浅议框架结构施工过程中的常见问题

2015-10-21 17:19葛振东
建筑工程技术与设计 2015年26期
关键词:钢筋混凝土

葛振东

摘要:钢筋混凝土框架结构建筑由于其取材容易,可模性好,结构整体性,抗震性能较好,空间分隔布置灵活等特点,在多层高层房屋建筑中得到了广泛的应用。本文针对框架结构施工过程中混凝土工程和钢筋工程中出现的较为常见的几个问题进行了探讨。

关键词:框架结构施工;混凝土;钢筋

近年来,我国建筑业发展迅速,钢筋混凝土框架结构得到了广泛的应用。框架结构是由钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料组合而成:混凝土的抗压能力较强,抗拉能力较差,当混凝土受拉时容易开裂,使构件产生裂缝,而钢材的抗压和抗拉性能都不错。将两种材料结合到一起能充分发挥各自所长,协同工作。框架结构的优点十分明显:取材容易、可模性好、整体性好、刚度大,平面布置灵活等。然而,在框架结构工程项目施工过程中,也经常会出现一些问题,如:梁柱节点无箍筋,少箍筋;梁柱节点内钢筋数量太多导致无法浇灌混凝土或无法振捣等。而施工技术人员一般不过问结构计算,同时可能也不具备足够的结构抗震知识,在施工过程中容易产生问题。本文将对框架结构施工过程中较为常见的问题进行分析,以便在施工过程中控制好关键部位的施工。

一、混凝土工程

混凝土工程在房建工程中的重要性不言而喻,然而,在施工过程中,经常由于施工困难或疏忽等原因,导致混凝土施工质量问题:

1、振捣不充分或振捣过度

混凝土浇筑完成后,要进行振捣以排除混凝土中大量的空气,增加混凝土的强度、耐久性,减少蜂窝、麻面等问题。混凝土施工过程中振捣不充分,混凝土无法达到密室状态,则混凝土构件的强度就无法保证;振捣过度,则会导致石子下沉,上部砂浆偏多,导致混凝土收缩不均匀,易产生裂缝。因此,在施工过程中要振捣均匀,不同强度等级的混凝土要分别进行振捣,以保证混凝土构件的强度,避免蜂窝、麻面、裂缝等质量问题。

2、混凝土构件钢筋保护层偏差

混凝土的保护层一方面起到保护内部钢筋不发生锈蚀的作用,另一方面可以 钢筋和混凝土的粘结锚固,起到支撑加固的作用。①在施工过程中,经常由于注重保护主筋而疏忽了对于箍筋的保护,导致保护层变厚,使得钢筋混凝土构件的有效高度减小,从而减弱了构件的承载能力,从而使得构件产生裂缝;②施工过程中,模板的偏差等原因,会造成混凝土构件的保护层偏小。混凝土中的氢氧化钙和空气中的二氧化碳会发生碳化反应,当碳化深度发展到钢筋处时,钢筋就容易发生锈蚀,从而影响构件的承载能力。因此,在施工过程中须认真检查已安装或正在安装的钢筋保护层,看看是否符合规范要求;梁、板施工时都要按保护层厚度,预先做好1:2水泥砂浆垫块或塑料卡。

3、不同强度等级混凝土部位裂缝

施工过程中经常会遇到不同部位的混凝土等级不同的情况,如梁柱节点处。如果混凝土强度等级相差较大,由于水泥用量、水灰比、用水量的区别,不同强度等级的混凝土收缩有所差异,极易在交界处形成裂缝。为应对此种情况,应采取如下措施:①先浇筑强度等级高的混凝土,再浇筑强度等级低的混凝土,对不同强度等级的混凝土分别进行振捣;②在梁板的混凝土初凝前进行二次振捣,增强高低等级混凝土交界面的密实性,减少收缩,避免裂缝的出现;③严格控制节点部位的混凝土坍落度,经常对混凝土的坍落度进行检测;④对于产生裂缝较多的梁侧面,可增减水平构造钢筋来提高梁的抗裂性;

二、钢筋工程

钢筋工程是房建工程中至关重要的一环,钢筋工程施工的质量和正确性会直接影响到结构的抗震性能优劣。实际工程中,钢筋工程的施工经常会在以下几方面出现问题:

