框架柱的鋼筋施工質(zhì)量通病控制措施研究

孫明俊,唐汪柱

(中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，蚌埠 233010)

框架柱具有較高的承載力、良好的抗震性能、耐火性能等一系列優(yōu)點(diǎn)，是房屋、橋梁、水工等各種工程結(jié)構(gòu)中最基本的承重構(gòu)件，并在高層建筑及大型構(gòu)筑物中得到廣泛應(yīng)用[1]。近年來(lái)，隨著建筑物高度的增加，在工業(yè)廠房、高層民用建筑等建設(shè)工程中，鋼筋的應(yīng)用向高強(qiáng)度如采用高級(jí)別鋼筋、密集布置如箍筋全程加密、大直徑如型鋼等方向發(fā)展[2]，其施工質(zhì)量的保證措施也在不斷地改進(jìn)[3,4]。影響搭接鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素有：鋼筋類型、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋外形、鋼筋直徑、配箍率、施工條件等，另外它還受鋼筋搭接接頭面積百分率的影響。安徽省新型城鎮(zhèn)化建設(shè)項(xiàng)目是蚌埠國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目，位于蚌埠市高新區(qū)山香路東側(cè)、姜橋路南側(cè)，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，一層地下室層高6 m，一層、二層層高5.4 m，三層及以上層高4 m，共16層。該文在總結(jié)安徽省新型城鎮(zhèn)化建設(shè)項(xiàng)目的宿舍樓A、B已經(jīng)施工完成的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研了框架柱鋼筋分項(xiàng)工程施工質(zhì)量通病，提出了從箍筋制作與安裝、柱筋定位和柱中縱向鋼筋搭接等3個(gè)方面保證其施工質(zhì)量的控制措施和辦法，總結(jié)出質(zhì)量過(guò)硬、安全優(yōu)良、施工方便及節(jié)約成本的施工方法，為該項(xiàng)目后續(xù)科技樓的單體工程和類似工程施工提供參考。

1 施工中存在的問(wèn)題

1.1 箍筋制作及安裝問(wèn)題

1)現(xiàn)象 根據(jù)施工規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙的要求，矩形箍筋制作應(yīng)保證幾何尺寸且外皮計(jì)算水平彎曲≥135°，施工現(xiàn)場(chǎng)有很大部分箍筋的長(zhǎng)度僅一端能達(dá)到約120°，另一端基本上保持在90°；抗震結(jié)構(gòu)箍筋彎鉤平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d(d為鋼筋直徑)，且最低不小于75 mm，在實(shí)際施工過(guò)程中，幾何尺寸在大小上基本上能夠符合相關(guān)規(guī)定及要求，但箍筋拉鉤平直段在很大程度上達(dá)不到10d。施工過(guò)程中，箍筋安裝應(yīng)考慮根數(shù)及間距，箍筋的加密存在遺漏現(xiàn)象或者加密達(dá)不到規(guī)范的情況，在與頂板、梁等交接部位箍筋的綁扎不夠規(guī)范、交接處箍筋未設(shè)置等；梁柱交接處箍筋數(shù)量不足，鋼筋數(shù)量多且多方向施工存在難度，引起箍筋少放或存在箍筋被割斷的現(xiàn)象。

2)原因分析 抗震箍筋彎鉤應(yīng)為135°，角度越小施工難度越小，對(duì)于梁柱交接處箍筋放置在彎鉤較小的情況下更方便施工，且施工中采用的機(jī)械彎折角度未進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)一次彎折成型會(huì)有小范圍的反彈，導(dǎo)致箍筋成型角度偏差；箍筋幾何尺寸的做法能夠得到保證是因?yàn)槌叽缙畲髸?huì)增加施工難度，但箍筋彎鉤長(zhǎng)度不能得到保證是因?yàn)殚L(zhǎng)度減少會(huì)節(jié)約材料且降低施工難度；箍筋數(shù)量及間距的問(wèn)題往往由于在梁柱交接處、箍筋加密處，施工設(shè)計(jì)所需的鋼筋數(shù)量比較多，同時(shí)會(huì)增大施工的難度，因此施工人員可能會(huì)減少箍筋的數(shù)量，從而對(duì)柱子受力的情況產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。

