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不规则多梁交汇的柱梁节点钢筋绑扎施工技术

时间:2024-07-28

王家东

(江苏苏南建筑安装工程有限公司,江苏常州213254)

“强节点、弱构件” 是抗震设计时必须遵循的基本原则。所以,在设计施工蓝图上一般都会对柱梁节点做特别的加强处理,比如采取箍筋加密、锚固长度延长等构造措施。但是在实际施工作业时,因为节点区有纵梁、横梁、柱的纵向钢筋三向钢筋相互交叉,且钢筋密集,配置箍筋在施工上有一定的难度,特别是在同一节点区出现多根不同方向的大跨度梁交汇支设于同一根柱上,给柱梁节点的钢筋绑扎带来更大的难度,导致施工完成的柱梁节点区域往往难以完全达到设计图纸的理想状态。比如大型商业建筑,受内部业态多样、功能复杂、布局多变等影响,其结构具有跨度大、梁板布局复杂、柱梁节点处多梁交汇等特点,给现场施工带来诸多不便,施工难度较大。尤其是多梁交汇处柱梁节点的钢筋绑扎施工难度尤为突出。如果处理不当将会造成:柱梁主筋分布不均匀,梁主筋锚固长度不足,柱梁箍筋绑扎不到位,混凝土缺少足够的约束,混凝土保护层厚度不足以及施工质量不良等诸多质量问题,以致给结构抗震带来质量和安全隐患。

1 工程概况

山东泰安爱琴海购物公园项目地处泰安高铁片区核心区位,是一座集超市、商业、电影院、儿童娱乐、KTV、健身于一体,提供一站式服务的商业主体。该项目占地面积约3万m2,地下2层,地上5层,总建筑面积约16万m2,框架剪力墙结构,是典型的超大型商业中心。每个楼层都有大量的非正交的四梁、五梁、甚至六梁交汇于一个柱梁节点。梁高普遍超过1 000 mm,梁宽也达到了350 mm以上,梁主筋直径普遍在22mm和25 mm,箍筋直径普遍在8 mm和10 mm。

2 柱梁节点钢筋绑扎的一般方法

2.1 沉梁法[1]

沉梁法即先把梁底模、侧模以及平台模一次性集中支设拼装完成,并经平面尺寸、模板面标高检查验收合格后,再集中安排主、次梁钢筋在平台模上悬挂架设绑扎,梁钢筋笼绑扎成型后抽掉悬挂支撑物件,沉入梁模板槽中,同时与柱钢筋笼汇交于梁柱节点处,定位校正后完成梁柱钢筋绑扎施工。

该法最大的优点就是模板支设和钢筋绑扎都可实现独自施工,互不干扰,不必交叉作业,有利于劳动力的组织和调配。此外,在梁模板、平台板的模板都支设完成的情况下,有利于核查、纠正、验收梁模板的平面尺寸和轴线定位以及平台模标高。对于钢筋绑扎来说也能带来诸多便利,作业人员可以直接站在平台上绑扎钢筋,不必单独搭设临时脚手架,避免了高空作业,有利于安全施工。在模板支设→钢筋绑扎→混凝土浇筑的工序交接中清晰明了,不凌乱,非常适合流水搭接施工安排。

但是,多年来的实践表明,该法的缺点也很明显。譬如,梁柱节点核心部位的梁箍筋、柱箍筋都会存在少放、漏放、漏绑等质量通病现象,如果先把柱箍筋的绑扎到位之后,则钢筋笼则无法下沉安放;如果强行下沉,则会造成箍筋变形、扎丝损坏甚至弄断,起不到箍筋的作用。见图1。

2.2 模板后封法

模板后封法是一种梁钢筋原位绑扎的施工方法,在梁底模安装完成,平面位置和面标高复核无误后,立即安排钢筋工在紧贴梁底模处进行梁钢筋笼的制作安装,待梁钢筋笼成型后再封闭梁侧模板和临近楼板平台模板。见图2。

该方法可以非常方便地把带有梁端弯锚筋的上下皮主筋、箍筋、梁两腰侧的抗扭筋和节点处柱箍筋等,按照设计和规范要求在原位进行精准绑扎施工。同时,也能有效地回避柱端主筋弯锚头的施工干扰。

但由于梁两侧楼板平台模板还未安装完成,需要在梁两侧单独搭设临时操作脚手架,作为钢筋工在钢筋绑扎时的操作平台,以便于高处作业时安全施工。如果楼板底模是用钢管做顶撑,也可以先搭顶撑架,利用它来作绑扎梁钢筋的操作架。

此方法侧重细分工艺流程,合理安排工作顺序,要求木工和钢筋工紧密配合,保证节点区域箍筋绑扎符合设计及规范要求。但该方法对于高宽比较大的窄梁、高梁钢筋笼的侧向稳定性会带来一定的风险,需要有专项的安全技术措施加以保障。另外,对于大梁、不规则梁、弧形梁的线性要求较高,否则后道工序梁板封模会有一定的困难。

