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摘要：依據(jù)高層建筑在梁柱節(jié)點(diǎn)不同等級混凝土的施工工藝，文章從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性等角度，探討了常用施工方案的不足，提出了同時在節(jié)點(diǎn)處澆筑不同等級混凝土的創(chuàng)新方法，并驗(yàn)證了其可行性和實(shí)際效果，然后提出了解決對策。
關(guān)鍵詞：高層建筑；梁柱節(jié)點(diǎn)；混凝土；施工技術(shù)
1引言
近年來，建造水平不斷提升，材料科學(xué)不斷進(jìn)步，高強(qiáng)輕質(zhì)高阻尼的混凝土和大跨度的大空間結(jié)構(gòu)在高層建筑中的使用次數(shù)越來越多，建筑構(gòu)件的截面尺寸需求也變得越來越大。滿足抗震要求的框架柱軸壓比需要滿足設(shè)計要求，又需要盡可能避免截面尺寸過大而影響正常使用功能。設(shè)計人員在選擇柱的時候，通常會把混凝土強(qiáng)度設(shè)計為梁、板強(qiáng)度的兩級或者兩級以上。高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)在受力時，狀態(tài)復(fù)雜，承受梁、板、墻柱之間相互傳遞的各種內(nèi)力的綜合作用，因此施工的質(zhì)量對于節(jié)點(diǎn)混凝土工程質(zhì)量來說有著重要作用。如何保證梁板、墻柱節(jié)點(diǎn)處的不同強(qiáng)度等級的混凝土施工質(zhì)量是相關(guān)從業(yè)人員始終關(guān)注的一個問題[1]。
2常用施工方法及問題
2.1傳統(tǒng)施工法。傳統(tǒng)施工法，施工順序?yàn)闈仓邚?qiáng)混凝土為先，澆筑低強(qiáng)度混凝土為次。對于體量較小的結(jié)構(gòu)，這類方法在技術(shù)上可能會有一定的可行性，但對于一般的高層建筑，傳統(tǒng)施工方法實(shí)施起來存在較明顯的不足。這是因?yàn)橹黧w結(jié)構(gòu)每層面積往往達(dá)到數(shù)千平方米，混凝土用量大，這樣一來，連續(xù)澆筑的時間就會很長，冷縫在高、低強(qiáng)度混凝土里就易產(chǎn)生，澆筑順序控制起來也相對來說較困難，最終導(dǎo)致在混凝土構(gòu)件外觀上會出現(xiàn)裂縫，混凝土構(gòu)件的整體強(qiáng)度也會因此而受到影響。另外從經(jīng)濟(jì)合理性角度來看，由于梁、板、墻柱節(jié)點(diǎn)過于深，在通過高強(qiáng)混凝土澆筑振搗、混合料流遠(yuǎn)時，高強(qiáng)混凝土不可避免地浪費(fèi)，增加建造成本。
2.2支模攔設(shè)法。模板護(hù)欄與傳統(tǒng)施工方法的主要區(qū)別是先在高、低強(qiáng)度混凝土分界處安裝模板，然后再澆筑高強(qiáng)混凝土。模板經(jīng)拆除后，要采用低強(qiáng)度的混凝土。通過運(yùn)用這種施工方法，能夠很大程度地減少因不同強(qiáng)度等級混凝土之間由串強(qiáng)度而發(fā)生的等級變化問題，并能在最大限度上降低接縫處混凝土強(qiáng)度破壞的可能性。但在同一樓層內(nèi)，豎向構(gòu)件墻柱與水平構(gòu)件梁板交接處，存在較多的施工縫，這減弱了梁的抗剪能力。通過這種方法，在混凝土材料的使用數(shù)量上不易造成浪費(fèi)的情況發(fā)生，但是對于混凝土連續(xù)澆筑時間來講，影響則是較大的，工期也因此會受到延誤。
2.3一起澆筑法。如果在施工管理辦法中，把梁柱節(jié)點(diǎn)處不同工作強(qiáng)度等級的混凝土單獨(dú)澆筑，就會給施工企業(yè)帶來不便，而且容易導(dǎo)致相鄰表面形成冷縫的情況。節(jié)點(diǎn)之間的板坯、墻柱混凝土強(qiáng)度差，如果能夠保證不影響工程質(zhì)量，就能夠一起澆筑梁柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處的混凝土與梁、板。但須值得一提的是，如果在獲得混凝土板的強(qiáng)度后，當(dāng)此時梁和柱的混凝土強(qiáng)度是在一個節(jié)點(diǎn)處，這將導(dǎo)致在垂直負(fù)載柱的承載能力不足，容易發(fā)生下地震節(jié)點(diǎn)容量芯的剪切區(qū)的不足。另外，如果當(dāng)梁柱混凝土的強(qiáng)度等級之差達(dá)到3級以上時，這種施工工藝往往會導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)處混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，無法保證工程質(zhì)量，所以一般不予采用[2]。
3節(jié)點(diǎn)處不同等級混凝土同步澆筑方法
