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高層框架結(jié)構(gòu)施工存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題及控制措施
摘要：高層建筑隨著社會(huì)生產(chǎn)和技術(shù)的進(jìn)一步，一大批先進(jìn)的儀器和施工工藝越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到施工中，這對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理也提出了越來(lái)越高的要求。強(qiáng)度、三線、裂縫、安全都是些門(mén)類(lèi)科學(xué)，值得進(jìn)一步研究、探討。針對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中存在的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同、混凝土保護(hù)層厚度、梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工等問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的處理措施，以有效解決高層建筑工程中存在的問(wèn)題，提高和保證主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞：高層建筑 框架結(jié)構(gòu) 梁柱節(jié)點(diǎn) 保護(hù)層
0 引言
隨著的高速發(fā)展，我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速，設(shè)計(jì)思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來(lái)越復(fù)雜，這就給高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提出更高的要求。采用框架結(jié)構(gòu)形式，可形成內(nèi)部大空問(wèn)，能進(jìn)行靈活的建筑平面布置，因此，框架結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用甚廣，特別是在高度不超過(guò)60m的高層建筑中，其優(yōu)勢(shì)更為明顯、突出。與此同時(shí)，對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題卻往往被忽視，給工程質(zhì)量留下隱患�，F(xiàn)結(jié)合自己多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程施工的實(shí)際情況和現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范進(jìn)行討論。
1 現(xiàn)實(shí)問(wèn)題
1.1 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同的問(wèn)題 為了滿足柱軸壓比的要求，同時(shí)又要滿足控制柱截面的要求，柱子采用較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土則成為一種必然。而對(duì)于以受彎為主的樓層梁板，過(guò)高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)卻不必要且不適宜。首先，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土對(duì)其抗彎承載力貢獻(xiàn)不明顯；其次，高強(qiáng)度等級(jí)混凝土對(duì)構(gòu)件承受非荷載應(yīng)力(混凝土收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力等)不利，正因?yàn)槿绱�，才有“現(xiàn)澆框架的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜高于C40”的規(guī)定。事實(shí)上，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中合適的樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)通常采用C20～C35。由此可見(jiàn)，高層建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度高于梁板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度必然存在，而且隨著建筑物高度的增大，兩者的設(shè)計(jì)強(qiáng)度差距會(huì)越大，此外，需特別說(shuō)明的是，這種情況主要存在于高層建筑的下部。
目前，混凝土的澆筑施工幾乎都是用商品混凝土泵送工藝，而且習(xí)慣上，各施工單位通常將豎向構(gòu)件與水平構(gòu)件分批集中澆筑(即節(jié)點(diǎn)區(qū)采用樓蓋混凝土強(qiáng)度等級(jí)澆筑)。如果要求對(duì)其中的梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)澆筑，那么將導(dǎo)致兩方面的問(wèn)題，首先是供應(yīng)量及澆筑時(shí)間不易控制而導(dǎo)致質(zhì)量事故，其次是節(jié)點(diǎn)區(qū)與梁板之間的分隔存在難度，故施工單位不希望大面積采用此方法。
1.2 混凝土保護(hù)層厚度問(wèn)題 GB 50204—1992混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范第3.5.8條規(guī)定：受力鋼筋保護(hù)層厚度梁柱允許偏差為±5rflrfl。但是框架結(jié)構(gòu)施工中，當(dāng)梁邊與柱邊平齊時(shí)，柱的縱筋必須包梁的縱筋，即梁的縱筋要在柱縱筋的內(nèi)側(cè)，此時(shí)，平齊的梁側(cè)往往容易開(kāi)裂；另外高層框架結(jié)構(gòu)的頂層角節(jié)點(diǎn)處，由于鋼筋實(shí)際加工的原因，一般會(huì)出現(xiàn)角節(jié)點(diǎn)外側(cè)鋼筋保護(hù)層過(guò)厚的情況，此處亦往往出現(xiàn)裂縫。
