,针对规格尺寸较大、钢筋连接复杂的梁柱节点,采用焊接加劲板和钢筋接驳器进行连接,如图5所示。

首先,在框架梁上下部受力筋内侧焊接厚度≥25mm 的加劲板,加劲板应定位准确,加劲板焊接完成后对梁筋进行定位,在加劲板上做好定位标记,将钢筋接驳器焊接加劲板上,再将梁筋拧入到钢筋接驳器中,最后进行梁筋的搭接、绑扎。钢筋接驳器拧入时应保证钢筋表面清洁无杂物,拧入深度和扭矩应根据规范确定,且不得超拧,钢筋接驳器与加劲板焊接应满焊,焊缝外观无缺陷,焊缝高度不小于8mm。该措施施工较为复杂,加劲板、钢筋接驳器焊接位置定位难,但梁柱节点的整体性较好,能够保证节点处具有较好的承载力。

3.5 混凝土浇筑及施工缝处理

由于逆作法施工先浇筑梁板,梁板浇筑完毕后再进行结构柱施工,导致梁柱交接点施工完成后,结构柱混凝土浇筑困难。因此,在结构板施工时,靠近结构柱处应预留直径150mm的浇筑口,同时在梁底下部、结构柱模板上部留出浇筑口,浇筑时直接从上一层结构板处进行浇筑振捣。浇筑前为避免骨料下沉堆积,可在结构柱下部设置注浆口,预铺300mm高、与混凝土同强度的水泥砂浆。混凝土应在保证强度的情况下调整配合比,选用流动性较好的自密实混凝土。

由于逆作法梁柱不同时浇筑,结构柱上部和根部均存在施工缝。当结构柱为边柱、角柱时,应对施工缝处进行凿毛清理,施工缝处应设置止水钢板,止水钢板宽度至少300mm,并在施工缝内部设置膨胀止水胶带。

4 实施效果

该项目采用逆作法施工,对于不同梁柱节点情况提出四种优化措施,在满足施工质量要求的同时做到了针对性处理,取得了较好的应用效果,具体如下:

(1)通过钢筋扫描仪和超声波检测等措施对梁柱节点进行检验,检验结果均满足施工质量要求。

(2)针对结构柱与框架梁钢筋不密集的节点,采用施工简单的钻孔连接和附加钢板焊接,有效提高了施工效率,相较于采用加劲板加钢筋接驳器的处理措施,节省工期将近1个月。

(3)通过对梁柱节点进行加腋处理、焊接加劲板并用钢筋接驳器进行节点处理的方式,有效保证了复杂情况下梁柱节点钢筋安装的施工质量。

(4)通过在结构板预留浇筑孔,框架梁下、结构柱顶预留浇料口,底部铺设素浆的混凝土浇筑方式,有效解决了结构柱浇筑困难、容易发生质量通病的问题。

5 结语

综上所述,劲性混凝土梁柱节点处理一直是逆作法施工中的难点,为解决这一问题,以某商业中心项目为例,对该项目具体情况进行分析,采取了四种逆作法下劲性混凝土梁柱节点的优化措施,具体如下:针对梁柱交接部位钢筋情况不复杂的情况,可采用钻孔连接及附加钢板焊接的方法;针对梁截面尺寸小于结构柱截面尺寸超过150mm的情况,可采用加腋方式处理;针对梁柱节点钢筋连接复杂的情况,采用加劲板加刚进接驳器的方式固定钢筋;在梁柱节点钢筋优化的同时,保证混凝土浇筑质量。以上措施经该项目实际验证,在保证施工质量的前提下,提高了施工效率,取得了良好社会经济效益。

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