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摘要:本文作者结合实际工作经验,对框架结构中梁柱节点施工技术的若干关键问题进行了探讨。
关键词:高层建筑;框架结构;施工技术;探讨
1 框架结构施工技术相关问题
1.1 施工准备。一是材料及主要机具。1)水泥:325 号以上矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。进场时必须有质量证明书及复试试验报告。2)砂:宜用粗砂或中砂。混凝土低于 C30 时,含泥量不大于 5%,高于C30时,不大于3%。3)石子:粒径 0.5~3.2cm,混凝土低于 C30 时,含泥量不大于2%,高于 C30 时,不大于 1%。4)掺合料:粉煤灰,其掺量应通过试验确定,并应符合有关标准。5)混凝土外加剂:减水剂、早强剂等应符合有关标准的规定,其掺量经试验符合要求后,方可使用。6)主要机具:混凝土搅拌机、磅秤(或自动计量设备)双轮手推车、小翻斗车、尖锹、平锹、混凝土吊斗、插入式振捣器、木抹子、长抹子、铁插尺、胶皮水管、铁板、串桶、塔式起重机等。二是作业条件1)浇筑混凝土层段的模板、钢筋、预埋件及管线等全部安装完毕,经检查符合设计要求,并办完隐、预检手续。2)浇筑混凝土用的架子及马道已支搭完毕,并经检查合格。3)水泥、砂、石及外加剂等经检查符合有关标准要求,试验室已下达混凝土配合比通知单。4)磅秤(或自动上料系统)经检查核定计量准确,振捣器(棒)经检验试运转合格。5)工长根据施工方案对操作班组已进行全面施工技术交底,混凝土浇筑申请书已被批准。
1.2 钢筋工程施工的工艺技术。钢筋工程垂直度的保证。为保证钢筋工程垂直度的要求,在各层施工前应首先定准轴线位置,然后再绑扎钢筋,绑扎钢筋时应有可靠平稳的操作平台,施工中可以利用梁、柱、板的拉结筋加以固定。钢筋在下料之前,必须先放样,并依据钢筋放样单下料,下料的过程中应满足国标图集03G101- 1 《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》有关要求。
1.3 混凝土工程施工的工艺技术。现浇框架结构混凝土工程施工,易于出现的问题是混凝土楼板裂缝。裂缝的方向、形状,有:水平、垂直、纵向、横向、斜向裂缝以及放射状裂缝等。按深度,有:表面,深度和贯穿裂缝等。通常所说的裂缝,也就是指一般肉眼可见到的裂缝,宽度约为0.03~0.05毫米,也称为宏观裂缝,其对现浇框架结构混凝土工程施工质量影响很大。因此,对现浇混凝土工程的施工工艺技术要求,要更高更严。现浇框架结构混凝土工程,施工现场必须按规范要求,选用粗骨料料径不大于3~5cm的骨料配置混凝土,以保证混凝土在浇筑过程中不卡壳、断流,提高混凝土的密实度。必须对混凝土的级配、坍落度、振捣方式进行严格控制,认真按规范要求准备和操作,确保浇筑一次成功。混凝土浇筑前,要仔细清扫各部位的施工垃圾,用清水冲洗干净,然后按规范要求和施工方案确定的顺序施工,注意施工缝的留置位置。振动棒应沿着下料方向较低的方向振实,直至混凝土不明显下沉泛浆,采取“快插慢拔”的振捣方法。混凝土在拌制过程中要注意的问题有:水灰比过大失控。计量不准确甚至不计量,施工配合比不根据砂、石料的含水率变化及时调整,偷工减料,振捣过程中出现漏振、过振、漏浆等导致混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等质量通病现象,这是应该引起重视的。
1.4 砌筑工程施工工艺技术。砌体工程施工除了按照施工方案和技术交底施工外,还必须满足《砌体工程施工质量验收规范》的有关要求,如砂浆的砌筑灰缝8~ 12mm即:10mm,砌筑砂浆饱满度不少于80%等。严把原材料进场质量关,用于工程材料必须合格,只有原材料合格工程实体质量才有保障。
2 节点处的钢筋与施工缝
梁柱柱内往往竖向钢筋非常多,而梁内上下横向钢筋也按锚固要求弯曲插入柱内。一般情况下,柱内竖筋和梁内钢筋的规格数量及錨固长度,都是在现场加工区或预制厂按图成型,现场绑扎的。该处的钢筋往往非常密集,会引起施工人员的重视,通常情况下,不会出现差错(特别是主筋)。但由于节点区附近钢筋非常密,加之钢筋与模板的工序配合问题,应在固定模板之前将箍筋绑扎完毕,如果绑扎梁筋前固定模板,则必须加密的箍筋。由于不好绑扎,也往往不能加密。因此,该处模板应当在箍筋加密完成后,再进行固定。浇筑柱混凝土之前将同一层内的柱、梁钢筋固定就位完成。
3 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣,也会有少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。其裂缝的具体原因是:
3.1 梁柱节点处,不同强度等级的混凝土,其水泥用量、水灰比、用水量都不同,混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,高低强度等级混凝土本身的收缩有差异,共交界附近容易产生裂缝。
3.2 柱子断面大,刚度大,梁的截面相对较小,又受柱子的强大约束,梁体混凝土的收缩受限制,也容易在较薄弱的交界附近产生裂缝。
