程 揚(yáng)

（中鐵十六局集團(tuán)城市建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100018）

0 引言

框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)在水平荷載作用下的受力狀態(tài)很復(fù)雜，抗震設(shè)計(jì)的框架節(jié)點(diǎn)，需要保證“強(qiáng)柱弱梁、節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的設(shè)計(jì)理念，框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)設(shè)置框架柱水平箍筋的目的就是為了保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土具有良好的約束性，為梁柱受力鋼筋提供可靠的錨固條件［1］。G101 圖集對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋的設(shè)置進(jìn)行了明確的要求，要求節(jié)點(diǎn)核心區(qū)水平箍筋按框架柱箍筋加密范圍內(nèi)箍筋配置［2］，不得隨意減少，發(fā)揮其提高構(gòu)件受剪承載力、加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的約束、地震作用下防止縱向鋼筋壓屈的重要作用，防止現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的重要部位形成安全隱患。

1 工程概況

保定市主城區(qū)城中村改造中陽(yáng)安置區(qū)位于保定市蓮池區(qū)楊莊鄉(xiāng)，規(guī)劃用地面積 161 畝，安置住房 2 432 套，總建筑面積為 39.27 萬(wàn) m2，包含 17 棟高層住宅，住宅樓地下 3 層，地上最高 26 層，檐口高度 79.85 m，住宅樓結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為 CFG 樁復(fù)合地基+筏板基礎(chǔ)，地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)形式為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)［3］，層高 3.7/3.9 m，建筑面積共計(jì) 98 785.6 m2，柱截面尺寸為 600 mm×600 mm，柱鋼筋制作與安裝共計(jì) 3 457.5 t，鋼筋工程體量大、周期長(zhǎng)、成本投入占比高，是制約本項(xiàng)目整體進(jìn)度的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

2 節(jié)點(diǎn)區(qū)柱箍筋現(xiàn)有工藝闡述與分析

常規(guī)做法是，待梁柱模板支設(shè)完畢后對(duì)梁鋼筋進(jìn)行模板綁扎，綁扎完畢后擱置在模板相應(yīng)位置中。節(jié)點(diǎn)區(qū)域柱箍筋安裝一般采用預(yù)綁扎節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋籠的方法，以解決節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋密集不宜施工的問(wèn)題，具體步驟是，首先穿布框架梁下部鋼筋，柱箍筋四角分別利用 1 根Φ10 附加筋作為導(dǎo)筋，按設(shè)計(jì)間距與箍筋點(diǎn)焊或綁扎固定，形成一個(gè)箍筋籠；將箍筋籠套入框架柱縱筋，梁的上下層鋼筋分別位于箍筋籠的上下兩端，綁扎完畢后將梁鋼筋和箍筋籠整體沉梁入模［4］，如圖1 所示。

圖1 框架節(jié)點(diǎn)柱箍筋籠示意圖

此方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，仍存在很多不足和缺陷。

1）增加了附加筋消耗及箍筋籠制作人工成本，導(dǎo)筋與柱箍筋綁扎易松扣滑移或變形，采取點(diǎn)焊方式則對(duì)受力鋼筋造成咬邊及燒傷，箍筋有效截面減小產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響其受力性能。

2）此方法中，需要先安裝柱箍筋籠，然后才能穿設(shè)梁的上部鋼筋。然而，當(dāng)梁上部的縱筋數(shù)量超過(guò) 2 排時(shí)，縱橫向的梁縱筋無(wú)法方便地穿插到箍筋籠的中間位置。特別是在端支座、梁變截面等部位，需要對(duì)梁的端部鋼筋進(jìn)行彎折處理。而如果先穿梁的下部縱筋再穿梁的上部縱筋，將會(huì)對(duì)梁箍筋的布設(shè)造成不便。

