高層建筑梁柱節(jié)點處不同強度等級溷凝土施工工法

1、高層建筑梁柱節(jié)點處不同強度等級混凝土施工工法高層建筑梁柱節(jié)點處不同強度等級混凝土施工工法1前言隨著高層建筑結構的快速發(fā)展，在高層建筑梁柱節(jié)點區(qū)不同強度等級混凝土的澆筑施工過程中，為了符合“強柱弱梁、強剪弱彎”，“ 強節(jié)點、強錨固”的抗震設計原則及結構設計要求，滿足使用功能和觀感質(zhì)量，經(jīng)過現(xiàn)場探索研究和總結，并通過多項工程的實踐應用，即形成了高層建筑梁柱節(jié)點處不同強度等級混凝土施工工法。該工法加快了施工進度，減少了交接處混凝土的收縮裂縫，使梁柱節(jié)點處結構受力更加合理；提高了混凝土結構質(zhì)量。2工法特點梁柱節(jié)點不同強度等級混凝土施工工法與傳統(tǒng)的施工工藝相比較，核心區(qū)節(jié)點部位混凝土強度得到了保證，減少

2、了混凝土節(jié)點處的收縮裂紋，提高了工效及工程質(zhì)量；具有一定的先進性、科學性和適用性，可在復雜的高層建筑結構梁柱節(jié)點核心區(qū)廣泛應用。3適用范圍本工法適用于框架或框剪結構中的多種強度等級混凝土在梁柱節(jié)點部位的施工。4工藝原理按照國家行業(yè)標準JGJ3-2002鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程規(guī)定，“梁柱混凝土強度等級相差不宜大于5MPa，如超過時，梁柱節(jié)點區(qū)施工時應作專門處理，使節(jié)點區(qū)混凝土強度等級與柱相同”。梁與柱相接的節(jié)點核心區(qū)受力較為復雜，且施工縫常留置在該區(qū)的上部及下部，如果不同強度等級的混凝土在此節(jié)點區(qū)處理不當，可能會留下質(zhì)量隱患；因此在梁柱節(jié)點部位混凝土澆筑過程中，按混凝土強度先高后低

3、、先柱后梁板的原則，由外向內(nèi)按照對稱順序連續(xù)澆筑，從而確保了節(jié)點核心區(qū)混凝土強度，避免了節(jié)點核心區(qū)發(fā)生剪切破壞；同時將結合部放在梁上，臨時封堵，以確保形成弱梁，使地震時塑性鉸出現(xiàn)在梁上，保證了框架結構仍為幾何不變體系。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程5.2操作要點施工準備1逐級進行技術交底，并作梁柱節(jié)點施工樣板，見圖；使每個管理者和操作者都能夠明確有哪些技術和質(zhì)量要求，做到人人清楚，個個明白。2合理布置泵車和泵管，即泵車的數(shù)量、位置和泵管的長度及走向，均根據(jù)混凝土強度等級、澆筑順序、凝結時間等因數(shù)，經(jīng)計算確定。圖 梁柱節(jié)點施工樣板圖3澆筑混凝土前的各道工序，經(jīng)隱蔽驗收合格并辦理驗收手

4、續(xù)。4全套混凝土攪拌運輸、澆筑機械設備、塔吊及泵車經(jīng)試運轉均處于良好工作狀態(tài)，并配備足夠的易損零件，以便出現(xiàn)意外損壞時及時檢修，電源能滿足連續(xù)施工的需要。5.2.2不同強度等級混凝土交接面確定1根據(jù)圖紙設計，用水平尺、鋼卷尺等工具將不同強度等級混凝土的交接面量取并在鋼筋上做好標記;用水準儀將建筑50線用紅油漆標記于柱主筋上。2為了增強柱節(jié)點核心區(qū)的抗剪能力，在距柱邊梁高的一半距離處（h/2）做為高低強度等級混凝土的交接面，同時考慮到高強混凝土的自由流淌，在距柱邊h/2外，沿兩箍筋之間的對角線設置密目鋼絲網(wǎng)片斜面，通過力學性能計算，該斜面處受力較小。四周用22鉛絲與鋼筋綁扎牢固，以便控制不同強度

