中铁二十五局集团第四工程有限公司 广西柳州 545007
摘要:近年来,随着高层建筑数量的不断增加,框架结构节点设计通常采用“强柱弱梁”来满足抗震规范要求。由于框架节点处采用不同标号的混凝土浇筑,施工前未制订正确的施工工艺,并严格组织实施,极易造成节点部位混凝土出现裂缝;严重的甚至会造成结构通缝,影响建筑物的使用安全和功能。本文通过高层实例,总结框架节点处不同标号混凝土施工工艺,对现场施工有较好的指导作用。
关键词:框架节点 不同标号混凝土
宜宾市鲁能云璟一标段4#楼工程,地下二层,地上26层,建筑总高78.15m2,面积10069.44m2。地下二层到四层结构墙柱连梁混凝土标号为C55;五层到七层结构墙柱连梁混凝土标号为C50;八层到十层结构墙柱连梁混凝土标号为C45;十一层到十三层结构墙柱连梁混凝土标号为C40;十四层到十六层结构墙柱连梁混凝土标号为C35;十七层到屋面结构墙柱连梁、所有楼层梁板混凝土标号均为C30。框架节点处混凝土标号等级最大相差4个级别,如图一所示。
前期地下室部分施工,由于项目部未重视框架节点不同标号混凝土交接部分的施工工艺,仅仅编制了简单的施工方案,按常规方法进行不同标号混凝土的施工;加之施工现场昼夜温差较大,造成了以下不良后果。
1、框架结构节点不同标号混凝土交接部位表面出现了长度不等,宽度约2mm,深度约20~30mm的表面收缩裂缝,严重影响混凝土的观感。
2、少数表面裂缝出现于卫生间和阳台等墙厚较小的位置,形成了结构通缝,造成了渗漏。
3、混凝土塌落度偏高,高标号混凝土实际用量超过计算用量20%以上,增加了现场混凝土施工成本。
项目部认识到框架节点不同标号混凝土施工是整个混凝土工程的关键控制工序和难点工序,项目部为此成立了专项QC攻关小组,编制了框架节点不同标号混凝土施工方案,按方案实施不同标号的混凝土浇筑作业,形成了完整的框架节点不同标号混凝土施工工艺。
一、工艺流程
施工准备→钢筋模板验收→交接界面钢丝网片安装→混凝土浇筑人员和机具进场→泵车安装→柱墙高标号混凝土浇筑→节点高标号混凝土浇筑→连梁高标号混凝土浇筑→梁板低标号混凝土浇筑→框架节点交接部位二次振捣→混凝土养护→拆除模板→成品保护
二、施工作业要点
(一)施工准备
1、编制框架节点不同标号混凝土施工方案,对现场人员逐级进行技术交底,明确管理者和操作者的职责;先制作框架节点处施工样板,经检查合格后,方可全面铺开实施。
2、现场根据混凝土强度等级、凝结时间、浇筑顺序等合理布置泵管和泵车。低层施工时,现场条件允许,可布置多台泵车,分别供应不同标号的混凝土,加快了施工进度;高层施工时,现场一般采用地泵和塔吊结合施工,特别要注意控制好不同标号混凝土浇筑的时间间隔,不得超过高标号混凝土初凝时间;高层施工混凝土运输时间长,不能满足不同标号混凝土浇筑间隔时间要求时,可采用分片或分段进行施工,各施工段间按要求留设好施工缝。
3、浇筑混凝土前的各道工序已全部完成,经隐蔽验收合格,并办理验收手续。
4、混凝土搅拌运输、浇筑机械设备、塔吊及泵车试运转合格,均处于良好的工作状态;现场配备了足够的易损零配件(如管节、接头和胶圈等),以便出现意外损坏能及时检修,电源能满足连续施工的需要。
(二)不同强度等级混凝土交接面确定
1、根据设计图纸,现场采用水平尺、钢卷尺等工具对不同强度等级混凝土的交接面进行量取,并在模板和钢筋上做好标记。
2、在距墙柱边梁高的一半距离处(h/2)做为高低强度等级混凝土的交接面,同时考虑到高强混凝土的自由流淌,在距墙柱边h/2外,沿两箍筋之间的对角线设置密目钢丝网片(网孔5-8mm,钢丝直径0.5-0.9mm)斜面,四周用22#铁丝与钢筋绑扎牢固。在梁部位直接绑扎在梁箍筋上,箍筋钢度不够的用双箍筋或用圆12钢筋加强;在板部位钢丝网直接绑在板上下层筋上、板较厚的根据板厚及上下层筋直径、上下保护层厚度用圆12钢筋焊成框,中间间隔200焊一根横挡,然后将钢丝网绑扎在钢筋框上栏设在板上下钢筋之间,如图二所示。
4、依据图纸算出框架节点处相应强度等级混凝土的工程量,便于提供混凝土用量计划和进行节超分析。
(三)混凝土进场管理
1、搅拌站混凝土需用前,先进行试验室混凝土配合比设计和试配,并进行强度试压,在满足强度及可泵性的条件下,对较高强度等级的混凝土要求适当减少水泥、砂子、水的用量,增加石子用量,减小坍落度,并对粉煤灰和外加剂的用量也作相应的调整。
2、混凝土采用专用罐车运输,混凝土强度等级挂牌编号、标识清楚。送达现场后,由专人带领将拌合物,分等级卸入指定的泵车、地泵或塔吊的料斗内,再输送到相应结构部位,以防搞错。