3）柱箍筋一般是把所有的柱縱筋都束縛起來(lái)的復(fù)合箍，只能固定外圍箍筋的柱箍筋的四角導(dǎo)筋，沉梁入模過(guò)程中容易產(chǎn)生復(fù)合箍筋滑移歪斜，存在箍筋間距不均的缺陷；除非增加導(dǎo)筋數(shù)量以約束所有復(fù)合箍筋，但這樣做一方面加大了附加筋的消耗，同時(shí)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)鋼筋更加密集，加大沉梁入模的操作難度。

4）柱箍筋籠與框架梁鋼筋未能有效綁扎成一體，導(dǎo)致梁鋼筋與柱箍筋下落過(guò)程不同步，實(shí)際上柱箍筋籠是在梁上部縱筋“擠壓”下進(jìn)入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的，極易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋離散或堆積的缺陷，難以無(wú)法保證柱箍筋的設(shè)計(jì)間距。

5）柱縱筋尺寸和箍筋尺寸相近，存在明顯的摩擦卡掛作用，導(dǎo)致安裝箍筋籠很難套入柱縱筋并平穩(wěn)下落，往往需要人工輔助強(qiáng)行使其就位，容易造成節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋變形偏位，改變了柱箍筋在構(gòu)件中的位置及受力狀態(tài)，進(jìn)入梁柱模板后箍筋間距再難調(diào)整恢復(fù)原狀，影響其對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的約束功能，成為傳統(tǒng)施工方法一直存在的質(zhì)量缺陷。

3 框架節(jié)點(diǎn)柱箍筋安裝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)核心點(diǎn)

框架柱箍筋提前焊制為整體復(fù)合箍筋網(wǎng)片，穿布梁縱向鋼筋時(shí)，將節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的柱箍筋網(wǎng)片套到柱縱筋上；綁扎框架梁鋼筋的同時(shí)，按設(shè)計(jì)間距將箍筋網(wǎng)片逐根平移就位，利用柱兩側(cè)框架梁的第一道箍筋與箍筋網(wǎng)片綁扎牢固，使箍筋與框梁鋼筋進(jìn)行整體綁扎固定；梁鋼筋綁扎完畢后整體沉梁入模，利用縮緊器收緊柱縱筋對(duì)角間距，防止柱箍筋與柱縱筋之間卡掛，將框架梁鋼筋與柱箍筋整體落入梁、柱模板內(nèi)，之后拆卸縮緊器，進(jìn)入下一道工序。

3.2 工藝流程

測(cè)量放線→搭設(shè)綁扎支架→校正柱縱筋→柱箍筋網(wǎng)片與梁縱筋配合穿布→梁鋼筋綁扎→柱箍筋網(wǎng)片綁扎→縮緊器收緊柱縱筋→整體沉梁入?！|(zhì)量驗(yàn)收。

3.3 材料及工具制作

3.3.1 框架柱復(fù)合箍筋網(wǎng)片焊制

按照設(shè)計(jì)配筋圖加工制作框架柱箍筋，一般要求箍筋末端彎鉤的彎折角度為 135°，平直段長(zhǎng)度≥10d（d為箍筋直徑）［5］；外封閉大箍筋和內(nèi)封閉小箍筋加工完成后，以外封閉大箍筋為基準(zhǔn)，將內(nèi)封閉小箍筋的橫向雙肢箍貼于其上部，縱向雙肢箍貼于其下部，通過(guò)焊接連接固定成一個(gè)整體，即為預(yù)制的整體復(fù)合箍筋網(wǎng)片。箍筋的焊縫位于外封閉大箍筋和內(nèi)封閉小箍筋重疊段的中部，焊縫長(zhǎng)度為 5 d，焊縫高度為 4 mm，如圖2 所示。

圖2 柱復(fù)合箍筋網(wǎng)片示意圖（單位：mm）

3.3.2 制作柱縱筋縮緊器

縮緊器以 M10 螺桿及 M10 花籃螺栓組合制作，組合后縮緊器長(zhǎng)度為柱縱筋對(duì)角線長(zhǎng)度，花籃螺栓中部螺桿之間預(yù)留 60 mm 伸縮量，柱縱筋縮緊器如圖3 所示。

