淺談高層/超高層建筑框架、框剪結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點施工技術(shù)

張向陽

[摘要]隨著城市建設(shè)的發(fā)展擴(kuò)大，高層/超高層建筑已成為城市建筑發(fā)展的趨勢，在高層/超高層建筑工程施工中，框架、框剪結(jié)構(gòu)的節(jié)點是聯(lián)系整個結(jié)構(gòu)體系的紐帶，如框架結(jié)構(gòu)中的梁柱交匯點、框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的暗梁與柱交匯點、異型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的柱柱梁交匯點等，節(jié)點必須承受由梁端、柱端傳遞來的軸力、彎矩、剪力等，在各種力的共同作用下節(jié)點受力狀態(tài)非常復(fù)雜。因此節(jié)點必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，才能抵抗相鄰構(gòu)件的各種荷載，保證整個結(jié)構(gòu)體系安全、堅固、可靠。

[關(guān)鍵詞]高層/超高層建筑；框架；框剪結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點施工技術(shù)

一、前言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展擴(kuò)大，城市中心區(qū)域的土地資源逐步稀缺，這樣就促使建筑物向高空和地下發(fā)展，從而使高層/超高層建筑不斷成為城市中心地區(qū)建筑發(fā)展的一種趨勢，高層/超高層建筑一般具有施工場地及作業(yè)空間狹小、高度大、投資大、工期長、材料垂直運(yùn)輸難等特點，施工組織及平面布置困難，其施工過程是一個復(fù)雜而艱難的系統(tǒng)工程，但一定程度上又反映出一個國家的施工技術(shù)水平。在一般的建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，因具有結(jié)構(gòu)性能、抗震性能較好、鋼筋用量相對較少、耐火能力較好及造價相對低等優(yōu)點而成為我國建筑中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，近年來大量應(yīng)用于高層/超高層框架、框架剪力墻結(jié)構(gòu)中。

施工階段是建設(shè)工程項目實現(xiàn)設(shè)計意圖的最重要階段，施工技術(shù)方案及方法的選擇關(guān)系到質(zhì)量目標(biāo)的能否實現(xiàn)落實，因此，作為現(xiàn)場施工的技術(shù)管理人員，必須根據(jù)工程設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實際情況分析考慮，確保所選定的施工方法在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，有利于保證工程質(zhì)量和建設(shè)工期。而節(jié)點是主體結(jié)構(gòu)工程的重要組成部分，節(jié)點施工關(guān)聯(lián)整個結(jié)構(gòu)體系的安全、經(jīng)濟(jì)，起著承上啟下的作用，具有十分重要的意義?？蚣芙Y(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)的震害大多發(fā)生在柱和梁柱節(jié)點核芯區(qū)，節(jié)點破壞主要是剪切破壞和鋼筋錨固破壞，嚴(yán)重時會引起整個框架的倒毀。為了適應(yīng)時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)在建筑材料、施工工藝、施工技術(shù)等方面都取得了新的發(fā)展，如何保證節(jié)點的施工質(zhì)量，下面談?wù)劰?jié)點施工的一些施工技術(shù)和方法。

二、模板制作安裝技術(shù)

在框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)節(jié)點的施工中，模板安裝由于處在梁、柱、板的中心或梁、柱鋼筋的交叉點，當(dāng)與柱相互交匯的橫梁與縱梁設(shè)計高度不一致時，模板安裝難度很大，模板的尺寸要求要非常準(zhǔn)確，且很容易出現(xiàn)誤差，造成節(jié)點部位漏漿而形成蜂窩麻面現(xiàn)象、或者爆模，嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量和觀感，因此除對施工作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)周到的技術(shù)交底外，管理人員也必須認(rèn)真查校施工圖紙，模板安裝時要釘牢，支撐體系受力要均勻，柱頭模板要密實，不能有空洞，模板安裝完成后要清理雜物，防止?jié)仓炷習(xí)r出現(xiàn)水平裂縫或松散夾層，加強(qiáng)質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

三、鋼筋加工與安裝技術(shù)

框架或框剪結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點區(qū)有縱梁、橫梁、柱的縱向鋼筋三向交叉，鋼筋密集，節(jié)點配筋構(gòu)造主要包括節(jié)點區(qū)箍筋的設(shè)置和梁筋在節(jié)點的錨固。箍筋對節(jié)點區(qū)混凝土具有約束作用，對提高節(jié)點的抗剪強(qiáng)度起著非常重要的作用，且箍筋間距越小對混凝土的約束作用越大，節(jié)點受剪承載力也越高，因此節(jié)點區(qū)的箍筋必須加密，特別是地震區(qū)域，而通常的施工方法是支完梁板的模板后放入梁的鋼筋骨架，再放節(jié)點箍筋，由于鋼筋的安裝綁扎難度較大故常常出現(xiàn)不放或少放箍筋，或箍筋綁扎不牢等問題，直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。為了保證工程質(zhì)量，建議對節(jié)點位置采用BIM模型實體化鋼筋構(gòu)件安裝，對鋼筋分別進(jìn)行編號以防混淆，也可以先按設(shè)計要求把節(jié)點位置的箍筋制成鋼筋籠，套入柱的縱向鋼筋，并綁扎或焊接牢固，再放梁的鋼筋，以確保構(gòu)件的抗裂性能。此外，做好施工作業(yè)人員的技術(shù)質(zhì)量交底也很關(guān)鍵。