5、等級混凝土的澆筑范圍，見圖-1。同時在柱四周每個梁的底模中心緊靠密目鋼絲網(wǎng)片外留設30圓孔，用于導流高強度等級混凝土透過鋼絲網(wǎng)而在底部產(chǎn)生的小部分混凝土浮漿，混凝土浮漿排完后，初凝前用可開啟的4mm厚小鋼板在梁底模內(nèi)加以封蓋，見圖。3根據(jù)圖紙算出節(jié)點處相應強度等級混凝土的工程量。5.2.3商品混凝土進場1要求商品混凝土攪拌站同試驗室在混凝土需用前先進行混凝土配合比設計和試配，并進行強度試壓，在滿足強度及可泵性的條件下，對較高強度等級的混凝土應適當減少水泥、砂子、水的用量，增加石子用量，減小坍落度，并對粉煤灰和外加劑的用量也作相應的調(diào)整。商品混凝土供應站對高低強度等級混凝土試配完成后進行混合澆筑

6、試驗，試驗高低強度等級混凝土的收縮是否有差異，避免在其交界附近產(chǎn)生裂縫。2混凝土采用專用車運輸，混凝土強度等級掛牌編號、標識清楚。送達現(xiàn)場后，由專人帶領將拌合物分等級把高強度等級混凝土卸入指定的塔吊吊斗，將低強度等級混凝土卸入指定的混凝土泵車再輸送到相應結構部位，以防搞錯。3加強通訊聯(lián)系，在混凝土澆筑過程中，前方、后方、樓上、地面及塔吊司機等部位人員用同頻率對講機進行聯(lián)絡溝通，以確?；炷涟凑諠仓樞?、連續(xù)澆筑至指定區(qū)域。4對進場的每一車混凝土拌合物坍落度進行檢測，并隨批次留置試塊。5.2.4混凝土澆筑1采用泵送混凝土澆筑，應根據(jù)工程結構特點、平面形狀、幾何尺寸、泵送設備的泵送能力、塔吊吊斗運

7、輸設備供應能力、勞動力和管理能力以及周圍場地大小，運輸?shù)缆非闆r等條件，劃分混凝土澆筑區(qū)域，并明確設備和人員的分工，以保證結構澆筑的整體性和按計劃進行澆筑。2梁柱節(jié)點區(qū)混凝土依據(jù)強度等級按照先高后低的原則澆筑，樓層混凝土由外向內(nèi)對稱、連續(xù)澆筑，核心區(qū)的混凝土澆筑方法先用塔吊吊送梁柱節(jié)點區(qū)高強度等級的混凝土就位澆注，并分層振搗。3在柱混凝土初凝前，隨之泵送澆筑梁板的混凝土，梁和板同時澆筑。從一端開始向前推進，應用混凝土泵澆筑不得在同一處連續(xù)布料，在23m范圍內(nèi)水平移動布料，且宜垂直于模板布料，確保梁柱節(jié)點區(qū)域內(nèi)高強等級混凝土已澆筑，且保證在高強等級混凝土初凝時間以內(nèi)，以縮小節(jié)點核區(qū)高強度等級的混凝

8、土澆筑時間，避免高低強度混凝土鄰界面形成冷縫，同時對梁柱節(jié)點鋼筋密集的核心區(qū)用小型插入式振動棒加強振搗，杜絕漏振死角，確保節(jié)點核心區(qū)混凝土的密實性和設計強度。4為了保證節(jié)點區(qū)混凝土的質(zhì)量，在梁板混凝土初凝前進行二次振搗，即在混凝土初凝前再振搗一次，增強高低強度等級混凝土交接面的密實性，減少收縮，確保質(zhì)量；梁柱節(jié)點混凝土質(zhì)量效果見圖5.2.4。5.2.5混凝土養(yǎng)護及成品保護圖5.2.4 梁柱節(jié)點圖1已澆筑完畢后的混凝土，應在12h內(nèi)進行覆蓋和澆水養(yǎng)護。當正午溫度為10時，每日澆水為2次，20時為4次，25以上者為6次，當日平均氣溫達到5以下者，應停止?jié)菜?，改用塑料薄膜或草氈覆蓋養(yǎng)護，也可采用養(yǎng)護

9、液進行養(yǎng)護。澆筑成型后澆水養(yǎng)護的最短時間為7d，對有緩凝劑或有抗?jié)B要求的混凝土最短養(yǎng)護時間為14d，澆水量的多少，應能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)為宜。采用塑料薄膜養(yǎng)護的混凝土，其裸露的表面應全部覆蓋嚴密，并應保持塑料薄膜內(nèi)有凝結水。已澆筑的混凝土抗壓強度未達到1.2N/mm²以前不得在其上從事任何施工作業(yè)。2加強混凝土養(yǎng)護，特別是梁，除了板面澆水外，還應在板下澆水，在滿堂承重腳手架拆除前，用高壓水槍對梁底進行澆水養(yǎng)護，拆模后對梁柱處用塑料薄膜（冬季用棉氈）包裹，按要求養(yǎng)護7d，并將梁側模的拆除時間推遲3d。6材料與設備6.1水泥進場時應對其品種、級別、包裝、出廠日期等進行檢查，并應對其強