1、钢筋不符合设计要求

进场钢筋未检查、复验或存放不当导致锈蚀等,不能达到设计要求。

2、梁柱节点

框架结构设计时应遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件和强压弱拉。框架结构的延性导致柱端和梁端出现塑性铰,所以要求构件的破坏先于节点的破坏,可见结构节点部位须具备足够的抗剪承载能力。但是,地震中许多梁柱节点区域出现交叉裂缝,有的混凝土都被压碎,柱纵向钢筋被压屈,梁钢筋被拉出等,大都是由于节点区的箍筋过少。框架结构在施工过程中,通常是先制作安装梁板模板,然后绑扎梁钢筋,最后将节点箍筋和梁钢筋一起落下。这样会造成梁柱的纵筋卡住,箍筋无法按设计间距排列,并且难于返工,而許多施工技术人员并不清楚其重要性,不做处理,以致留下了重大的安全隐患。

对此种情况,可在安装梁钢筋之前,把整体骨架套入柱纵筋并用垫木搁置在楼板模板面上,然后穿梁纵向钢筋并绑扎,待梁钢筋安装完沉梁时,节点区骨架就与梁整体下落,且不会出现变形、开口的问题。这种方法可保证节点区箍筋的间距与数量,实施效果很好,使得节点区箍筋能够满足规范要求。

在实际施工中,梁柱节点区钢筋密集,构造复杂,特别是处于结构中间部位的柱子,梁柱钢筋纵横交错,柱子的箍筋绑扎非常的不方便。例如梁柱节点存在三根或三根以上的梁时,施工过程中通常都是将三根梁的钢筋都锚入节点内,导致节点内钢筋数量太多,很多梁的直线段锚固长度远远小于0.4LaE(LaE为抗震锚固长度),同时,有可能无法满足钢筋保护层的要求,甚至混凝土振捣也很困难,只有部分水泥砂浆可以进入节点内,并且振动棒也无法进行振捣,导致节点处的施工质量很低,留下了严重的安全隐患。当地震来到时,节点处先于构件发生破坏,失去抗震能力,结构整体性发生破坏,导致节点箍筋被拉断、节点混凝土被压碎、梁钢筋被拉出、柱纵向钢筋被压屈等一系列震害现象。针对此种情况,可将其中两根梁的钢筋拉通设置,仅少数梁设置弯头锚入节点内,可以在满足梁钢筋锚固长度的同时大量减少节点内钢筋的数量,便于钢筋的绑扎和混凝土的浇筑和振捣,保证节点处的施工质量和抗震性能要求。

3、箍筋加密区

梁的箍筋加密范围可根据《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》按照抗震等级进行选用,一般没有问题。但是框架柱的箍筋加密范围经常存在问题,汶川地震中许多发生破坏的柱子就是由于柱端加密箍筋的施工质量问题和柱主筋连接质量问题导致的:①《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中6.3.9规定:柱端箍筋加密区高度取Hn/6(Hn为柱的净高)、柱长边尺寸、500mm中的较大值,底层柱下端加密区不小于柱净高Hn的1/3,Hn为基础顶面嵌固部位至梁底的高度,而实际施工时柱下端加密区经常没达到这一要求;②伸缩缝两侧的柱。如高层建筑结构中的主楼角柱需要全高加密,裙房的角柱则可能不需要,而结构设计总说明中经常只是说明结构抗震等级;③楼梯间及设置填充墙的位置,由于梯梁及墙体的存在,有可能会使相邻的框架柱形成短柱,因此,这些部位的柱箍筋宜沿柱全高进行加密。

4、上下层柱纵向钢筋变化

施工过程中经常会遇到柱钢筋直径发生变化的情况,当上柱钢筋的直径大、下柱钢筋直径小时,钢筋接头处于板面一下的连接区段,接头质量较差且施工困难,因此,应尽量避免上柱钢筋直径大、下柱钢筋直径小的情况。若遇到类似情况,可与设计单位协商,变更钢筋直径或钢筋根数,以方便施工,保证施工质量。

结语:

钢筋混凝土框架结构由于其自身的优点,在建筑工程中的应用越来越广泛,施工过程中遇到的问题也越来越多。但是只要我们对出现的问题足够的重视,并科学的进行总结和分析,找出避免或者解决问题的方法,就可以让钢筋混凝土框架结构施工技术更好的为我们服务。

参考文献:

【1】《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

【2】王铁梦.工程结构裂缝控制〔M〕,北京:中国建筑工业出版社,1997

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