3.3 混凝土浇捣后又未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩。水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充。因而在硬化过程中,受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的高低强度等级混凝土交界部位。
3.4 高等级混凝土初凝后浇捣低等级混凝土。虽然微裂在混凝土中是很难避免的,但是应从严要求,分析原因,裂缝如不是荷载作用下的结构裂缝一般不影响结构安全使用。但尽量控制和消除这类裂缝,进一步提高工程质量。
4 梁柱节点处裂缝的防治措施
根据上述原因分析,采取的具体防裂措施如下:
4.1 在满足强度等级及可泵性的条件下,对柱混凝土,减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量,以减少混凝土的收缩量。
4.2 节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则,即先浇高强度等级混凝土,后浇低强度等级混凝土,严格控制在先浇柱混凝土初凝后继续浇捣梁板的混凝土,事先作好技术交底和准备工作。
4.3 混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,特别是梁,除了板面浇水外,还应在板下梁侧浇水,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。
4.4 增加梁的侧面水平构造钢筋,提高梁的抗裂性。
只要采取的针对性措施到位,对症下药,并精心施工,梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到最大限度的控制。
5 结束语
在“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则下,钢筋混凝土框架结构都应该设计成延性结构,合理的设计梁、柱、节点,防止构件过早发生脆性破坏,控制构件破坏的先后顺序,在一定程度上实现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震概念设计要求。本文从混凝土强度等级不同时梁柱施工中节点的处理来叙述施工质量对结构延性设计的完善和保证。
参考文献:
[1] 赵文.潘文异形柱结构梁柱节点施工难点及处理措施[J].山西建筑2009,(32).
[2] 王婉晔.高层建筑不同强度等级混凝土梁柱节点的处理方法[J].建筑技术开发2011,(07).
[3] 黄懿.框架结构施工中应注意的问题[J].建设科技,2009,(05).
关键词:高层建筑;框架结构;施工技术;探讨
1 框架结构施工技术相关问题
1.1 施工准备。一是材料及主要机具。1)水泥:325 号以上矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。进场时必须有质量证明书及复试试验报告。2)砂:宜用粗砂或中砂。混凝土低于 C30 时,含泥量不大于 5%,高于C30时,不大于3%。3)石子:粒径 0.5~3.2cm,混凝土低于 C30 时,含泥量不大于2%,高于 C30 时,不大于 1%。4)掺合料:粉煤灰,其掺量应通过试验确定,并应符合有关标准。5)混凝土外加剂:减水剂、早强剂等应符合有关标准的规定,其掺量经试验符合要求后,方可使用。6)主要机具:混凝土搅拌机、磅秤(或自动计量设备)双轮手推车、小翻斗车、尖锹、平锹、混凝土吊斗、插入式振捣器、木抹子、长抹子、铁插尺、胶皮水管、铁板、串桶、塔式起重机等。二是作业条件1)浇筑混凝土层段的模板、钢筋、预埋件及管线等全部安装完毕,经检查符合设计要求,并办完隐、预检手续。2)浇筑混凝土用的架子及马道已支搭完毕,并经检查合格。3)水泥、砂、石及外加剂等经检查符合有关标准要求,试验室已下达混凝土配合比通知单。4)磅秤(或自动上料系统)经检查核定计量准确,振捣器(棒)经检验试运转合格。5)工长根据施工方案对操作班组已进行全面施工技术交底,混凝土浇筑申请书已被批准。
1.2 钢筋工程施工的工艺技术。钢筋工程垂直度的保证。为保证钢筋工程垂直度的要求,在各层施工前应首先定准轴线位置,然后再绑扎钢筋,绑扎钢筋时应有可靠平稳的操作平台,施工中可以利用梁、柱、板的拉结筋加以固定。钢筋在下料之前,必须先放样,并依据钢筋放样单下料,下料的过程中应满足国标图集03G101- 1 《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》有关要求。