10、度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定。6.2混凝土所用的粗、細骨料的質(zhì)量應符合國家現(xiàn)行標準普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法JGJ53-92、普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法JGJ 52-92的規(guī)定。6.3混凝土外加劑根據(jù)要求選用減水劑（緩凝劑），并應符合混凝土外加劑應用技術規(guī)范GB50119-2003,其摻量經(jīng)試驗符合要求，方可摻用。6.4混凝土強度應符合混凝土強度評定標準GBJ107-87的規(guī)定和圖紙設計要求。6.5鋼絲網(wǎng)材質(zhì)等技術指標滿足規(guī)范規(guī)定要求。6.6設備機具計劃詳見表6.6。表6.6設備機具計劃用表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量用途1塔式起

11、重機QTZ-63臺1運輸砼2砼輸送泵臺1輸送砼3布料桿BLG14臺1輸送砼4環(huán)保振動棒VAF臺6振搗砼5空氣養(yǎng)護泵臺1砼養(yǎng)護6水準儀DS32臺1測平整度7坍落度筒100×200×300個2測和易性8混凝土試模100×100×100組6留置試塊7混凝土質(zhì)量控制7.1混凝土應符合混凝土施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002的規(guī)定及圖紙設計要求。7.2主控項目7.2.1各種原材料的檢驗報告，并對其在國家現(xiàn)行標準規(guī)定的技術要求及性能進行復驗。7.2.2配合比設計及坍落度符合規(guī)范普通混凝土配合比設計規(guī)程J64-2000與圖紙設計要求。7.2.3混凝土強度等級必須

12、符合設計要求，試件的取樣與留置應符合規(guī)范規(guī)定。7.2.4 嚴格控制混凝土的初凝時間及澆筑順序。7.3一般項目7.3.1鋼絲網(wǎng)留置的位置和構造處理按施工方案要求實施。7.3.2梁柱節(jié)點混凝土外觀質(zhì)量達到規(guī)范要求。7.3.3梁柱節(jié)點混凝土按施工方案要求養(yǎng)護。7.3.4梁與柱齡期后的回彈試驗。7.3.5混凝土結構外觀尺寸即表面平整度滿足設計與規(guī)范要求。8安全措施8.1混凝土澆筑之前，應對振動器進行試運轉，振動器操作人員應穿膠靴、戴絕緣手套；振動器不能掛在鋼筋上，濕手不能接觸電源開關。8.2澆筑單梁、柱混凝土時，應搭設操作臺，操作人員不得直接站在模板或支撐上操作，以免踩滑或踏斷支撐而墜落。8.3樓面上

13、的預留孔洞應設蓋板或圍欄。所有操作人員應戴安全帽；高空作業(yè)應系安全帶，夜間作業(yè)要有足夠的照明。施工現(xiàn)場臨時用電嚴格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范JGJ46-88的有關規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。9環(huán)保措施9.1混凝土罐車沖洗所產(chǎn)生的污水要排入沉淀池內(nèi)，經(jīng)二次沉淀后，方可排入甲方指定的污水管線。未經(jīng)處理的泥漿水應外運，嚴禁直接排入城市排水管線。9.2施工現(xiàn)場建立控制人為噪音的管理制度，盡量減少人為的大聲喧嘩，增強全體施工人員防噪聲擾民的自覺意識。振動器盡量選用低噪聲，以減少強噪聲的擴散。9.3模板及架管拆除后，堆放到指定地點，及時清理建筑垃圾，確保施工現(xiàn)場清潔。10經(jīng)濟效益分析10.1直接經(jīng)濟效益我公司施工

14、的咸陽*廠綜合樓，剪力墻框架結構十二層地下一層，建筑面積為20451m2，2006年5月15日開工，2007年7月11日竣工，結構設計柱混凝土強度等級為C40，梁板為C25,共有不同強度等級梁柱節(jié)點360個，通過梁柱節(jié)點不同等級混凝土施工工法的應用，節(jié)約資金6276.24元，經(jīng)濟效益分析見工法應用實例1。西安市*科研樓，框架剪力墻結構十二層，建筑面積為12933，2002年5月12日開工，2005年8月12日竣工。結構設計柱混凝土強度等級C45,梁板混凝土強度等級C30，共有不同強度梁柱節(jié)點420個，通過梁柱節(jié)點不同等級混凝土施工工法的應用，節(jié)約資金15480.78元，經(jīng)濟效益分析見工法應用實