根據(jù)平常高層建筑工程的施工實(shí)踐來看，在按照上述工藝施工不同強(qiáng)度等級的梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土之時，混凝土質(zhì)量缺陷最常見的是不同等級混凝土，界面附近的輕微收縮裂縫。導(dǎo)致這種情況發(fā)生的具體原因是：梁柱強(qiáng)度與混凝土節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度相差較大，柱體體積大，水泥用量大，產(chǎn)生的水化熱高，且高、低強(qiáng)度混凝土收縮不同，會容易在接頭附近出現(xiàn)裂縫。其次，梁、柱構(gòu)件的剛度往往相差很大，通常剛度較小的梁會受到柱的強(qiáng)烈約束，并因?yàn)榱翰糠只炷恋氖湛s而受到限制，這是產(chǎn)生裂縫的重要原因之一。在后期養(yǎng)護(hù)時，由于現(xiàn)澆梁板的梁在板的下面，板能首先充分吸收在上面保養(yǎng)的水分，使得梁不會有足夠的養(yǎng)護(hù)水分，這使得內(nèi)外梁不均勻收縮，從而導(dǎo)致在梁兩個側(cè)面上面產(chǎn)生裂縫。面對上述施工方法中出現(xiàn)的種種問題，為了能夠保證不同強(qiáng)度梁柱水平混凝土的質(zhì)量，改進(jìn)的具體措施如下：在高強(qiáng)混凝土墻柱側(cè)面500mm處，不同強(qiáng)度等級混凝土的交接處采用快易封閉網(wǎng)垂直封堵，實(shí)施同時澆筑高、低強(qiáng)度混凝土的施工方案。在具體施工過程中，先支好梁板底模，扎好梁板鋼筋，在離墻柱邊500mm位置用雙箍筋或圓12鋼筋作加強(qiáng)筋垂直綁扎，將快易收口網(wǎng)套入主筋，再綁扎剩余箍筋；板部位因上下鋼筋間距小，鋼絲網(wǎng)綁扎在板的上、下筋上，中間適當(dāng)增加鋼筋支撐即可，從而能夠有效實(shí)現(xiàn)分離高、低強(qiáng)度等級混凝土的目的。在社會上不同等級的混凝土技術(shù)要求我們必須選用同一種類品種的水泥，通過摻加外加劑，可使高、低強(qiáng)度設(shè)計等級混凝土的初凝和終凝時間管理基本保持同步，使梁、板，高、低強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)墻柱同時澆筑。樓面結(jié)構(gòu)模板、鋼筋、高低強(qiáng)度等級混凝土分隔的鋼絲網(wǎng)驗(yàn)收合格后，組織最少兩班混凝土澆筑人員，進(jìn)行樓面結(jié)構(gòu)混凝土澆筑，其中一組用高強(qiáng)度等級混凝土來澆筑墻、柱部位，另一組用低強(qiáng)度混凝土澆筑梁板，同時要在收口兩邊排放，振動，避免混凝土堆積物高度發(fā)生合攏網(wǎng)的變形和損壞，這樣可以使得高強(qiáng)度和低強(qiáng)度級的同步澆筑混凝土的實(shí)現(xiàn)[3]。工程實(shí)踐表明，按上述施工工藝完成接縫施工后，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度滿足設(shè)計的要求時，進(jìn)行拆模，在梁、板、墻柱接縫處高、低強(qiáng)度混凝土交接處附近不會形成裂縫，混凝土表面也不會產(chǎn)生蜂窩麻面的情況，且顏色均勻。由強(qiáng)度檢測器，柱的板坯節(jié)點(diǎn)，從四周1m柱側(cè)，混凝土強(qiáng)度也慢慢地從高強(qiáng)度級別降低至低強(qiáng)度級別。低等級的突變，是因?yàn)榻饘俳z網(wǎng)分區(qū)后澆振動而變高，導(dǎo)致低等級混凝土相互滲透，形成高等級，逐漸改變連續(xù)低標(biāo)號混凝土。
4進(jìn)一步提高梁柱節(jié)點(diǎn)處工程質(zhì)量的措施
通常在實(shí)際操作中，往往會有隱患在工程質(zhì)量的安全中，其中一部分的原因歸咎于部分地方嚴(yán)重違反了工程建設(shè)相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，違規(guī)生產(chǎn)、使用不符合國家規(guī)定的預(yù)拌混凝土，甚至采用不合格的海砂、麻剛沙來生產(chǎn)預(yù)拌混凝土，因此需要進(jìn)一步提高梁柱節(jié)點(diǎn)處工程質(zhì)量。由本文中所說，當(dāng)有差別較大的混凝土強(qiáng)度等級在高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)處時，會在其交界附近產(chǎn)生裂縫，這是一種常見的工程質(zhì)量通病。采用上述同步澆筑施工技術(shù)，就能夠有效地減少節(jié)點(diǎn)處裂縫這種情況的發(fā)生，為進(jìn)一步提高高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)處的工程質(zhì)量作出努力。