圖3 柱縱筋縮緊器制作詳圖（單位：mm）

3.4 關(guān)鍵技術(shù)操作方法

3.4.1 測(cè)量放線

在梁側(cè)模上畫出梁箍筋間距，加密區(qū)及非加密區(qū)間距遵照設(shè)計(jì)要求，起步箍筋自柱箍筋邊緣開(kāi)始設(shè)置，在主次梁節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的主梁上額外設(shè)置三道附加箍筋，箍筋間距為 50 mm；對(duì)梁板底模標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，在柱縱筋上引水平標(biāo)高控制點(diǎn)，并做標(biāo)識(shí)［6］。

3.4.2 搭設(shè)綁扎支架

校正柱縱筋，在柱上口綁扎一道限位箍筋，固定縱筋立直、間距準(zhǔn)確；在主次梁模板上口鋪設(shè)鋼管橫桿，并在模板上口搭設(shè)鋼管支撐，作為框架梁鋼筋模外綁扎的臨時(shí)支架。

3.4.3 柱箍筋與梁縱筋配合穿布

按照框架梁配筋構(gòu)造穿布梁縱向鋼筋，先擺放主梁上部縱筋，連接接頭后套入梁箍筋，與上部縱筋按間距綁扎，再穿主梁下部縱筋，再穿梁縱筋，套上箍筋［7］；框架梁鋼筋穿布時(shí)同步分布框架柱復(fù)合箍筋網(wǎng)片，將節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)所需復(fù)合箍筋按照其構(gòu)造位置套到柱縱筋上，暫不綁扎；框架柱外圍封閉箍筋開(kāi)口處沿柱四角通轉(zhuǎn)布置。

3.4.4 框架梁鋼筋綁扎成型

需同時(shí)施工主次梁縱筋，次梁的縱向受力鋼筋支承在主梁的縱向受力鋼筋之上，可用Φ25 短鋼筋墊在兩層鋼筋之間；梁縱筋鋼筋接頭不應(yīng)采用綁扎連接，應(yīng)采用機(jī)械連接，同時(shí)接頭不應(yīng)位于構(gòu)件的最大彎矩處，接頭位置至少應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi) 35 d 的距離，接頭在同一連接區(qū)段不應(yīng)＞50 %；梁縱筋的箍筋應(yīng)采用套扣法與縱筋綁扎牢固，箍筋彎鉤疊合處在梁中應(yīng)交錯(cuò)綁扎，綁扎絲頭應(yīng)朝向內(nèi)側(cè)；應(yīng)在梁鋼筋側(cè)面、底面設(shè)置保護(hù)層墊塊，底部間距控制在 600 mm 左右，側(cè)面間距控制在 800 mm 左右，采用梅花型布置［8］。

3.4.5 綁扎柱復(fù)合箍筋網(wǎng)片

綁扎節(jié)點(diǎn)區(qū)周邊的框架梁箍筋時(shí)，按設(shè)計(jì)間距將預(yù)先套好的柱箍筋網(wǎng)片逐根平移就位，利用柱兩側(cè)框梁的首根箍筋與柱箍筋網(wǎng)片進(jìn)行牢固的綁扎，使柱箍筋整體與框梁鋼筋綁扎形成整體；梁、柱鋼筋連接處中各垂直面鋼筋網(wǎng)交叉點(diǎn)應(yīng)全部扎牢，以加強(qiáng)柱箍筋網(wǎng)片各側(cè)邊多方向的牢固性，確保節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)柱箍筋間距準(zhǔn)確、不變形不偏位。框架節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝示意圖如圖4 所示。

圖4 框架節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝示意圖

3.4.6 柱縱筋對(duì)角收緊

將 2 根柱縱筋縮緊器置于框架柱縱筋上部，M10 螺桿兩端分別勾住框架柱對(duì)角縱筋，旋轉(zhuǎn) M10 花籃螺栓使縮緊器收緊，以縮小柱縱筋上口的整體尺寸，減小了柱箍筋與柱縱筋之間的摩擦力，有利于梁鋼筋與柱箍筋整體落入模板，如圖5 所示。