在邊柱節(jié)點處，為了保證鋼筋的錨固長度，梁鋼筋必須彎折插入節(jié)點區(qū)域，多根粱交匯處，應(yīng)同時考慮滿足最小錨固長度、最小水平錨固長度及垂直錨固長度的要求，防止鋼筋保護(hù)層厚度不夠造成鋼筋銹蝕或保護(hù)層過厚產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，造成梁的有效高度降低而影響其承載力。施工前可采用BIM模型實化鋼筋安裝，明確節(jié)點處的鋼筋布置，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計單位溝通。

四、混凝土施工技術(shù)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，高層/超高層建筑框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點比較復(fù)雜，由于荷載組合及內(nèi)力計算的結(jié)果，要求同一層的豎向結(jié)構(gòu)（柱、墻）混凝土強(qiáng)度等級高于水平結(jié)構(gòu)（梁、板）的混凝土強(qiáng)度等級。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，水平施工縫通常留設(shè)于柱腳，柱頂若要留水平施工縫則應(yīng)留于梁底，若同層的豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件的混凝土同時澆搗，則柱頂不留設(shè)施工縫，不管柱頂留設(shè)或不留設(shè)施工縫，均應(yīng)先用混凝土泵或塔吊吊斗輸送柱等級的混凝土就位，用鋼絲網(wǎng)片將柱頭尺寸往外延伸500mm，在梁中澆筑高強(qiáng)度等級的混凝土，保證豎向結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度，在混凝土初凝前，隨之泵送澆筑樓面梁板的混凝土。采用這種方法澆搗樓層柱、墻、梁、板混凝土?xí)r，應(yīng)重點控制高低強(qiáng)度等級混凝土的鄰接面不能形成冷縫，同時對梁柱節(jié)點鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入式振搗器加強(qiáng)振搗，杜絕漏振死角，對于鋼筋過分密集的節(jié)點區(qū)域，應(yīng)事先和設(shè)計單位聯(lián)系采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如優(yōu)化混凝土配合比，采用細(xì)石混凝土等，確保節(jié)點核心區(qū)混凝土的密實和強(qiáng)度。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，拆模后宜采用塑料薄膜進(jìn)行包裹并澆水養(yǎng)護(hù)。

五、梁柱節(jié)點處裂縫的控制和消除技術(shù)

梁柱節(jié)點不同混凝土強(qiáng)度等級均按先柱后梁的施工順序澆搗，少數(shù)樓層梁柱節(jié)點局部出現(xiàn)微細(xì)裂縫也曾發(fā)現(xiàn)，對此類質(zhì)量問題應(yīng)從嚴(yán)要求，采取有效措施，盡量控制和消除這類裂縫，主要原因及消除措施如下：

1、梁柱節(jié)點處因混凝土強(qiáng)度等級相差較大，不同強(qiáng)度等級的混凝土其水泥用量、水灰比、用水量都不同，柱子體積大，水泥用量多，產(chǎn)生的水化熱高，高低強(qiáng)度等級混凝土的收縮有差異，所以在其交界附近容易產(chǎn)生裂縫。建議在滿足強(qiáng)度等級及可泵性的條件下，對高強(qiáng)度的混凝土適當(dāng)減少水泥用量和含砂率、增加石子含量、減少坍落度及用水量，并適當(dāng)調(diào)整粉煤灰和外加劑的用量等措施。

2、柱子斷面大，剛度大，梁的截面相對較小，受柱子的強(qiáng)大約束，梁混凝土的收縮受限制，也容易產(chǎn)生裂縫。節(jié)點處的混凝土應(yīng)先澆高強(qiáng)度等級的，后澆低強(qiáng)度等級的，并嚴(yán)格控制在先澆柱混凝土初凝前繼續(xù)澆搗梁板的混凝土。

3、現(xiàn)澆梁板的梁在板下，淋水養(yǎng)護(hù)的水被板充分吸收，而梁得不到充足的養(yǎng)護(hù)水分，造成梁的內(nèi)外不均勻收縮而導(dǎo)致梁的兩側(cè)面產(chǎn)生裂縫，建議在易產(chǎn)生裂縫相對較多的梁側(cè)增加水平構(gòu)造鋼筋，提高梁的抗裂性。

4、梁側(cè)面水平方向的構(gòu)造鋼筋太少，對梁的抗收縮裂縫不利，故應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土拌合物的坍落度，建議節(jié)點核心區(qū)柱子部位混凝土采用塔吊輸送，以降低坍落度。

5、加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，特別是梁，除了板面澆水外，還應(yīng)在板下用高壓水槍對梁進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，推遲梁側(cè)模的拆模時間。

六、結(jié)論

只要不斷提高施工技術(shù)和積累施工經(jīng)驗，精心施工，并采用科學(xué)的解決方法和有針對性措施，對癥下藥，梁柱節(jié)點高低強(qiáng)度等級混凝土交界處附近的質(zhì)量問題完全可以得到有效控制，并徹底消除。