15、例2。陜西*礦區(qū)辦公樓，框架剪力墻結構，地上十九層，地下二層，建筑面積為34586.34，2006年12月18日開工，2008年5月18日竣工，結構設計柱混凝土強度等級一至十層C50，十層至十九層C45，梁板混凝土強度等級為C30，一至十層不同等級強度梁柱節(jié)點為412個，十至十九層不同等級強度梁柱節(jié)點346個，通過梁柱節(jié)點不同強度等級混凝土工法的應用，節(jié)約資金26194.85元，經(jīng)濟效益分析見工法應用實例3。三個項目總計節(jié)約資金47951.87元，獲得了較好的經(jīng)濟效益。10.2社會效益在工程施工中應用梁柱節(jié)點不同等級混凝土施工工法，節(jié)約了人力、物力、財力，收到了明顯的效果，使得梁柱節(jié)點核心區(qū)受

16、力合理，滿足設計強度要求，保證了工程質(zhì)量;同時有效控制梁柱節(jié)點高低混凝土強度等級交接面的收縮裂縫，其他質(zhì)量通病得到了有效的防治。得到了監(jiān)理和建設單位的贊揚，受到有關專家的好評。并且為精品工程的建設打下了良好的基礎，在以后施工中，我們會讓這一技術方法日臻完善，逐步推而廣之。11應用實例通過梁柱節(jié)點不同等級強度施工工法的應用，對高低強度等級混凝土采取了科學有效的澆筑方法，降低了強度等級不同的混凝土造價，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，按照計算示意圖11.及澆筑實際情況分析：傳統(tǒng)施工方法與梁柱節(jié)點不同強度等級施工工法相比較，陰影部分區(qū)域為低強度等級混凝土替代原高強度等級混凝土，且確保了工程質(zhì)量（依混凝土坍落度

17、180mm為例，經(jīng)多次試驗混凝土自由擴散為18°）。實例1咸陽*廠綜合樓，剪力墻框架結構十二層地下一層，建筑面積為20451m2，2006年5月15日開工，2007年7月11日竣工，結構設計柱混凝土強度等級為C40、梁板為C25,共有不同強度等級梁柱節(jié)點360個，梁柱節(jié)點內(nèi)四周框架梁截面尺寸為300*500（按市場商品砼價格：C40為380元m3、C25為306元m3，密目鋼絲網(wǎng)1.8元，人工工日綜合價為30元工日）。梁柱節(jié)點不同等級混凝土施工工法做法：低強度等級砼代替高強度等級砼一個梁柱節(jié)點的工程量為1/2×(0.5/tg18°-0.5)×0.5

18、15;0.3×4=0.311m3商品砼節(jié)省費用360×0.311×（380306）8285.04元增加密目鋼絲網(wǎng)費用360×（4×0.3×0.5×1.80.15×30）2008.80元總節(jié)約資金商品砼節(jié)省費用增加密目鋼絲網(wǎng)費用8285.042008.86276.24元，平均每個梁柱節(jié)點節(jié)約資金6267.2436017.43元。實例2西安*教學科研樓，框架剪力墻結構十二層，建筑面積為12933，2002年5月12日開工，2005年8月12日竣工。結構設計柱混凝土強度等級C45,梁板混凝土強度等級C30，共有不同強度梁

19、柱節(jié)點420個，梁柱節(jié)點內(nèi)四周框架梁截面尺寸均為300×600（按市場商品混凝土價格C45為390元m3,C30為295元m3，密目鋼絲網(wǎng)1.8元，人工工日綜合價30元工日），梁柱節(jié)點不同等級混凝土施工工法：用低強度等級替代高強度等級砼一個梁柱節(jié)點的工程量為1/2×(0.6/tg18°-0.6)×0.6×0.3×4=0.449m3商品砼節(jié)省費用420×0.449×（390295）17915.10元增加密目鋼絲網(wǎng)費用420×（4×0.3×0.6×1.80.15×30）2434.32元總節(jié)約資金商品砼節(jié)省費用增加密目鋼絲網(wǎng)費用17915.10-2434.3215