“預制超密螺旋箍筋籠架”技術的應用及質量控制

◎ 廣東省第四建筑工程公司 許 珂

一、前言

框架結構梁柱節點施工質量的好壞，關系到整個結構抗震體系的安全。理論上講節點剛性要比柱、梁、板強，可在實際工程中，節點剛性是最小的、最軟弱的和柔性的，即存在大量的“軟節點”問題。造成大量的“軟節點”問題的因素有以下三點：

第一是為了施工快，少放甚至漏放、不放節點部位的加密箍筋。因為節點部位的梁柱縱筋多，柱節點加密箍筋綁扎、入位施工都比較困難。所以絕大多數柱節點加密箍筋少放，甚至漏放、不放加密箍筋；而且加密箍筋間距過大，間距不勻，高低不平；箍筋閉合處未錯開布置；箍筋的綁扎少扣、漏扣、松扣。這種情況必然要出現“軟節點”問題。第二是為了施工簡單方便，柱與梁、板采用同一強度等級的混凝土同時澆筑。設計上柱砼強度等級要高于梁、板砼強度等級。由于工序多、作業復雜，實際上很難采用兩種強度等級的混凝土同時澆筑。結果使柱節點的整體剛度沒有高過梁、板的整體剛度，出現了“軟節點”問題。第三是設計標準規范制定的柱節點的整體剛度比較偏低。從汶川地震中發生的許多框架結構建筑物塑性鉸節點破壞而出現的“強梁強板、弱柱、軟節點”的情況看出：由于樓面整體剛度作用大，框架結構的“弱梁、強柱、剛節點”的設計機理很難做到和保證實現。

因此，“軟節點”問題造成了許多嚴重質量事故和事故隱患：其一、造成許多建筑物使用中出現梁柱節點處的砼開裂和裂縫質量事故；其二、“軟節點”開裂和裂縫會導致鋼筋銹蝕，進而減少框架結構的壽命；其三、“軟節點”降低了框架結構抗震能力，留下建筑物在發生地震時的倒塌隱患。

為了解決這個非常嚴重的質量問題，本人在開平天富豪庭住宅小區的施工管理過程中，一直堅持應用“預制超密螺旋箍筋籠架”技術。“預制超密螺旋箍筋籠架”方法非常簡單，但破解了框架結構“軟節點”的難題，使開平天富豪庭住宅小區大量的建筑物避免了梁柱節點處砼出現開裂、裂縫質量事故。

二、技術特點

1.施工工藝簡單有效。僅僅在柱筋外加套一個預制焊接好的“預制超密螺旋箍筋籠架”，就完成了節點加密箍筋綁扎工序。

2.施工時間短、速度快。在柱筋外加套一個“預制超密螺旋箍筋籠架”時間不超過1分鐘，基本上不占用綁扎梁筋的時間。

3.沒有特殊施工機具設備、便于手工操作。只需要一臺小型電焊機，就可以預制焊接“預制超密螺旋箍筋籠架”。

4.施工費用低廉。一個預制焊接“預制超密螺旋箍筋籠架”的增加費用只有幾十元人民幣。

5.節點箍筋是質量高。由于節點箍筋是預制的，除了保證設計規定的加密箍筋數量到位之外，“預制超密螺旋箍筋籠架”的整體套箍作用超過手工綁扎的節點箍筋。

6.一舉多得。由于有了“預制超密螺旋箍筋籠架”，除了保證設計規定的加密箍筋數量到位之外，還能夠增加更多的超密箍筋、高強度的纖維箍筋。由于超密箍筋、纖維箍筋的套箍約束作用（效果同鋼管砼的套箍約束作用），可以提高節點砼的抗壓強度。由于砼的抗壓強度成倍提高，實現柱與梁、板可以采用同一強度等級的混凝土同時澆筑，大大降低了施工作業、工序難度。縮短了工期，降低了成本。

7.真正實現框架結構的“弱梁強柱剛節點”的設計原則、機理。由于“預制超密螺旋箍筋籠架”成倍提高了節點砼的抗壓強度，也提高了框架結構節點整體抗震能力，克服了建筑物在地震時要出現塑性鉸節點破壞情況，避免出現“弱柱強梁”、“軟節點”的情況。

三、工藝原理

“預制超密螺旋箍筋籠架”側視圖

“預制超密螺旋箍筋籠架”俯視圖

“軟節點”的核心關鍵問題在于：由于綁扎好的梁筋入位需要一個下移行程和過程，所以柱筋上不可能存在著綁扎好的箍筋。因為綁扎好的箍筋會阻擋綁扎好的梁筋下移入位。如果將箍筋和綁扎好的梁筋結合成整體，并且整體下移進入模位，這樣就避免了由于箍筋少放、漏放、不放而造成“軟節點”現象。

使用成本最低廉的剩余邊角鋼筋焊接出一個整體的、立體的鋼筋籠架，在鋼筋籠架的豎筋上按規定間距焊接水平向連續螺旋封閉箍筋，形成預制的“預制超密螺旋箍筋籠架”。然后把“預制超密螺旋箍筋籠架”套在柱筋外，再綁扎梁筋。梁筋和“預制超密螺旋箍筋籠架”結合成整體后，整體下移進入模位，同時完成箍筋、梁筋綁扎工序。