1.2 柱筋偏移問(wèn)題

框架柱中經(jīng)常出現(xiàn)柱筋偏移問(wèn)題，施工規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙要求的允許偏移水平誤差范圍是±5 mm，但實(shí)際施工過(guò)程中誤差范圍不易控制，較大的誤差將加大或減小鋼筋保護(hù)層厚度，對(duì)混凝土框架柱構(gòu)件承載力產(chǎn)生不利影響。

1.2.1 現(xiàn)象

框架柱基礎(chǔ)混凝土插筋和柱縱筋往上延伸，通過(guò)樓板時(shí)部分鋼筋會(huì)在實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)生偏移現(xiàn)象。混凝土澆筑成型后，通過(guò)測(cè)量放線可以檢查出框架柱鋼筋存在定位偏移的情況，嚴(yán)重的柱筋偏移會(huì)改變鋼筋受力狀態(tài)、減少鋼筋使用年限。鋼筋間距較大或較小時(shí)容易改變鋼筋的受力形式，不符合設(shè)計(jì)規(guī)定，對(duì)抗震性能有更明顯的影響；鋼筋整體骨架的偏移導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層一端過(guò)大而另一端過(guò)小，當(dāng)保護(hù)層小于規(guī)范的最小厚度時(shí)，結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性和耐久性將會(huì)受到影響；而縱筋偏移嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承載力。

1.2.2 原因分析

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，鋼筋柱筋數(shù)量設(shè)置過(guò)多，導(dǎo)致鋼筋間距過(guò)密，特別是一級(jí)抗震混凝土結(jié)構(gòu)柱的柱筋達(dá)到5 cm內(nèi)一道Φ30鋼筋，對(duì)鋼筋定位施工難度大。施工定位鋼筋時(shí)，柱筋定位的箍筋通常設(shè)置一道，箍筋約束未設(shè)置兩道且一道定位高度很難控制在距板面30～50 cm范圍內(nèi)，個(gè)別定位箍筋采用一道扎絲綁扎，容易在模板支設(shè)和澆筑混凝土?xí)r發(fā)生縱筋偏移現(xiàn)象；柱中縱筋與模板未形成有效固定，在澆筑混凝土?xí)r使外伸縱筋產(chǎn)生整體移位；梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)鋼筋較密，柱子縱筋被擠壓而造成柱中外伸鋼筋移位；柱的軸線放線存在誤差、基礎(chǔ)定位不牢固；柱的鋼筋保護(hù)塊固定不到位；柱子變截面施工時(shí)未考慮到主筋根數(shù)的減少，導(dǎo)致上層柱子截面變化后鋼筋位置未形成正確有效的定位。

1.3 柱中縱向鋼筋搭接問(wèn)題

縱向受力鋼筋接頭面積百分率，是指在同一連接區(qū)段內(nèi)接頭鋼筋面積(或數(shù)量)占總鋼筋面積(或數(shù)量)的比值，對(duì)于柱筋一般取50%。

1.3.1 現(xiàn)象

在綁扎和安裝柱子鋼筋時(shí)，接頭的鋼筋截面面積占總截面面積的百分率超出規(guī)范規(guī)定的數(shù)值；在結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件和關(guān)鍵傳力部位(如柱端、梁端的箍筋加密區(qū)等)，存在縱向受力鋼筋設(shè)置綁扎連接接頭；在搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)，施工人員不按規(guī)范要求規(guī)定加密箍筋；鋼筋接頭間距的限制往往保證在鋼筋接頭端部應(yīng)保持一定距離，為0.3倍接頭長(zhǎng)度，對(duì)于柱中鋼筋搭接應(yīng)乘以系數(shù)0.7取用，同時(shí)柱中鋼筋的最小搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于200 mm。鋼筋的連接接頭宜避開(kāi)梁端和柱端箍筋加密區(qū)，但未設(shè)置在彎矩和剪力較小的區(qū)段。