圖5 框架節(jié)點(diǎn)鋼筋安裝三維示意圖

3.4.7 整體沉梁入模

框架梁、柱鋼筋綁扎完畢后整體沉梁入模，鋼筋入模前，清理工作面雜物，用氣泵將模板內(nèi)的木屑吹凈，然后拆卸臨時(shí)綁扎支架，將梁鋼筋支撐在模板上口的鋼管橫桿上，梁鋼筋稍微抬起逐段抽出橫桿，使梁鋼筋與柱箍筋同步沉落于模內(nèi)［9］。當(dāng)框架梁截面較小時(shí)，采用人工抬起鋼筋籠分段入模；梁截面較大時(shí)，利用手拉葫蘆提起鋼筋籠入模。鋼筋安裝就位后，拆卸柱縱筋縮緊器周轉(zhuǎn)使用。

4 創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1）通過(guò)將柱箍筋預(yù)先焊接加工成整體復(fù)合箍筋網(wǎng)片，提高了箍筋的剛度，防止發(fā)生形變，便于箍筋的安裝入模，同時(shí)可防止復(fù)合箍筋沉梁入模過(guò)程中發(fā)生變形位移的缺陷，并可使柱箍筋轉(zhuǎn)角位置勾緊柱縱筋，加強(qiáng)了柱箍筋對(duì)核心區(qū)混凝土的約束性。

2）解決了傳統(tǒng)的縱橫向的梁縱筋無(wú)法方便地穿插到箍筋籠中間位置的問(wèn)題。本技術(shù)采取柱箍筋與梁縱筋同步穿布→綁扎梁縱筋→綁扎柱箍筋的優(yōu)化方案，使其操作更加簡(jiǎn)化，便于梁縱筋縱橫向排列，在鋼筋安裝綁扎時(shí)有效避免了相互干擾。

3）利用柱兩側(cè)框架梁的第一道箍筋與箍筋網(wǎng)片綁扎牢固，使箍筋與框梁鋼筋進(jìn)行整體綁扎固定，不需要增設(shè)附加筋，現(xiàn)場(chǎng)安裝不需要焊接，操作簡(jiǎn)易，節(jié)材省時(shí)，避免受力筋點(diǎn)焊燒傷的安全質(zhì)量隱患，并保證鋼筋入模過(guò)程平穩(wěn)同步，防止節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋離散或堆積，確保柱箍筋的設(shè)計(jì)間距。

4）框架柱縱筋上部通過(guò)縮緊器收緊后，減小了柱箍筋與柱縱筋之間的摩擦力，更利于梁鋼筋與柱箍筋整體落入模板，確保節(jié)點(diǎn)區(qū)柱箍筋不變形不偏位，正常發(fā)揮其抗震構(gòu)造功能。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

結(jié)合實(shí)際施工成本數(shù)據(jù)，對(duì)比本技術(shù)與預(yù)綁節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋籠方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，本技術(shù)的節(jié)點(diǎn)區(qū)柱箍筋安裝不需任何附加耗材，箍筋網(wǎng)片預(yù)先在加工場(chǎng)制作，現(xiàn)場(chǎng)裝配式安裝，簡(jiǎn)化工序，每個(gè)框架節(jié)點(diǎn)可節(jié)約人工 0.4 工日，折合節(jié)約成本 6.85 元/m2，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)創(chuàng)新框架節(jié)點(diǎn)柱箍筋的新型安裝方法，對(duì)促進(jìn)鋼筋隱蔽工程的質(zhì)量控制及結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量提升起到推動(dòng)作用，可為助推建筑企業(yè)科技創(chuàng)新提供參考。同時(shí)，該技術(shù)已受理“一種框架梁柱節(jié)點(diǎn)柱箍筋安裝方法”發(fā)明專利，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋安裝施工，對(duì)于推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化施工、推廣精細(xì)化施工技術(shù)具有較好的實(shí)用價(jià)值。Q