超高層加強層伸臂桁架內(nèi)外筒轉(zhuǎn)換箱型節(jié)點高壓灌漿施工及質(zhì)量控制方法

1、超高層加強層伸臂桁架內(nèi)外筒轉(zhuǎn)換箱型節(jié)點高壓灌漿施工及質(zhì)量控制方法（中建三局集團有限公司東北分公司）摘要：隨著建筑產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，超高層建筑也不斷涌現(xiàn)，如何增加超高層結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度、減小結(jié)構(gòu)側(cè)向位移已成為工程界關(guān)注的主要問題。近年來超高層結(jié)構(gòu)體系廣泛采用了中間核心筒與外圍框架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式,通過設(shè)置伸臂桁架來協(xié)調(diào)核心筒與框架間的受力和變形。本文主要通過某項目介紹了伸臂桁架層轉(zhuǎn)換箱型鋼節(jié)點的施工方法及質(zhì)量控制措施，為類似工程提供經(jīng)驗。 關(guān)鍵詞：伸臂桁架；轉(zhuǎn)換節(jié)點；高壓灌漿；密實度；質(zhì)量控制；1前言隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)高度不斷刷新，內(nèi)鋼筋混凝土核心筒-外鋼管混凝土框架是目前比較普遍的超

2、高層結(jié)構(gòu)形式，該體系通常采用設(shè)置水平伸臂構(gòu)件將核心筒與外圍鋼結(jié)構(gòu)框架連接的形式，來協(xié)調(diào)核心筒與框架間的受力和變形，它對結(jié)構(gòu)形成的反彎作用可以有效的增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，減小結(jié)構(gòu)側(cè)移動，一般情況下也會減小外框架的剪力分擔(dān)比。作為連接內(nèi)筒外框用來傳力的轉(zhuǎn)換伸臂箱型構(gòu)件為受力關(guān)鍵構(gòu)件，需采用灌漿料對轉(zhuǎn)換箱型節(jié)點的腔體澆灌密實, 其灌漿質(zhì)量的好壞直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。本文主要通過某項目施工實例，介紹了箱型節(jié)點腔體的施工方法及質(zhì)量控制方法，為類似工程提供經(jīng)驗。2適用范圍適用于結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)鋼筋混凝土核心筒-外鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的超高層伸臂桁架節(jié)點腔體灌漿施工。3工程概況3.1總體概況某工程位于大連市

3、中山區(qū)東港商務(wù)區(qū)內(nèi)，由兩棟超高層點式塔樓及其4層裙樓組成；地下三層為地下停車場，地上A座為公建式公寓塔樓，共68層，建筑主體高度267.6米；B座為辦公與公建式公寓塔樓，共63層，總建筑高度267.6米；地上裙房4層，總建筑面積332425。塔樓結(jié)構(gòu)形式為混凝土核心筒-鋼框架的混合結(jié)構(gòu)。3.2箱型節(jié)點概況在A座塔樓立面F20F21，F(xiàn)36F38，F(xiàn)52F54共設(shè)置三層伸臂桁架加強層，每層共有三道伸臂桁架。在B座塔樓立面F15F17，F(xiàn)31F33，F(xiàn)47F49共設(shè)置三層伸臂桁架加強層，每層共有三道伸臂桁架。加強層內(nèi)筒與外筒之間通過伸剛臂桁架連接共同承受荷載，核心筒墻內(nèi)桁架與鋼柱相交時，桁架不斷開

4、，鋼柱斷開。加強層伸臂桁架構(gòu)件截面以H 和口為主。核心筒墻體與外框架連接桁架部分全部為箱型構(gòu)件，交接轉(zhuǎn)換箱型節(jié)點內(nèi)部腔體需灌漿。內(nèi)部灌漿采用專用灌漿料，灌漿料抗壓強度同墻體混凝土抗壓強度。箱型節(jié)點灌漿孔直徑80mm、100mm，排氣孔直徑20mm、30mm，內(nèi)部隔板流漿孔為80mm×180mm長圓孔。受塔吊吊重限制，節(jié)點在地面灌漿后無法吊起，故均需安裝后，在高空高壓灌漿。 箱型節(jié)點4施工方法4.1灌漿操作一個獨立的灌漿區(qū)域的灌漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)，材料、人力都要有足夠的準(zhǔn)備，除管理人員堅守崗位外，施工人員應(yīng)稍有富余，以便應(yīng)付突發(fā)事件。灌漿配合比應(yīng)使用重量比，使用機械攪拌，一定注意要攪拌均勻。