3、加强通讯联系,在混凝土浇筑过程中,前方,后方,楼上、地面及塔吊司机等部位人员用同频率对讲机进行联络沟通,以确保混凝土按照浇筑顺序、连续浇筑至指定区域。
4、对进场的每一车混凝土进行塌落度检测,现场控制塌落度不大于150mm,并随批次留置试块。
(四)混凝土浇筑。
1、采用泵送混凝土浇筑,应根据工程特点划分混凝土浇筑区域,并明确设备和人员的分工,以保证结构浇筑的整体性和按计划进行浇筑。
2、框架节点区混凝土依据强度等级按照先高后低的原则浇筑,楼层混凝土由外向内对称、连续浇筑,核心区的混凝土浇筑方法先用塔吊吊送梁柱节点区高强度等级的混凝土就位浇注,并分层振捣。
3、在墙柱高强混凝土初凝前,采用地泵运送浇筑梁板的混凝土,梁和板同时浇筑。采用布料机浇筑混凝土时,不得在同一位置连续布料,要在2m~3m范围内水平移动布料,且宜垂直于模板布料,确保框架节点区域内高强等级混凝土已浇筑完成,且保证时间控制在高强等级混凝土初凝时间以内,以缩短框架节点核心区高强度混凝土浇筑时间,避免高低强度混凝土邻界面形成冷缝,同时对框架节点钢筋密集的核心区域,采用小型插入式振动棒加强振捣,杜绝漏振死角。对于钢筋确实过分密集振动器无法插入的情况,要求事先和设计单位联系采取适当的技术措施,确保框架节点核心区混凝土的密实性和设计强度。
4、在梁板混凝土初凝前进行二次振捣,即在低标号混凝土初凝前再振捣一次,特别是框架节点处,增强高低强度等级混凝土交接面的密实性,减少收缩。在振捣过程中,振动棒插点要均匀,振捣时间不宜过长,表面略有浮浆即可;也不得漏振,每次移动振动棒的距离应控制在30cm~40cm为宜。对于不易振捣梁、柱接头处钢筋较密处,在混凝土施工时改用5mm~20mm细石混凝土灌筑,同时采用33mm直径振动棒头或片式棒头振捣混凝土。钢筋过密无法插棒时,要求设计另出技术措施,确保混凝土的密实度和强度满足设计要求。
(五)混凝土的养护
1、框架节点处混凝土的浇水养护开始时间要提前,结束时间要延长。由于框架节点混凝土浇筑时间不同,高标号混凝土先浇注,受外部湿度影响也更大,容易收缩开裂,混凝土养护时间一般为混凝土浇筑完成7-8小时后,开始浇水养护;结束时间夏季为9-10天,冬季为18-24天。
2、现场气温在5-10度时,框架节点部位混凝土表面必须用薄膜进行覆盖,面上盖稻草或保温垫。框架节点混凝土体积较大时,为降低混凝土内部温度,可在节点处埋设降温冷水管,混凝土浇筑完成7-8小时后,通水降温。
3、加强框架节点处混凝土的养护,特别是梁侧和梁底,现场除了板面浇水外,还要在板下梁侧浇水,在满堂承重脚手架未拆除之前,可以用高压水枪对梁底进行浇水养护,并推迟梁侧模的拆模时间。
三、施工注意事项
(一)框架节点位置的混凝土初凝时间,现场一般按混凝土从搅拌站出料、运输到振捣,最终完成时间不超过3个小时来计算;虽然比较保守,但对于存在交通拥堵和机械设备故障等较多不确定因素的施工现场来说是合理的。
(二)现场高低标号混凝土尽可能不要通过同一泵送料斗进行供料,如低层采用多台天泵同时供应不同标号的混凝土;高层墙柱和框架节点高标号混凝土采用塔吊供料,梁板低标号混凝土采用地泵供料等。如高低标号混凝土必须通过同一泵送料斗进行供料时,必须先打高标号的混凝土,再打低标号的混凝土;由低标号混凝土改打高标号混凝土时,必须确保料斗和泵管内的所有混凝土均是高标号的混凝土了,才能浇筑高标号部位的混凝土。高标号或高低标号混合的混凝土,可以打低标号部位的混凝土,严禁低标号混凝土或高低标号混合混凝土打高标号部位的混凝土。
(三)框架节点处不同标号混凝土浇筑顺序:从混凝土高低标号上来说是按“先高后低”的顺序,即先浇筑高标号混凝土,后浇筑低标号混凝土;高标号混凝土可以侵入低标号混凝土的范围;而高标号混凝土未施工完成的部位,不得进行低标号混凝土的浇筑,即低标号混凝土不得侵入高标号混凝土的范围。从入模顺序来说是按“自下而上”的顺序,即先自下而上浇筑框架墙柱至梁底,再自下而上浇筑框架节点,然后是浇筑连梁,最后是浇筑梁板。
(四)制订详细的明确的应急处置方案,如运输超时,浇筑超时或者堵管超时等,混凝土如何处理,能否调其部位或降级使用,能否就近留设施工缝等等,防止出现任何意外情况,现场均能顺利解决处理。
通过采取有针对性的施工措施,现场框架节点部位不同强度混凝土交界位置的裂缝得到了有效地控制,地上部分未再出现温度裂缝和卫生间渗漏现象,高强混凝土的实际消耗量也大为减少,说明此施工工艺是切实可行和值得推广的。