1.3.2 原因分析

施工技術(shù)人員鋼筋配料時(shí)未認(rèn)真安排原材料下料長(zhǎng)度的合理搭配，鋼筋浪費(fèi)嚴(yán)重且存在不合理的搭接區(qū)間；施工前未認(rèn)真熟悉規(guī)范和圖紙，對(duì)柱筋搭接接頭面積百分率存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)；施工時(shí)常采用機(jī)械連接和直螺紋連接，卻未重視綁扎接頭和直螺紋連接的適用范圍；鋼筋機(jī)械連接接頭在柱子底部往上500 mm至頂非箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，一般考慮施工操作方便選擇板面向上500 mm至柱中的范圍內(nèi)，卻未考慮施工節(jié)點(diǎn)問(wèn)題。

2 工程中常用的解決辦法

2.1 箍筋制作及安裝問(wèn)題解決辦法

2.1.1 預(yù)防措施

箍筋制作采用首批檢查模式，即在計(jì)算下料長(zhǎng)度并制作首批鋼筋后報(bào)項(xiàng)目部審核，待合格后再進(jìn)行大批量制作；彎鉤彎折角度應(yīng)適當(dāng)大于圖紙要求和規(guī)范規(guī)定；加強(qiáng)對(duì)施工人員鋼筋施工專題培訓(xùn)，特別是返工難度大的節(jié)點(diǎn)施工，對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)可以采用節(jié)點(diǎn)內(nèi)分段放置數(shù)根鋼筋的方法，少放或漏放箍筋將造成節(jié)點(diǎn)處柱子內(nèi)很長(zhǎng)一段呈無(wú)箍筋狀態(tài)；項(xiàng)目部重點(diǎn)加強(qiáng)巡查了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的箍筋，避免造成返工難度大的現(xiàn)象。

2.1.2 解決辦法

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的間距設(shè)置足夠數(shù)量的箍筋，保證固定主鋼筋的位置而使構(gòu)件(梁或者柱)內(nèi)各種鋼筋構(gòu)成鋼筋骨架的鋼筋；發(fā)現(xiàn)在梁柱交接處未合理設(shè)置箍筋的現(xiàn)象，必須將相關(guān)部分模板拆除后用兩個(gè)U型箍對(duì)稱綁扎并點(diǎn)焊成封閉箍筋；在施工技術(shù)交底時(shí)應(yīng)增寫(xiě)箍筋設(shè)置規(guī)定，以提醒施工人員注意。采取嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲措施，對(duì)返工難度大的節(jié)點(diǎn)加大處罰力度。

2.2 柱筋偏移問(wèn)題解決辦法

2.2.1 預(yù)防措施

加強(qiáng)施工管理、技術(shù)交底和質(zhì)量監(jiān)管，貫徹柱子鋼筋綁扎、自檢、報(bào)驗(yàn)的流程；嚴(yán)格控制柱筋接頭面積百分率，重視綁扎連接和直螺紋連接的適用范圍；柱子鋼筋在頂板封口處綁扎兩道鋼筋，第一道距封口處約5～8 cm處并焊接牢固，第二道距離封口處約50 cm綁扎牢固，澆筑混凝土成型后第一道鋼筋可作為柱子箍筋起步箍；澆筑混凝土?xí)r，注意振動(dòng)棒是否使柱子鋼筋產(chǎn)生偏移；柱子截面變化時(shí)，在梁柱交接頂部?jī)?nèi)側(cè)將柱筋彎折定位到柱框內(nèi)，必須使用焊接進(jìn)行鋼筋定位，要認(rèn)真對(duì)照?qǐng)D紙要求進(jìn)行逐一檢查并確定該層鋼筋定位是否正確；報(bào)請(qǐng)監(jiān)理單位辦理隱蔽工程驗(yàn)收手續(xù)。

2.2.2 解決辦法

采用手工復(fù)位調(diào)整辦法：柱筋偏移水平距離小于其保護(hù)層厚度時(shí)，將鋼筋的底部往偏位的反向彎折，再按規(guī)范允許的斜度調(diào)整到原鋼筋位置，另加同型號(hào)鋼筋彎折L型作為加強(qiáng)筋與偏位柱筋點(diǎn)焊或綁扎。采用植筋非復(fù)位調(diào)整辦法：柱筋偏移水平距離大于其保護(hù)層厚度時(shí)，在柱框下層鋼筋正確位置向上延伸的線上種植同型號(hào)的鋼筋，植筋必須符合相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。切除原有偏位鋼筋時(shí)應(yīng)預(yù)留埋入混凝土內(nèi)的錨固長(zhǎng)度，并沿其根部表面剔除混凝土后將柱外偏位鋼筋盡可能打彎并埋到柱框內(nèi)，余下部分調(diào)整后與新植鋼筋搭接焊。