5、灌漿一旦開始就要保證連續(xù)進(jìn)行。灌漿溫度不得超過40度。4.2施工流程箱型鋼節(jié)點就位安裝灌漿嘴攪拌機、灌漿機、材料就位注漿管連接、密封檢查灌漿料攪拌加壓機灌漿。4.3安裝灌漿嘴鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，在鋼結(jié)構(gòu)箱型節(jié)點灌漿孔位置安制灌漿嘴，灌漿嘴采用45度彎頭無縫鋼管制作，鋼管直徑3cm，上端高于灌漿腔體頂高度20cm，灌漿嘴一端通過開孔鋼板焊接到澆料口，另一端與軟管連接。在拼裝后的灌漿嘴周圍用封堵型結(jié)構(gòu)膠封縫。4.4攪拌機、灌漿機、材料就位現(xiàn)場具備灌漿條件后，將攪拌機、灌漿機、材料安置于爬模平臺上，攪拌機與灌漿機之間連接吸漿管，灌漿機安裝10m長注漿管，注漿管通過40cm長軟管與灌漿嘴連接。4.5密封

6、檢查各節(jié)點連接完成后，對所有連接部位進(jìn)行檢查，保證期密封、牢固。4.6灌漿料的攪拌灌漿料攪拌時推薦用水量為12%（重量比），現(xiàn)場初次加水量為10%，后根據(jù)現(xiàn)場情況逐步調(diào)整。灌漿料攪拌必須采用機械攪拌，攪拌時間一般為34min，按照比例加入清潔水，攪拌均勻達(dá)到自流即可。拌合地點宜靠近灌漿地點。攪拌機使用前，要檢查攪拌機性能，若攪拌機攪拌刃與底部灌漿料間隙過大，攪拌不均勻，灌漿料沉于底部，要對攪拌機攪拌刃進(jìn)行加工處理，保證絕隙5mm，從而保證底部灌漿料攪拌均勻。4.7灌漿方法采用專用灌漿機灌漿，灌漿料第一次攪拌完成后，開啟灌漿機，灌漿機通過吸漿管吸入攪拌機內(nèi)的灌漿料，漿液壓入節(jié)點腔體之前，應(yīng)首先開

7、啟灌漿機，使?jié){液從壓漿嘴排出少許，以排除灌漿管路中的空氣、水和稀漿。當(dāng)排出的漿液流動度和攪拌罐中的流動度一致時，方可開始壓入節(jié)點腔體。灌漿時，腔體內(nèi)灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成。灌漿應(yīng)緩慢、均勻地，保持邊攪拌邊注漿，不得中斷，并保持所有最高點的排氣孔打開，使腔體內(nèi)排氣通暢。排氣孔在溢出漿料后逐一予以封堵，直至箱型節(jié)點內(nèi)充滿灌漿料。灌漿的壓力宜為0.40.5MPa。部分腔體排氣孔低于腔體頂端34cm，為防止排氣不暢，在排氣孔中插入直徑1cm鋼制導(dǎo)管，導(dǎo)管一端伸到腔體內(nèi)頂面，另一端高于腔體頂面10cm，導(dǎo)管與排氣孔縫隙采用結(jié)構(gòu)膠封堵，注漿完成后，導(dǎo)管內(nèi)后期注漿封堵。漿液自拌制至壓入腔體的延續(xù)時間不應(yīng)超

8、過半小時。漿液在使用前和在壓注過程中應(yīng)連續(xù)攪拌，對因延遲使用所致流動度降低或達(dá)到初凝的灌漿料，不得通過額外加水增加其流動度，必須廢棄。4.8封口箱型節(jié)點注滿后，再保持壓力狀態(tài)注漿15s，以便排出腔體上方浮漿及空氣，直至腔體排氣孔或?qū)夤芘懦雠c規(guī)定流動度相同的水泥漿為止，迅速封閉排氣口后，應(yīng)保持一個不小于0.5 MPa的穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期的保持時間宜為12min。之后立即用鐵絲將注漿嘴處的軟管鎖死，然后停止注漿，保持注漿嘴內(nèi)漿料高于腔體10cm15cm直至初凝。箱型鋼節(jié)點灌漿示意圖灌漿孔位置導(dǎo)管示意圖5模擬實驗節(jié)點灌漿為結(jié)構(gòu)隱蔽工程，一旦灌注后即成為暗箱，質(zhì)量不易檢查，通常在正式灌漿前做模擬試驗，

