复杂劲性混凝土梁柱逆作节点施工

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。