图1 沉梁法

3 柱梁节点配筋特点难点分析

3.1 非正交梁钢筋

柱梁节点处交汇的梁大部分以锐角或者钝角相交,而非普通的正交形式,从而导致梁主筋在钢筋翻样时不能做通长布置,需要在节点处做弯锚处理,即梁主筋在端头有弯头锚入节点内。带有弯头的钢筋在插入柱主筋的间隙时有一定的难度。在与带有弯头的其他梁主筋叠放时也会因为设计标高的原因存在困难。见图3[2],4根非正交梁的钢筋布置,梁顶负弯矩主筋叠合在一起有6层,钢筋与钢筋之间的叠加厚度将达到150 mm,超过楼板厚度120 mm。可以想象,当五梁、六梁交汇时,钢筋的叠加量将会更大,叠加厚度将会更加明显,施工标高控制更加困难;而且与节点处柱子箍筋还会相互干扰,造成绑扎成型困难。

图2 模板后封法

图3 非正交梁钢筋示例

3.2 柱顶钢筋

一般情况下,在屋顶层柱子收头时需要做主筋弯锚,受到弯锚头的影响,经上抬悬挂绑扎完成的梁钢筋笼从上往下沉入柱梁节点并定位将会增加难度甚至变得不可能。而且柱箍筋没有柱主筋的依靠,势必会凌乱,导致无法绑扎固定成型。见图4。

图4 柱顶钢筋沉梁法示例

4 改良的钢筋绑扎方法

4.1 节点移动柱箍沉梁法

针对沉梁法的缺点,克服柱梁节点处柱箍难于绑扎成型与成型后沉梁容易破坏等施工困难,根据不同节点高度裁剪竖向辅助附加短钢筋,型号可以与箍筋相同,设置在柱主筋四边或者周围,把柱箍按照设计要求的箍筋间距绑扎或者焊接成箍筋笼。该箍筋笼不与柱主筋绑扎固定,但可以保证柱箍形状不变并顺着柱主筋上下活络移动,在主、次梁钢筋笼悬挂绑扎时依靠梁端主筋挑在柱间适当位置,待梁钢筋笼形成后即可直接随着梁钢筋笼下沉到柱梁节点处,见图5、图6。该方法既能保证柱梁节点处的箍筋成型稳定,又能保证箍筋间距符合设计要求,有效地保护节点核心区的整体性,加强核心混凝土的抗裂性能,保证了核心区的强度和刚度。

4.2 隔跨支模原位法

隔跨支模原位法是在模板后封法的基础上改良的一种梁钢筋原位绑扎的施工方法,即指以主、次梁为据点,间隔性地支设梁与梁之间的楼板板跨平台模板。在每根梁底模和单侧模都支设安装完成,保证梁线性成型后,开始主、次梁钢筋笼的绑扎施工。待钢筋笼绑扎成型后,再支设另一侧梁模板及平台模板,见图7、图8。该方法需要在未封模板的梁侧搭设钢筋绑扎作业工人的操作脚手架,也可以利用平台板满堂支撑架管上架设临时脚手板和防护栏杆。该方法需要模板工和钢筋工紧密配合,通力协作,交叉作业。

图5 圆柱节点移动柱箍示例

图6 方柱节点移动柱箍示例

该法继承了模板后封法的原位钢筋绑扎的相应优点,便于对梁、柱各主筋和箍筋的定位绑扎。同时,梁有一侧的平台模板已经形成,除了对于钢筋笼的绑扎成型提供了限位之外,还可以就近作为梁钢筋的临时吊放场地,便于钢筋工取材绑扎,减少不必要的平面人工搬运工作量,加快施工速度。

图7 屋顶层隔跨支模法(B-B)

图8 屋顶层隔跨支模法(A-A)

隔跨支模法适合于沉梁法实施有困难的大梁及不规则梁的钢筋绑扎施工,尤其在屋顶层柱顶钢筋有弯锚和非正交的十字交叉梁主钢筋弯锚入柱时,可以把梁主筋逐根安放、精准绑扎就位,同时可以完全按设计和规范要求把柱箍筋、梁箍筋、梁腰部抗扭钢筋顺利绑扎就位,保证施工质量,方便施工。隔跨支模法最适合屋面、所有的楼面、地下室顶板,是较大截面梁钢筋施工的一个好办法,值得推广。

5 结 语

山东泰安爱琴海购物公园项目,通过合理灵活地应用上述两种多梁交汇的柱梁节点钢筋绑扎施工技术,一方面有效地保证了复杂空间商业建筑的柱梁节点钢筋施工质量,一次性验收合格率达到了99%以上,防止了施工质量通病的发生;另一方面减少了返工整改施工时间,加快了施工进度,保证了项目节点计划的成功实施,得到了监理、业主以及质监部门的一致好评。目前,该项目已获评为2019年度市优质结构工程和2019年度省优质结构工程,取得了较好的经济效益和社会效益。

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