9、用來驗證方案可行性?？捎没y鋼板焊接箱型節(jié)點進(jìn)行灌漿料灌注試驗，箱型節(jié)點（花紋鋼板）內(nèi)腔截面250mm×250mm×500mm，灌漿料灌注方式見4.7小節(jié)?；y鋼板箱型節(jié)點示意圖花紋鋼板箱型節(jié)點灌漿試驗示意圖灌漿料的加水量應(yīng)根據(jù)隨貨提供的產(chǎn)品合格證上的推薦用水量（12%）確定。灌漿料流動性應(yīng)控制在280300mm范圍內(nèi)，對不符合流動度要求的應(yīng)調(diào)整用水量。用砂漿試模做試塊3組，1組用于7天試壓，1組用于28天試壓，1組備用，均需達(dá)到規(guī)定的強度要求。6質(zhì)量控制點及注意點6.1節(jié)點腔體灌漿不密實的原因分析1、排氣孔的位置設(shè)計不合理，排氣孔應(yīng)開在腔體的最高點，若由于鋼板受力等原因，

10、排氣孔無法開在最頂端，也盡量應(yīng)開在靠近頂端的位置，可以在排氣孔加設(shè)臨時導(dǎo)氣管排氣。若排氣孔設(shè)置不合理，會導(dǎo)致腔體窩壓空氣。2、施工人員責(zé)任心不強，在排氣孔未冒出濃漿或剛冒出濃漿就立即停止灌漿，造成灌漿不足。 3、現(xiàn)場制漿不規(guī)范，稀稠失控或監(jiān)控不嚴(yán)，有硬塊雜物造成管道堵塞或過水過氣而不過漿。 4、水灰比不當(dāng)，水灰比過大，不僅強度低，且泌水率增大，水被吸收或蒸發(fā)后，形成空洞，造成這種情況的原因之一是灌漿料配合比的試配結(jié)果不好，不能滿足規(guī)范要求。另一種原因就是在施工過程中，施工人員為了便于灌漿，擅自增大灌漿料水灰比造成。5、外加劑用量不當(dāng)，如膨脹劑，用量過小膨脹效果不明顯，若膨脹系數(shù)小于水泥收縮系數(shù)

11、，就會造成灌漿不飽滿。6、灌漿機性能不好，壓力不夠或無法保持持荷，致使輸送管及腔體內(nèi)灌漿料不能長距離遠(yuǎn)送，不能使灌漿料充實到腔體各處不易暢通的微細(xì)空間，從而造成腔體灌漿不飽滿、不密實。7、灌漿過程中由于機械故障等原因，導(dǎo)致灌漿中止，又無法盡快恢復(fù)灌漿，致使再想灌漿時，由于導(dǎo)管、進(jìn)出漿口堵塞等原因，無法進(jìn)行。8、灌漿過程中及灌漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度低于5，未采取保溫措施，使得水泥漿受凍后發(fā)生膨脹，或當(dāng)氣溫高于35時，未在夜間進(jìn)行灌漿，或因其他原因造成的混凝土裂縫。6.2節(jié)點灌漿不密實的事前、事中預(yù)防措施針對以上所列的原因分析要對癥下藥，正確處理各種存在的問題，并在施工前首先檢查好灌漿機具

12、，嚴(yán)格按照灌漿操作程序操作，以保證灌漿飽滿密實，并對影響灌漿質(zhì)量的重要因素，嚴(yán)格進(jìn)行控制，以求最佳施工工藝來達(dá)到最好的施工結(jié)果。6.2.1技術(shù)控制1、技術(shù)人員及施工人員熟悉圖紙及規(guī)范要求，掌握灌漿部位的細(xì)部尺寸。2、在施工前，現(xiàn)場管理人員、施工人員必須進(jìn)行技術(shù)交底，技術(shù)交底由項目部管理人員組織進(jìn)行，并嚴(yán)格強調(diào)責(zé)任到人；現(xiàn)場責(zé)任工程師和施工隊技術(shù)管理人員應(yīng)熟悉施工現(xiàn)場和施工要求。3、作業(yè)所需的灌漿料已經(jīng)通過復(fù)試合格并報驗完成。4、作業(yè)前計算每個箱型鋼節(jié)點所需的灌漿料方量，考慮現(xiàn)場損耗，在計算基礎(chǔ)上上調(diào)10%作為實際攪拌量。5、選擇最優(yōu)的配合比節(jié)點灌漿配合比是灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。優(yōu)良的施工配合比設(shè)計是

