復(fù)雜勁性混凝土梁柱逆作節(jié)點(diǎn)施工

張 彬 李 鵬 楊雪亮

（山東能源集團(tuán)建工集團(tuán)有限公司上海分公司，上海 200030）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市內(nèi)部的建設(shè)工程逐漸增多，但由于城市內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，受空間、環(huán)境制約，傳統(tǒng)施工方法難以滿足施工需要[1-2]。逆作法先進(jìn)行臨時(shí)柱施工，在進(jìn)行上部水平結(jié)構(gòu)施工，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成共同承擔(dān)土壓力的支撐體系，再將臨時(shí)柱通過(guò)混凝土澆筑形成永久柱。由于施工中基坑不裸露，對(duì)周邊環(huán)境影響較小，且可以上下部同時(shí)施工，施工速度快，因此，在城市中施工場(chǎng)地較為狹小、周邊環(huán)境復(fù)雜的工程中，逆作法逐漸被應(yīng)用[3-5]。

逆作法在施工中，首層和下層樓板作為施工期間的水平支護(hù)結(jié)構(gòu)，受到的荷載較大，因此鋼筋多、梁柱節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，由于臨時(shí)柱在之后將被作為結(jié)構(gòu)柱，承受將梁板所受荷載傳遞到基礎(chǔ)的重要作用，所以梁柱節(jié)點(diǎn)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項(xiàng)目為背景，對(duì)復(fù)雜勁性混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)施工提出優(yōu)化方案，以期為后續(xù)類似項(xiàng)目提供參考。

1 工程概況

某商業(yè)中心項(xiàng)目總建筑面積為60515m2，其中地上建筑面積為24598㎡，地下建筑面積為35917㎡，地下共3 層，地上為24 層，兩棟主樓及配套用房，屋面標(biāo)高為72.8m。該項(xiàng)目采用框架結(jié)構(gòu)，多數(shù)柱采用勁性混凝土，基礎(chǔ)采用樁基、筏板基礎(chǔ)，工程樁為混凝土灌注樁。由于該項(xiàng)目位于市區(qū)繁華階段，施工場(chǎng)地狹小，周邊環(huán)境復(fù)雜，因此采用逆作法進(jìn)行施工時(shí)，型鋼柱作為逆作法的臨時(shí)支撐柱，通過(guò)導(dǎo)向架插入灌注樁匯總，結(jié)構(gòu)柱尺寸為900mm×1200mm、1200mm×1200mm兩種，如圖1所示。

圖1 型鋼混凝土柱類型

2 項(xiàng)目施工重難點(diǎn)

（1）逆作法施工時(shí)型鋼柱作為臨時(shí)支撐使用，逆作結(jié)束后型鋼柱通過(guò)混凝土包裹形成結(jié)構(gòu)柱，結(jié)構(gòu)柱中型鋼所占比重較大，鋼筋安裝時(shí)梁筋難以錨固、穿過(guò)，無(wú)法進(jìn)行梁筋安裝[8-9]。

（2）部分框架梁梁筋較多，包括上部鋼筋、下部鋼筋、架立筋、抗扭鋼筋等，鋼筋密集、鋼筋連接困難、施工難度大，通過(guò)在型鋼板腹開孔的方式將造成型鋼截面尺寸變小，影響型鋼柱的承載力。

（3）由于逆作法先澆筑梁板后澆筑柱，在結(jié)構(gòu)柱混凝土澆筑時(shí)梁板已澆筑，混凝土難以通過(guò)已施工的梁板進(jìn)行澆筑振搗，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。

3 復(fù)雜勁性混凝土梁柱逆作節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)

項(xiàng)目主要采用勁性混凝土結(jié)構(gòu)，型鋼柱作為臨時(shí)柱支撐，在梁柱節(jié)點(diǎn)施工時(shí)，型鋼柱腹部為實(shí)心，梁筋無(wú)法貫穿，當(dāng)框架梁的鋼筋較多時(shí)，在型鋼上開孔過(guò)多容易造成型鋼截面面積變小，引起質(zhì)量問(wèn)題。因此，在梁柱節(jié)點(diǎn)施工時(shí)，以減少開孔或不開孔的原則進(jìn)行處理[10-12]。本文針對(duì)不同尺寸的結(jié)構(gòu)柱采用不同的節(jié)點(diǎn)處理方式，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)提高施工效率。

