試論高層建筑框架結構梁柱節點施工技術

王永紅

（甘肅偉業路橋工程有限公司，甘肅 定西 748100）

0 引言

框架主體結構的高層建筑建設中，梁柱是關鍵性受力結構，因而梁柱節點作為關鍵位置，通常需要設計成較為復雜的構造形式，中間柱存在大量的鋼筋接頭、鋼筋分布較為密集、施工工序要求緊密銜接，且施工空間較為狹小，實際操作難度較高，會為高層建筑施工帶來一定的質量安全隱患。為此，高層建筑施工單位應對框架結構的梁柱節點施工技術給予高度關注，做好鋼筋綁扎施工、混凝土施工、模板施工等技術的合理優化，進而增強高層建筑框架結構梁柱節點施工的優質性與安全性。

1 高層建筑框架結構梁柱節點的類型劃分

現代建筑逐步高層化發展，并且在高層建筑施工中框架結構形式的應用逐漸增多。通常框架結構梁柱節點施工之前，施工單位會立足整合結合框架結構的梁柱節點所處位置進行梁柱節點的區分，會將之劃分為3 種節點類型：①中柱節點。②角柱節點。③中層與邊柱節點。因梁柱節點所處位置有所差異，因而梁柱之間形成的交叉結構有所區別，各個梁柱之間的壓力條件各不相同，且壓力狀況也并不一致。通過實踐研究分析發現，周邊存在梁結構的節點對外力的承受能力更強，且較強的外力會對角柱節點帶來影響。而邊界節點因其抗彎能力更強，因而更利于增強高層建筑工程的質量水平。

2 制約高層框架結構梁柱節點施工的因素分析

高層建筑施工需要在露天環境下開展，外界環境因素會對施工產生一定影響，會因氣候天氣等因素制約而延誤工期。現代化高層建筑施工中，需要應用多種建筑材料，其中作為關鍵材料的混凝土易受到外界溫度變化的影響，若施工環境溫度不適宜，則會影響工程質量，或是出現開裂問題。現代高層框架結構施工中，梁柱連接施工時需要通過拉結鋼筋、混凝土砌塊及砂漿組合構建承重結構，若是節點位置處的外力承受能力不足，工程質量將難以得到保證。而承重結構的高低，與施工所用材料的質量及結構設置的合理性存在必然關聯。

3 高層建筑框架結構梁柱節點施工技術的應用

3.1 梁柱節點混凝土現場施工設計問題

高層建筑框架結構梁柱節點混凝土澆筑施工應以良好的鋼筋綁扎為前提，常用的施工設計方法有兩種：①先柱后梁[1]，即根據設計要求完成各層柱箍筋綁扎之后再安裝模板，通常是在梁底之下5～10cm 位置處設置施工縫，以便于柱體混凝土可順暢澆筑，且需在拆除柱模之后方可進行柱頭節點模板以及梁底模板的安裝，之后再做框架梁鋼筋的綁扎處理及梁與梁柱節點的澆筑施工。如此操作是由于梁柱節點位置處存在大量且密集的鋼筋綁扎絲，會影響梁柱節點處箍筋混凝土澆筑的順暢性，在不解開扎絲的前提下，混凝土難以充分流入，且會影響混凝土的致密性。而若將扎絲解開，節點位置處則會出現箍筋散亂問題，而水泥漿則會流入下部區域而使柱中鋼筋遭到污染，從而會影響施工質量。②沉梁法，應用此法時往往是將節點區域的箍筋留出不做綁扎處理，在所有的節點模板及梁板模板完成安裝之后再進行梁鋼筋的綁扎，在拆除掉臨時支架之后再在梁模中吊入綁扎好的梁鋼筋骨架。但沉梁法的應用需要一次成形，并且具備較高的沉入要求，而沉入之后可能會出現綁扎數量不足、難以實施調整或存在漏綁柱箍筋后續無法彌補的問題，也會影響梁柱節點混凝土澆筑施工的質量。

3.2 鋼筋綁扎施工問題

3.2.1 施工間距問題

施工實踐中發現，鋼筋施工中存在節點鋼筋綁扎數量少、箍筋堆疊、節點鋼筋間距過短等問題，并且使梁柱鋼筋的整體施工質量受到影響。通過研討分析發現，這些問題多是由兩方面原因造成的，一方面，是施工過程中未針對梁柱節點的施工展開有效的監測，并且梁柱結構設計人員對節點施工了解不夠充足，從而導致框架設計不夠合理。另一方面，由于節點區域箍筋綁扎處理與梁底穿筋施工相互影響，因而施工人員需要避讓開節點區域，或拆除掉綁扎完成的節點箍筋，或是對其做調整處理，從而導致施工間距過不合理。