13、控制節(jié)點灌漿質(zhì)量的前提，它既能保證足夠的強度，而且能有效地控制泌水率及有效膨脹系數(shù)。6.2.2人員控制作業(yè)人員必須具備灌漿的基本知識和操作技能，熟悉本工作的操作常識和規(guī)程，能熟練操作本工種的機具。經(jīng)驗豐富的灌漿工作人員對整個灌漿過程操作嫻熟，控制得當(dāng)，將大大增加優(yōu)質(zhì)灌漿的可能性。工具、器具控制主要施工器具序號設(shè)備名稱設(shè)備技術(shù)指標(biāo)1攪拌機漿葉的形狀應(yīng)與轉(zhuǎn)速相匹配，并能滿足在規(guī)定的時間內(nèi)攪拌均勻的要求。2灌漿機機應(yīng)采用活塞式灌漿機,其壓力表最小分度值不應(yīng)大于0.02MPa,可進(jìn)行0.5MPa以上的恒壓作業(yè)，灌漿機應(yīng)具有灌漿量、進(jìn)漿壓力可調(diào)功能，實際工作壓力應(yīng)在壓力表2575的量程范圍內(nèi)，壓力表應(yīng)有

14、隔膜裝置。3灌漿記錄儀具有測定和記錄壓力和流量的裝置。4水桶5磅秤6測量器具7梯子灌漿設(shè)備的配備應(yīng)能保證連續(xù)工作條件，根據(jù)節(jié)點高度高度、長度、形態(tài)等條件選用合適的灌漿機。灌漿機應(yīng)配備計量校驗合格的壓力表。灌漿前應(yīng)檢查配套設(shè)備、輸漿管和閥門的可靠性。宜使用灌漿施工自動記錄儀。材料控制一般認(rèn)為，灌漿料應(yīng)當(dāng)具有良好的流動性，能夠填滿間隙；應(yīng)當(dāng)能夠盡快地達(dá)到一定抗壓強度；而且還要有足夠的抗泌水性。灌漿料檢測符合國家標(biāo)準(zhǔn)。灌漿料性能要求指標(biāo)如下： 灌漿料性能指標(biāo)加水量(重量比)干料×12%流動度（mm）初始值340（塌落度）抗壓強度1d203d4028d60豎向膨脹率%3h0.13.524h3

15、h的膨脹值之差0.020.56.2.5灌漿工藝控制嚴(yán)格正確的施工方法是提高灌漿密實性的重要因素。1、灌漿料是混合液體，必須充滿腔體內(nèi)的復(fù)雜空間。合理地布置排氣口，正確地排氣和灌漿順序可排除困住的空氣提高灌漿質(zhì)量，避免在腔體內(nèi)留下孔隙。2、逐個封閉排氣口，當(dāng)穩(wěn)定的水泥漿從排氣口持續(xù)噴出并且噴出水泥漿稠度和攪拌機相近時封閉該排氣口。3、對確定好的水灰比，施工人員在施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行。質(zhì)檢員、試驗員協(xié)同監(jiān)理工程師在施工過程中增加對灌漿料的泌水率、稠度的檢查工作，以保證節(jié)點灌漿的密實度不受影響。4、灌漿時漿液溫度應(yīng)在530之間，灌漿過程中及灌漿后48h內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度不得低于5，否則應(yīng)采取養(yǎng)護措施

16、，并按冬期施工的要求處理，漿液中可適量摻用引氣劑，但不得摻用防凍劑。在環(huán)境溫度高于35時，灌漿宜在夜間進(jìn)行。5、適當(dāng)提高灌漿持荷壓力灌漿過程中，壓力一般應(yīng)保持在0.40.5MPa，穩(wěn)定持荷時間不少于2min，穩(wěn)定壓力應(yīng)保持在0.5O.7MPa。6、灌漿完成后，灌漿口、排氣口等在封閉后不應(yīng)拆除或打開直至水泥漿凝固，24h內(nèi)節(jié)點不能受振以免影響灌漿質(zhì)量。7、每一工作班組應(yīng)制作留取不少于3組尺寸為（100mm×100mm×100mm）的試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d，進(jìn)行抗壓強度試驗，作為評定灌漿材料質(zhì)量的依據(jù)。8、節(jié)點灌漿的質(zhì)量雖然控制起來有一定的難度，但是要嚴(yán)格的按照施工規(guī)范，并堅持科學(xué)的態(tài)度，在施工時，逐步完善工程質(zhì)量的事前、事中、事后控制，盡快使目前尚未全面及最有效的事后質(zhì)量檢測方法逐步完善起來，認(rèn)真做好施工前的