3.1 鉆孔連接

針對(duì)尺寸為900mm×1200mm的結(jié)構(gòu)柱僅與一根梁的兩跨相連的情況，結(jié)構(gòu)梁截面較小，梁筋相對(duì)較少，采用鉆孔連接。鉆孔連接就是在型鋼板腹區(qū)域定位開孔，將梁筋穿過(guò)型鋼，鋼筋安裝完畢后將孔洞用滿焊填充，如圖2所示。型鋼板腹開孔直徑不得過(guò)大，應(yīng)略大于鋼筋直徑且不超過(guò)10mm，孔洞大小與鋼筋直徑的相互關(guān)系宜選用表1 所示數(shù)據(jù)。該種方式施工快速、方便，但僅限于型鋼板腹穿過(guò)鋼筋少、梁上部鋼筋和下部鋼筋數(shù)量≤5根的情況。

表1 開孔直徑

圖2 鉆孔連接處理

3.2 附加鋼板焊接

針對(duì)尺寸為900mm×1200mm的結(jié)構(gòu)柱僅與一根梁的兩跨相連但梁筋較多、梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋較多的情況，采用焊接附加鋼板的方法進(jìn)行連接，如圖3所示。附加板焊接就是在梁受力筋與型鋼連接范圍內(nèi)焊接一塊附加鋼板，將附加鋼板焊接在型鋼柱上，再將梁受力筋與附加板焊接，使二者連成整體，附加鋼板選擇角鋼，角鋼翼緣寬度不小于50mm，焊接式將梁受力筋擱置在角鋼側(cè)翼上，鋼筋根部與角鋼焊接，端部50mm 范圍內(nèi)與角鋼翼緣焊接，加大鋼筋與型鋼柱的接觸面積[13]。與鉆孔連接類似，但焊接質(zhì)量要求嚴(yán)格，附加鋼板焊接完成后，應(yīng)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行下一步施工。

圖3 附加鋼板焊接

3.3 梁柱加腋處理

900mm×1200mm結(jié)構(gòu)柱與之連接的框架梁截面相對(duì)較小，采用加腋方式對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，以擴(kuò)大梁柱交接部位的接觸面積，從而將鋼筋進(jìn)行避讓連接，如圖4所示。通過(guò)加腋的方式，框架梁角筋、腰筋均可繞過(guò)型鋼柱從柱側(cè)面通過(guò)，上部鋼筋與下部鋼筋通過(guò)在型鋼柱上開孔穿過(guò)，開孔大小應(yīng)略寬于鋼筋直徑，鋼筋安裝完成后，將開孔處滿焊填充，以保證型鋼截面尺寸[14-15]。其中，加腋區(qū)域?qū)挾炔恍∮?50mm，以寬長(zhǎng)比不小于1:6 確定加腋長(zhǎng)度，即長(zhǎng)度為900mm，同時(shí)確保鋼筋保護(hù)層厚度不低于30mm，當(dāng)保護(hù)層厚度不滿足相關(guān)規(guī)范要求時(shí)，可進(jìn)行并筋處理。該方式既能保證梁柱鋼筋安裝完整，同時(shí)對(duì)型鋼柱破壞較小，不影響型鋼柱的承載力。

圖4 梁柱節(jié)點(diǎn)加腋處理

3.4 加勁板加鋼筋接駁器連接

對(duì)于1200mm×1200mm 結(jié)構(gòu)柱，截面尺寸較大，柱四邊均有型鋼板，與之相連的框架梁鋼筋密集，通過(guò)開孔處理或加設(shè)附加鋼板均難以保證施工質(zhì)量，通過(guò)梁柱加腋也難以穿過(guò)型鋼柱進(jìn)行連接。因此，針對(duì)規(guī)格尺寸較大、鋼筋連接復(fù)雜的梁柱節(jié)點(diǎn)，采用焊接加勁板和鋼筋接駁器進(jìn)行連接，如圖5所示。