2.3 縱向鋼筋搭接問(wèn)題解決辦法

2.3.1 預(yù)防措施

在鋼筋骨架連接未成型前，發(fā)現(xiàn)接頭數(shù)量不符合規(guī)范要求，應(yīng)立即通知配料人員重新考慮設(shè)置方案；受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處、非箍筋加密區(qū)、非彎矩較大區(qū)域、非節(jié)點(diǎn)處等，在同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。配料時(shí)鋼筋編號(hào)要清晰，注明各個(gè)區(qū)段的搭配情況，對(duì)于同一組搭配而安裝方法不同的，要加文字說(shuō)明；若分不清鋼筋所處部位是受拉區(qū)或受壓區(qū)時(shí)，接頭位置均應(yīng)按受拉區(qū)的規(guī)定考慮。

2.3.2 解決辦法

對(duì)于未形成整體鋼筋骨架的鋼筋，可以將有問(wèn)題的鋼筋抽出，換用合格長(zhǎng)度的鋼筋；對(duì)于已經(jīng)形成鋼筋骨架的鋼筋，則根據(jù)具體情況辦理，可以采用拆除骨架或抽出有問(wèn)題的鋼筋返工。在考慮工期影響的情況下，則可采用加焊幫條、綁扎幫條等方法解決。

3 工程中的實(shí)際運(yùn)用

安徽省新型城鎮(zhèn)化產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目鋼筋施工方案中對(duì)柱子鋼筋分項(xiàng)工程施工中出現(xiàn)的問(wèn)題采用預(yù)防措施和解決辦法兩種方式，在施工準(zhǔn)備開(kāi)始工作前將可能遇到的施工問(wèn)題通過(guò)圖紙會(huì)審向設(shè)計(jì)單位提出，在施工中遇到的問(wèn)題通過(guò)聯(lián)系單和協(xié)調(diào)會(huì)議向設(shè)計(jì)單位和其他單位反饋，并取得了設(shè)計(jì)單位的技術(shù)支持和指導(dǎo)。同時(shí)，在施工期間加強(qiáng)班組的技術(shù)交底和質(zhì)量教育工作，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和指導(dǎo)，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行整改并落實(shí)到位記錄完整。對(duì)柱子鋼筋分項(xiàng)工程的隱蔽做到“三檢制度”，對(duì)監(jiān)理單位提出的意見(jiàn)能夠積極有效地整改落實(shí)并形成相關(guān)記錄。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前該項(xiàng)目中宿舍樓的主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成，施工工期符合合同約定工期，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，安全無(wú)事故。施工單位分每月、每周、施工前進(jìn)行有關(guān)技術(shù)交底，嚴(yán)格按照審批通過(guò)的施工方案進(jìn)行施工，相關(guān)政策落實(shí)到位。宿舍樓的主體結(jié)構(gòu)順利完成，為產(chǎn)業(yè)園區(qū)的科技樓創(chuàng)建“標(biāo)準(zhǔn)化工地”施工提供了技術(shù)支持和參考標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 顧祥林，蔡 茂，林 峰． 地震作用下鋼筋混凝土柱受力性能研究[J]．工程力學(xué)，2010，27(11)：160-166.

[2] 易桂香，李曉東，席向東，等．鋼筋施工質(zhì)量對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)受力性能的影響研究[J]．工業(yè)建筑，2017，47(9)：39-43.

[3] 巴松濤．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期質(zhì)量的可靠性控制[J]．施工技術(shù)，2000，29(11)：34-35.

[4] 郭 猛，涂遠(yuǎn)軍．鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)優(yōu)化施工設(shè)計(jì)[J]．施工技術(shù)，2007，36(6)：95-97.