李曉博 孫金鵬
(1.聞喜縣住房保障和城鄉建設管理局,山西聞喜 043800;2.太原理工大學,山西太原 030024)
由主梁、次梁和柱組成的鋼筋混凝土框架結構是我國現代多高層建筑結構中采用最多的一種形式,它的優點是:整體性較好、結構剛度大,具有良好的延性,抗震性好。在現階段施工中,施工單位主要依據“11G101-1混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖”進行工程的施工,如果施工人員、監理人員未按照施工驗收規范和設計規范操作,均會導致質量事故的發生。根據自己經歷過的一些工程項目,下面著重分析工程施工中比較容易忽視的幾個問題。
根據結構概念分析,框架梁柱節點是梁的支座部分,屬于柱結構,其節點核芯區混凝土強度等級應該與柱相同。所以在工程實踐中,多層框架設計時一般都取梁板混凝土強度等級與柱混凝土相同;如果原設計圖紙上標明的柱與梁板混凝土強度只相差5 MPa,一般會在施工前的圖紙會審時將梁板混凝土強度等級修改為和柱相同。這種情況下節點核芯區混凝土施工時只需梁柱板一起澆筑并做到振搗密實即可。然而在高層框架結構的抗震設計中,設計人員為了滿足框架柱的軸壓比要求同時避免柱子截面尺寸過大,經常選擇取框架柱的混凝土強度等級高于梁板混凝土2個或2個以上的5 MPa。對于這種情況,在實際施工時就要注意采取特別措施保證節點核芯區混凝土的質量。目前比較成熟的工程做法是:從梁柱節點核芯區開始,距離柱邊不小于500 mm,并且不小于1/2梁高處,用5 mm網眼的鐵絲網沿45°斜面從梁頂面到梁底面隔離(視為高低等級混凝土的分界),先澆筑強度等級高的混凝土后澆筑強度等級低的混凝土,即先澆筑節點區內混凝土后澆筑節點區外的梁板混凝土。
同時應注意的是:
1)節點核芯區混凝土與梁板混凝土應該連續澆筑,不得將強度等級不同的混凝土分界處留成施工縫。
2)應合理地確定混凝土配合比,嚴格控制施工配合比,并在現場澆筑混凝土過程中實時測控混凝土坍落度,加強后期混凝土的養護,防止梁強度等級不同的混凝土分界處出現收縮裂縫。節點核芯區的高強度混凝土宜采用坍落度較小的非泵送混凝土,現場用塔吊運輸,這樣可減少水泥用量和用水量,降低砂率,同時減小混凝土的收縮量。節點核芯區和梁的混凝土澆筑時宜采用二次振搗法,這樣可增加混凝土的密實性,減少其收縮量。
混凝土保護層有三個作用:一是保護縱向鋼筋不被銹蝕;二是在火災等情況下,使鋼筋的溫度上升緩慢;三是使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結。但保護層太厚會導致構件有效截面削弱過多,而太薄則降低上述三個作用。新舊混凝土規范關于混凝土保護層厚度問題的對比如下:
1)新規范:混凝土保護層的厚度指最外層鋼筋(包括箍筋、構造鋼筋、分布筋等)外邊緣至混凝土表面的距離,適用于設計使用年限為50年的混凝土結構。舊規范:其混凝土保護層的厚度“縱向受力鋼筋的外邊緣至混凝土表面的距離”,不適用于設計使用年限為50年的混凝土結構。
2)構件中受力鋼筋的保護層厚度不應小于鋼筋公稱直徑(新舊規范不變)。
3)設計使用年限為100年的混凝土結構,一類環境中,最外層鋼筋的保護層厚度不應小于表中數值的1.4倍;二、三類環境中,應采取專門的有效措施(新規范新增)。
4)混凝土強度等級不大于C25時,表中保護層厚度數值應增加5(新規范新增)。
5)新規范:基礎底面鋼筋的保護層厚度,有混凝土墊層時應從墊層頂面算起,且不應小于40 mm。舊規范:當無墊層時不應小于70 mm。
因此本次修訂后的混凝土保護層實際厚度比原規范實際厚度有所加大,所以施工中在鋼筋下料時要注意這一點。