3.2.2 縱筋錨固問題

高層建筑施工中，若是柱截面積較大，需要應用復合箍筋方式[2]，然而應用此種箍筋方法時，綁扎縱筋之后會導致穿筋操作沒有充足的空間，因而需要應用導筋或利用U 形開口箍實施綁扎操作，或是需要對彎鉤做熔斷處理，如此便會使原本預留的錨固長度便短，并且必須對模板進行拆除處理，否則節點區的箍筋問題將難以得到解決，這會導致施工操作難以達到設計要求，從而會影響到最終的施工質量。

3.3 混凝土施工問題

混凝土施工中需要在模板施工后，按照施工要求、結合設計標準合理配置混凝土，需要結合建筑梁柱結構的設計要求設計混凝土強度，且梁柱節點施工時所應用的混凝土強度應與梁柱混凝土相一致。工程實踐中，存在對梁柱混凝土強度關注較高，卻未重視節點區域混凝土的現象，會導致部分區域出現開裂問題，會因裂縫修補而延誤工期，且建筑梁柱節點的抗震性會有所下降，穩定性也會受到影響。若開裂問題出現在梁柱混凝土澆筑后、節點澆筑之前，澆筑區域可能會產生浮漿[3]，為此，應在節點澆筑之前修補好裂縫，且需做好松動石塊或硬度不足混凝土的處理，而后再澆筑節點混凝土，以此保證節點區域混凝土施工質量。梁柱及梁板兩個澆筑工序若未同步開展，可能會在二者連接處產生冷縫。為確保梁柱節點混凝土澆筑質量符合標準，防止冷縫問題出現，需要立足設計階段，將對節點澆筑施工可能產生影響的因素納入考量，并做到整個澆筑工序的合理簡化。

3.4 模板施工問題

梁柱節點施工中，應以鋼筋綁扎的順序為依據安裝模板，在梁底板鋼筋綁扎完成后進行梁底板殼體的安裝，之后再做相應的節點箍筋綁扎，在這些工序全部完成后方可安裝模板。模板安裝時要做加固處理，且需以規定的標準為依據實施整個安裝與加固操作。模板安裝前，需要在適合的技術應用下對梁底板的承載力進行測定，并且需要做好板與節點的比例確定，精準測量梁、板及柱的尺寸，做好樓板分類后再進行分層組的確定，并做好梁、板、柱及節點間關系的協調。應結合施工實際需求合理設置模板尺寸，且要在模板檢測合格后再應用。模板安裝施工中，通常是采用散裝方法在臨時現場進行組裝，此種安裝方式易出現模板尺寸與要求不符的問題，或導致接縫處出現松動，也可能出現模板表面平整度不佳現象，這會導致后續模板的拆除重組面臨較大難度，并且難以針對節點位置實施清潔。

4 高層建筑框架結構梁柱節點施工技術優化的實例分析

4.1 工程概況

某棚戶區改造安置房項目總占地面積為5.11hm2，建筑體系中涵蓋一棟高為6 的多層建筑，另需建設10棟高層建筑，各棟高層建筑的層高介于24 層與33 層之間，總建筑面積為23.58hm2，此項目工程總建設報資額高達5.8 億元，項目工期歷時兩年零三個月份。本工程主體工程項目已全部完成，目前已進入室外水電氣安裝、外墻噴涂以及電梯安裝等施工階段，項目投資完成額約5.1 億元，項目投資完成額度已達到了87%。本工程開展中，對梁柱節點施工易出現的問題進行了分析，并針對幾個重點環節進行了施工技術優化，以此保障高層建筑框架結構的施工質量。

4.2 梁柱節點施工技術的優化措施

4.2.1 梁柱節點混凝土現場施工設計的優化

高層建筑框架結構設計之時，為提高抗震性能，通常是以梁板混凝土強度等級為依據，設置強度更高的混凝土。因此，在同一澆筑面上開展高強度與低強度等級混凝土接槎作業時，本工程可選用流水段澆筑施工法[4]。即以澆筑面的寬度為依據，結合混凝土澆筑速度等參數，對梁板、節點區的混凝土體積進行測算，而后對兩種不同強度等級混凝土的澆筑時間進行規劃，并合理確定接槎時間，要求在2h 內完成接槎作業。接槎施工時，需要在梁柱節點附近的梁柱交界區域設置密度較大的鐵絲網，沿梁頂向底面傾斜布設，斜面角度應控制在45°，如此可防止等級不同的混凝土出現相互流入或滲透現象。同時，梁柱節點區應遵循先內部后外部的澆筑順序，需先應用高標號混凝土，再應用低標號混凝土，盡可能應用塔吊設備運送混凝土，通過非泵送設備進行澆筑，且應加強水量控制，并嚴格控制砂率、坍落度等指標。澆筑過程中，鋼筋密集區的振動棒要謹慎插拔，為防止出現鋼筋碰撞現象，需利用片式振動棒，并需要進行二次振搗，以增強混凝土密實度，如此可有效防止出現混凝土收縮問題。