為了能夠同時在混凝土配比、后期養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行改進(jìn)，可以結(jié)合其他一些在節(jié)點(diǎn)處裂縫產(chǎn)生的可能原因來采取以下改進(jìn)措施：①在滿足強(qiáng)度等級及可泵性的情況下，要求混凝土攪拌廠配合比設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，對柱子混凝土采用減少水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少坍落度、減少用水量的方法，與此同時，還需要在粉煤灰和外加劑的用量上也做出相應(yīng)的調(diào)整。②對于施工現(xiàn)場的每輛車上的混凝土都進(jìn)行坍落度檢測，以此來嚴(yán)格管理控制混凝土中的拌合物坍落度。在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)柱子部位，混凝土通常是采用塔吊輸送，以此來達(dá)到降低坍落度的目的。③預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)建立健全生產(chǎn)管理制度、產(chǎn)品質(zhì)量保證體系和產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤制度，以此來切實(shí)保證預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，并嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的辦法，加強(qiáng)檢查和原材料的質(zhì)量控制。原料的采購，建立并完善了管理制度和使用原材料的臺賬，使原材料具備可追溯性，對于一些不合格的原材料，一律禁止工人使用。④可以通過適當(dāng)增加水平構(gòu)造鋼筋，以提高梁的抗裂性，這是因?yàn)樵谟悬c(diǎn)梁側(cè)面水平方向上的構(gòu)造鋼筋太少，這一點(diǎn)不利于梁的抗收縮裂縫。⑤對混凝土要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，特別是梁，在澆水時，不僅要在板面上澆，還要在板下梁側(cè)也澆。在滿載之前腳手架不除去，用高壓水噴射，可以對梁進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，也可優(yōu)選使用節(jié)水梁，以延緩在模具側(cè)梁的去除時間的拆模時間，達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的[4]。
5結(jié)語
結(jié)構(gòu)設(shè)計人員經(jīng)常會采用不同強(qiáng)度等級的混凝土，用于高層建筑框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處，這樣對施工的操作人員來說就有了更高的要求。常見的施工方法，通常是首先澆注節(jié)點(diǎn)混凝土的高強(qiáng)度等級芯，然后按照之前的初始設(shè)定，倒入比混凝土板低的強(qiáng)度級混凝土。同步澆筑法從技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性上都表明了其相對于以往常見施工方法的優(yōu)勢。顯然，只要能夠?qū)Ω邔咏ㄖ褐?jié)點(diǎn)精心施工，并采取有針對性的措施，高、低強(qiáng)度混凝土的施工質(zhì)量是可以保證無誤的。
參考文獻(xiàn)
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[2]呂飛,曹立英.梁柱節(jié)點(diǎn)不同強(qiáng)度等級混凝土的施工方法研究[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2020(03):148-149.
[3]高兵.論述梁柱節(jié)點(diǎn)不同等級混凝土施工措施[A].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會.科學(xué)時代———2014科技創(chuàng)新與企業(yè)管理研討會論文集上（科技創(chuàng)新）[C].中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會:《科技與企業(yè)》編輯部,2014:1.
[4]周光進(jìn).淺談高層建筑梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土施工技術(shù)[J].江西建材,2016(24):98-99.
作者:李承明 杜琦 王志偉 單位:江蘇邗建集團(tuán)有限公司 揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院