四、施工工藝和操作要點

1.工序

“預制超密螺旋箍筋籠架”技術包括：預制“預制超密螺旋箍筋籠架”、柱筋外套入“預制超密螺旋箍筋籠架”、綁扎梁筋和“預制超密螺旋箍筋籠架”整體下移進入模位這4道工序。

2.操作要點

（1）預先制做“超密螺旋箍筋籠架”

螺旋箍筋的間距縮短到50mm。通常，加密箍筋的間距為100mm。由于螺旋箍筋的間距縮短到50mm，所以多出來的一倍加密箍筋稱之為超密箍筋。超密箍筋可以增加“預制超密螺旋箍筋籠架”的套箍作用（效果同鋼管砼的套箍作用）。

若是四邊形柱，按比柱主筋外圍邊長尺寸加長10～15mm作為螺旋箍筋邊長尺寸，加工出螺旋箍筋。在螺旋箍筋的每一面點焊1～2根豎向鋼筋，豎向鋼筋距離螺旋箍筋角部40～100mm，豎向鋼筋只要躲開柱、梁的主筋即可。若是多邊形柱，操作要點同上。若是扁形柱，附加內箍筋也加工成螺旋形狀，只要把附加內箍筋設置在外螺旋箍筋里的設計位置固定好即可。

若是圓形柱，按比柱主筋外圍直徑尺寸加長10～15mm作為螺旋箍筋直徑尺寸，加工出螺旋箍筋。在螺旋箍筋的上點焊6根以上的豎向鋼筋，豎向鋼筋只要躲開柱、梁的主筋即可。

由于豎向鋼筋比較短，宜采用φ6、φ8邊角廢料園筋即可。然后把制作好的“預制超密螺旋箍筋籠架”集中運輸到現場。

（2）柱筋外套入“預制超密螺旋箍筋籠架”

在支好的樓面模板上，把“預制超密螺旋箍筋籠架”從上向下后加套在柱筋外，然后用木枋架空在樓面模板上。

（3）綁扎梁筋

在架空在樓面模板上的“預制超密螺旋箍筋籠架”內穿入梁筋，然后綁扎梁筋。梁筋和“預制超密螺旋箍筋籠架”組成整體。

（4）梁筋和“預制超密螺旋箍筋籠架”整體下移進入模位。

五、質量控制

按現有規范控制“預制超密螺旋箍筋籠架”的綁扎質量。為了進一步提高節點剛度，進一步提高節點核心區砼強度，就必須增加核心區砼的套箍約束能力。所以可以進一步縮短螺旋箍筋的間距到20～30mm，只要能夠穿過梁主筋即可。這樣可以進一步增加“預制超密螺旋箍筋籠架”的套箍約束能力。必要時，可以采用高強度纖維箍筋代替鋼箍筋。也可以采用鋼箍筋和高強度纖維箍筋構成復合箍筋。采用高強度纖維箍筋、復合箍筋制作“預制超密螺旋箍筋籠架”，其節點剛度更大，成本更低。

六、安全控制

施工中，應遵守建筑施工安全規定，此外，應注意以下問題：

1.在“預制超密螺旋箍筋籠架”施工之前，應預先做好原始數據的記錄，隨著施工的進展過程，定期、隨時檢查，及時發現問題，并立即向有關部門匯報，采取相應的預防措施。

2.按現有規范控制安裝“預制超密螺旋箍筋籠架”時的安全。

3.認真執行“安全第一，預防為主”的方針政策，根據國家有關法規和條例，結合施工單位本身實際以及工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網絡，執行安全生產責任制，明確各級人員的責任和義務，抓好工程的安全生產。

4.施工現場要嚴格按安全施工要求進行布署，如防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全措施，并安裝各種安全標識。

5.施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》的有關規范標準執行。電纜線路應采用“三相五線”接電方式，相關設和線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除了嚴格按安全生產要求進行外，還要將其固定在專用電桿上。

6.室內配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。

7.施工現場使用的手持照明燈使用36V的安全電壓。

8.建立完善的施工安全標準體系，加強施工作業中的安全檢查、確保作業標準化、流程化。

七、結束語

“預制超密螺旋箍筋籠架”技術可以真正實現框架結構的“弱梁強柱弱梁剛節點”的設計原則、機理，提高了節點砼的抗壓強度，也提高了框架結構節點整體抗震能力，克服了建筑物在地震時要出現塑性鉸節點破壞情況，避免了出現“弱柱強梁”、“軟節點”情況。此外還縮短了工期，減少了作業難度，降低了施工成本。

“預制超密螺旋箍筋籠架”技術另一項大效益是可以為鋼管砼柱框架結構提供簡單、實用、高質量、多性能的節點形式。它既滿足滿足梁、板主筋自由進出節點的靈活性，又滿足節點的套箍約束作用，還滿足了鋼管柱和梁砼的界面的抗剪切能力（柱節點和梁都是砼結構）。它可以巧妙而簡單地解決了鋼管砼柱節點設計施工的難題，將有力地推動鋼管砼柱框架結構大發展。