4.2.2 梁柱節點箍筋綁扎技術的優化

框架結構梁柱節點混凝土節點處的箍筋綁扎方法主要有兩種：①梁內搭接方法，主要應用于本工程中分體澆筑施工之時，分開澆筑豎向柱體、水平梁體時，需將混凝土施工縫設置于梁底截面，以便于可在梁截面高度范圍內完成搭接施工，比梁的寬度更大的柱外側鋼筋，需將之伸入板內完成錨固施工，若柱與梁兩個截面之間存在較大差距，同時柱外側縱向鋼筋低于總截面面積的65%，則不可應用梁內搭接方法。②柱頂搭接方法，同步澆筑豎向柱體與水平梁體時，需要沿著節點外側與梁頂設置施工縫，以便可在柱的頂部完成搭接施工。應按照直線方式分布高應力接頭段，并且其與梁體之間要完全相接。控制好鋼筋下伸的搭接長度，柱筋由下部伸入柱頂之后，再將之彎曲至節點以內，而后將其切斷。

4.2.3 梁柱節點混凝土防裂施工的優化

由于梁柱節點處是兩種不同等級混凝土相銜接之處，存在出現結構性裂縫的隱患，因而需要加強此處混凝土開裂問題的控制。本工程施工中需要盡可能強化鋼筋粘結錨固作用，增強鋼筋結構的耐久性，利用混凝土對鋼筋進行包裹，在堿性環境下使鋼筋表面產生具有高抗腐蝕性能的鈍化膜，并且需要合理設計箍筋保護層且要確保厚度設置適宜，以免節點處混凝土出現開裂問題。與梁板混凝土相接的節點核心區，應在50cm 范圍內全部應用細石混凝土，并且需要連續澆筑施工，防止石子與鋼筋發生碰撞，并需增強混凝土的粘結力，防止不同強度等級混凝土銜接時出現裂隙。應做好混凝土材料的配合比控制，做好分類澆筑，并控制好混凝土坍落度，針對節點核心區給予充足的養護，防止高強度與低強度混凝土形成收縮裂縫。應做好加筋或設網處理，梁柱節點核心區應采取抗剪力設置方法，且應對核心區施工誤差做適度調整，進而減少節點混凝土開裂現象。

4.2.4 模板施工技術的優化

模板施工中應選用鋁合金模板體系，在場外提前預制好，如此可降低現場拼裝模板的難度，也可節約人工物流成本。應以節點箍筋綁扎順序為依據開展模板安裝施工，針對柱四角區域，可設計M 形模板，或是結合梁柱截面寬度的大小，將模板設置成U 形，并且需先安裝梁底模板，之后再穿底筋，而后在節點箍筋完成后再安裝節點模板。應選擇用質量良好的鋁合金節點模板，施工前應先做好梁柱節點編號，并設計模板制作方案。由具備資質的模板加工商，按照制作圖及設計方案預制模板，且應做好各個模板的序號標注。模板應在嚴格的質量驗收之后再進入施工現場實施安裝操作，應先固定好豎直構件的模板，對其標高、垂直度進行調整與校對之后，再安裝五金件并利用夾具進行收緊，而后還應實施復檢，且應對節點模板及梁板間的連接強度進行合理調節。

5 結語

由于高層建筑框架結構施工中，梁柱節點施工技術較為常用，且施工質量與整個建筑的總體質量關聯密切，施工設計、鋼筋綁扎、混凝土澆筑以及模板施工各個環節均可能存在施工問題，為此，梁柱節點施工技術應用的過程中，要結合工程實際對這些環節進行合理優化，保證各施工環節的質量，有效防止混凝土體出現開裂問題。在良好的施工工藝支持下，做好梁柱節點區域高強度與低強度混凝土交界區域的施工質量控制，通過增強施工技術水平，在保證梁柱節點施工質量的基礎上盡可能避免節點處開裂問題的出現，打造出高質量的高層建筑，為建筑行業的長效發展產生驅動。