首先，在框架梁上下部受力筋內(nèi)側(cè)焊接厚度≥25mm 的加勁板，加勁板應(yīng)定位準(zhǔn)確，加勁板焊接完成后對(duì)梁筋進(jìn)行定位，在加勁板上做好定位標(biāo)記，將鋼筋接駁器焊接加勁板上，再將梁筋擰入到鋼筋接駁器中，最后進(jìn)行梁筋的搭接、綁扎。鋼筋接駁器擰入時(shí)應(yīng)保證鋼筋表面清潔無(wú)雜物，擰入深度和扭矩應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定，且不得超擰，鋼筋接駁器與加勁板焊接應(yīng)滿焊，焊縫外觀無(wú)缺陷，焊縫高度不小于8mm。該措施施工較為復(fù)雜，加勁板、鋼筋接駁器焊接位置定位難，但梁柱節(jié)點(diǎn)的整體性較好，能夠保證節(jié)點(diǎn)處具有較好的承載力。

3.5 混凝土澆筑及施工縫處理

由于逆作法施工先澆筑梁板，梁板澆筑完畢后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)柱施工，導(dǎo)致梁柱交接點(diǎn)施工完成后，結(jié)構(gòu)柱混凝土澆筑困難。因此，在結(jié)構(gòu)板施工時(shí)，靠近結(jié)構(gòu)柱處應(yīng)預(yù)留直徑150mm的澆筑口，同時(shí)在梁底下部、結(jié)構(gòu)柱模板上部留出澆筑口，澆筑時(shí)直接從上一層結(jié)構(gòu)板處進(jìn)行澆筑振搗。澆筑前為避免骨料下沉堆積，可在結(jié)構(gòu)柱下部設(shè)置注漿口，預(yù)鋪300mm高、與混凝土同強(qiáng)度的水泥砂漿?；炷翍?yīng)在保證強(qiáng)度的情況下調(diào)整配合比，選用流動(dòng)性較好的自密實(shí)混凝土。

由于逆作法梁柱不同時(shí)澆筑，結(jié)構(gòu)柱上部和根部均存在施工縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)柱為邊柱、角柱時(shí)，應(yīng)對(duì)施工縫處進(jìn)行鑿毛清理，施工縫處應(yīng)設(shè)置止水鋼板，止水鋼板寬度至少300mm，并在施工縫內(nèi)部設(shè)置膨脹止水膠帶。

4 實(shí)施效果

該項(xiàng)目采用逆作法施工，對(duì)于不同梁柱節(jié)點(diǎn)情況提出四種優(yōu)化措施，在滿足施工質(zhì)量要求的同時(shí)做到了針對(duì)性處理，取得了較好的應(yīng)用效果，具體如下：

（1）通過(guò)鋼筋掃描儀和超聲波檢測(cè)等措施對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果均滿足施工質(zhì)量要求。

（2）針對(duì)結(jié)構(gòu)柱與框架梁鋼筋不密集的節(jié)點(diǎn)，采用施工簡(jiǎn)單的鉆孔連接和附加鋼板焊接，有效提高了施工效率，相較于采用加勁板加鋼筋接駁器的處理措施，節(jié)省工期將近1個(gè)月。

（3）通過(guò)對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加腋處理、焊接加勁板并用鋼筋接駁器進(jìn)行節(jié)點(diǎn)處理的方式，有效保證了復(fù)雜情況下梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝的施工質(zhì)量。

（4）通過(guò)在結(jié)構(gòu)板預(yù)留澆筑孔，框架梁下、結(jié)構(gòu)柱頂預(yù)留澆料口，底部鋪設(shè)素漿的混凝土澆筑方式，有效解決了結(jié)構(gòu)柱澆筑困難、容易發(fā)生質(zhì)量通病的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，勁性混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處理一直是逆作法施工中的難點(diǎn)，為解決這一問(wèn)題，以某商業(yè)中心項(xiàng)目為例，對(duì)該項(xiàng)目具體情況進(jìn)行分析，采取了四種逆作法下勁性混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化措施，具體如下：針對(duì)梁柱交接部位鋼筋情況不復(fù)雜的情況，可采用鉆孔連接及附加鋼板焊接的方法；針對(duì)梁截面尺寸小于結(jié)構(gòu)柱截面尺寸超過(guò)150mm的情況，可采用加腋方式處理；針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋連接復(fù)雜的情況，采用加勁板加剛進(jìn)接駁器的方式固定鋼筋；在梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋優(yōu)化的同時(shí)，保證混凝土澆筑質(zhì)量。以上措施經(jīng)該項(xiàng)目實(shí)際驗(yàn)證，在保證施工質(zhì)量的前提下，提高了施工效率，取得了良好社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。