1.3 混凝土工程施工的工艺技术。现浇框架结构混凝土工程施工,易于出现的问题是混凝土楼板裂缝。裂缝的方向、形状,有:水平、垂直、纵向、横向、斜向裂缝以及放射状裂缝等。按深度,有:表面,深度和贯穿裂缝等。通常所说的裂缝,也就是指一般肉眼可见到的裂缝,宽度约为0.03~0.05毫米,也称为宏观裂缝,其对现浇框架结构混凝土工程施工质量影响很大。因此,对现浇混凝土工程的施工工艺技术要求,要更高更严。现浇框架结构混凝土工程,施工现场必须按规范要求,选用粗骨料料径不大于3~5cm的骨料配置混凝土,以保证混凝土在浇筑过程中不卡壳、断流,提高混凝土的密实度。必须对混凝土的级配、坍落度、振捣方式进行严格控制,认真按规范要求准备和操作,确保浇筑一次成功。混凝土浇筑前,要仔细清扫各部位的施工垃圾,用清水冲洗干净,然后按规范要求和施工方案确定的顺序施工,注意施工缝的留置位置。振动棒应沿着下料方向较低的方向振实,直至混凝土不明显下沉泛浆,采取“快插慢拔”的振捣方法。混凝土在拌制过程中要注意的问题有:水灰比过大失控。计量不准确甚至不计量,施工配合比不根据砂、石料的含水率变化及时调整,偷工减料,振捣过程中出现漏振、过振、漏浆等导致混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等质量通病现象,这是应该引起重视的。
1.4 砌筑工程施工工艺技术。砌体工程施工除了按照施工方案和技术交底施工外,还必须满足《砌体工程施工质量验收规范》的有关要求,如砂浆的砌筑灰缝8~ 12mm即:10mm,砌筑砂浆饱满度不少于80%等。严把原材料进场质量关,用于工程材料必须合格,只有原材料合格工程实体质量才有保障。
2 节点处的钢筋与施工缝
梁柱柱内往往竖向钢筋非常多,而梁内上下横向钢筋也按锚固要求弯曲插入柱内。一般情况下,柱内竖筋和梁内钢筋的规格数量及錨固长度,都是在现场加工区或预制厂按图成型,现场绑扎的。该处的钢筋往往非常密集,会引起施工人员的重视,通常情况下,不会出现差错(特别是主筋)。但由于节点区附近钢筋非常密,加之钢筋与模板的工序配合问题,应在固定模板之前将箍筋绑扎完毕,如果绑扎梁筋前固定模板,则必须加密的箍筋。由于不好绑扎,也往往不能加密。因此,该处模板应当在箍筋加密完成后,再进行固定。浇筑柱混凝土之前将同一层内的柱、梁钢筋固定就位完成。
3 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因
梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣,也会有少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。其裂缝的具体原因是:
3.1 梁柱节点处,不同强度等级的混凝土,其水泥用量、水灰比、用水量都不同,混凝土在硬化过程中,由于水分蒸发,体积逐渐缩小,产生收缩,高低强度等级混凝土本身的收缩有差异,共交界附近容易产生裂缝。
3.2 柱子断面大,刚度大,梁的截面相对较小,又受柱子的强大约束,梁体混凝土的收缩受限制,也容易在较薄弱的交界附近产生裂缝。
3.3 混凝土浇捣后又未及时浇水养护,混凝土在较高温度下失水收缩。水化热释放量较大,而又未及时得到水分的补充。因而在硬化过程中,受到支座的约束,势必产生温度应力而出现裂缝,这些裂缝也首先产生在较薄弱的高低强度等级混凝土交界部位。
3.4 高等级混凝土初凝后浇捣低等级混凝土。虽然微裂在混凝土中是很难避免的,但是应从严要求,分析原因,裂缝如不是荷载作用下的结构裂缝一般不影响结构安全使用。但尽量控制和消除这类裂缝,进一步提高工程质量。
4 梁柱节点处裂缝的防治措施
根据上述原因分析,采取的具体防裂措施如下:
4.1 在满足强度等级及可泵性的条件下,对柱混凝土,减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量,以减少混凝土的收缩量。
4.2 节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则,即先浇高强度等级混凝土,后浇低强度等级混凝土,严格控制在先浇柱混凝土初凝后继续浇捣梁板的混凝土,事先作好技术交底和准备工作。
4.3 混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,特别是梁,除了板面浇水外,还应在板下梁侧浇水,这样既可减少温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。
4.4 增加梁的侧面水平构造钢筋,提高梁的抗裂性。
只要采取的针对性措施到位,对症下药,并精心施工,梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝可以得到最大限度的控制。
5 结束语
在“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计原则下,钢筋混凝土框架结构都应该设计成延性结构,合理的设计梁、柱、节点,防止构件过早发生脆性破坏,控制构件破坏的先后顺序,在一定程度上实现“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的抗震概念设计要求。本文从混凝土强度等级不同时梁柱施工中节点的处理来叙述施工质量对结构延性设计的完善和保证。
参考文献:
[1] 赵文.潘文异形柱结构梁柱节点施工难点及处理措施[J].山西建筑2009,(32).
[2] 王婉晔.高层建筑不同强度等级混凝土梁柱节点的处理方法[J].建筑技术开发2011,(07).
[3] 黄懿.框架结构施工中应注意的问题[J].建设科技,2009,(05).