主次梁交接處的附加筋有吊筋和箍筋,附加箍筋設置在次梁的兩側,吊筋一般設置在次梁的下側。在實際施工中常出現如下問題:
1)主次梁交接處箍筋加密問題。在施工圖紙上經常能看到在主次梁交接處,設計人員會示意性地標注2個~3個加密箍筋。于是施工人員在施工時就按圖只布置2個~3個箍筋,并且把在次梁的截面寬度范圍內配置主梁的正常箍筋漏放。正確的做法是:先按照圖紙中的箍筋間距要求布置抗剪箍筋,然后再按需要在s=2h1+3b的范圍內配置附加箍筋,兩者都需要配置,缺一不可。

圖1 吊筋布置的位置
2)主次梁交接處吊筋的放置不合適。在實際施工中經常看到將吊筋的水平段放置在靠近次梁下邊緣的位置,估計是吊筋位置的原因,如圖1a)所示,其實這是錯誤的做法。因為在次梁與主梁相交處,在主梁高度范圍內受到次梁傳來的集中荷載的作用,此集中荷載會在主梁下部產生八字形斜裂縫,布置吊筋的目的就是防止其產生八字形斜裂縫,并非是把次梁“吊”起來。因此,正確的做法應該是把吊筋的下部水平段放到主梁的下邊緣處,如圖1b)所示。
《平法》11G101-1中,構造腰筋的符號為G,抗扭腰筋的符號為N,二者的作用是不同的,然而在實際施工過程中常常把兩者同等對待,這一點應特別予以注意。構造腰筋的主要作用是為了防止梁側面產生收縮裂縫,其設置條件為當hw≥450 mm時(hw指的是梁腹板高度,并非梁截面高度),并且每側腰筋面積不小于0.1%bhw,其鋼筋間距不大于200 mm;構造腰筋的搭接和錨固長度為15d。而抗扭腰筋是根據抗扭計算確定的,主要作用是抵抗扭矩產生的斜裂縫。抗扭腰筋的搭接長度為L1E或L1,錨固長度為LaE或La。
1)非抗震構件箍筋的彎鉤平直部分過長。在施工現場,我們經常能夠看到所有梁箍筋的彎鉤平直段長度均為10d(d為箍筋直徑)。然而規范中的規定是“有抗震要求的結構箍筋彎鉤平直長度不小于10d”。所以并不是要求所有梁的箍筋。在“11G101-1標準圖”中指出“非抗震結構梁指的是抗震結構中的非框架梁(連續梁和單跨梁)、懸挑梁及基礎梁等”。所以,對于這些構件,其箍筋平直段長度均可修改為不小于5d,且不小于50 mm,這樣就可以減少其鋼筋用量,從而節約工程成本。
2)忽略柱縱筋搭接處箍筋加密。在施工現場,能夠看見柱縱筋采用綁扎接頭時忽略了箍筋加密的問題。當柱縱筋采用綁扎搭接時,在綁扎接頭Ld范圍內,箍筋的間距均應該按照柱縱筋受拉時不大于5d,且不應大于100 mm;受壓時不大于10d,且不應大于200 mm(d為柱縱筋的較小直徑)的間距要求設置加密箍筋。所以框架柱的箍筋加密區長度L一般為:當柱縱筋總根數為4根時,加密區長度L=1/6Hn(hc,500 mm)+l1E;當柱縱筋總根數大于4根時,加密區長度L=1/6Hn(hc,500 mm)+l1E+l1E,當然這種情況有時會造成整根柱的箍筋加密。
以上這些問題是實際施工中比較容易忽視的,如果處理不當將會帶來質量隱患,甚至可能是質量事故。所以,建議設計人員在設計交底時予以書面明確,施工人員、監理人員應該加強對施工驗收規范的熟悉。
[1]GB 50010-2010,混凝土結構設計規范[S].
[2]GB 50011-2010,建筑抗震設計規范[S].
[3]王曉強.鋼筋安裝中應注意的幾個問題[J].山西建筑,2006,32(8):145-146.
[4]周 崗.結構施工中常見箍筋錯誤[J].施工技術,2012,41(362):115.
[5]游 強,游 猛.鋼筋混凝土主次梁相交節點配筋構造分析[J].中州大學學報,2011,28(1):118-120.
[6]11G101-1,混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖[Z].中國建筑標準設計研究院,2011.