1.3 梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋施工問(wèn)題 梁柱節(jié)點(diǎn)施工的復(fù)雜性主要表現(xiàn)為：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，鋼筋分布密集，施工難度大，特別是中間柱子鋼筋縱橫交錯(cuò)，箍筋綁扎不便，采用整體沉梁時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)下部箍筋無(wú)法綁扎，致使梁柱節(jié)點(diǎn)部位不放或少放柱子箍筋，留下嚴(yán)重后患。
2 高層建筑施工質(zhì)量控制措施
2.1 高層建筑的強(qiáng)度控制
2.1.1 配比的選定 工程開(kāi)工前，一般均要按設(shè)計(jì)要求配制不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，并都要到法定試驗(yàn)機(jī)構(gòu)做級(jí)配試驗(yàn)，待級(jí)配報(bào)告出來(lái)后，根據(jù)級(jí)配做配合比試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)室配比），在實(shí)際施工時(shí)照此執(zhí)行。但問(wèn)題就在于級(jí)配與現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中是否相符。有資料統(tǒng)計(jì)顯示，若因砂的含水率增多，砂率下降2%~3%，混凝土強(qiáng)度將下降15%～20%，而水泥數(shù)量的影響為5%～20%，石子及砂的級(jí)配影響為5%～20%；水灰比影響為多增l%，強(qiáng)度降低5%~10%。既然影響如此之大，那就應(yīng)該采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制。 根據(jù)地區(qū)市場(chǎng)原材料情況進(jìn)行不同配比的試驗(yàn)，以確保在施工過(guò)程中配比的及時(shí)調(diào)整，如5～40mm石子，M<2.3細(xì)砂做一組，5~40mm石子，M≥2.3中粗砂做一組等等。
對(duì)實(shí)驗(yàn)室配比結(jié)合原材料的含水量、含泥量進(jìn)行施工配合比調(diào)整，以確保實(shí)驗(yàn)室配比的實(shí)際通用性。在實(shí)際施工中要加強(qiáng)原材料把關(guān)工作，沙石級(jí)配不良時(shí)，采取相應(yīng)措施調(diào)整，如適量摻入0.5ml～10ml沙石等。
2.1.2 嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)制度 高層建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不僅能縮短施工周期，而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明，在配比、原材料、振搗控制嚴(yán)格的情況下，仍出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足。分析其原因，多為搶工期、養(yǎng)護(hù)時(shí)間嚴(yán)重不足。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家測(cè)試結(jié)果，其強(qiáng)度比全濕養(yǎng)護(hù)28天：全濕養(yǎng)護(hù)3天：空氣中養(yǎng)護(hù)28d分別為2：1.5：1.由此可見(jiàn)養(yǎng)護(hù)的重要性。
2.2 建筑裂縫的控制 從我國(guó)的《混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002表3.3.4看出，裂縫寬度在不同的環(huán)境下，不同的混凝土結(jié)構(gòu)其裂縫寬度也有不同的控制標(biāo)準(zhǔn)，允許裂縫最大為0.2mm～0.4mm，但作為裂縫控制來(lái)說(shuō)，應(yīng)以預(yù)控為主，等裂開(kāi)了、縫增大了再補(bǔ)救那是萬(wàn)不得已。裂縫分為運(yùn)動(dòng)、不穩(wěn)定、穩(wěn)定、閉合、愈合等幾大類(lèi)型。雖說(shuō)骨料內(nèi)部凝固時(shí)產(chǎn)生的微觀裂縫不可避免，但從質(zhì)量角度考慮應(yīng)盡可能減少。由于高層建筑混凝土強(qiáng)度普遍較高、混凝土量較大、且?guī)в械叵率遥粤芽p產(chǎn)生的可能性更大。下面從“放”“抗”談?wù)勈┕ご胧?nbsp;
“放”的措施：砌筑填充墻至接近梁底，留一定高度，砌筑完后間隔至少一周，宜15d后補(bǔ)砌擠緊；合理分縫分塊施工；在柱、梁、墻板等變截面處宜分層澆搗等。
“抗”的措施：①盡量避免使用早強(qiáng)高的水泥，積極采用摻合料和混凝土外加劑，降低水泥用量（宜<450kg/m3）。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，每m3混凝土的水泥用量增加10kg，其水化熱將使混凝土的溫度升高1℃。高層混凝土用量大，有時(shí)還有大體積混凝土，從、實(shí)用角度宜摻入外加劑。當(dāng)然摻入外加劑后，要預(yù)計(jì)對(duì)早期強(qiáng)度的影響程度。據(jù)此可提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)科研部門(mén)予以探討和評(píng)定。②選擇合理的最大粒徑砂石，這樣可減少水和水泥用量，減少泌水、收縮和水化熱。有資料顯示：用5～40mm碎石，比用5~25mm的碎石，可減少用水量6～8K/m3降低水泥用量15kg/m3；用M＝2.8的中粗砂比用M＝2.3的中粗砂，可減少用水量20~25kg/m3。③在施工工藝上，應(yīng)避免過(guò)振和漏振，提倡二次振搗、二次抹面，盡量排除混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。④現(xiàn)澆板中的線盒置于上、下層筋中間，交叉布線處采用線盒。
“放”、“抗”相結(jié)合的措施。在混凝土裂縫的預(yù)防中，對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)尤為重要。為使早期盡可能減少收縮，需主要控制好構(gòu)件的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，避免表面水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生較大收縮的同時(shí)，受到內(nèi)部約束而易開(kāi)裂。對(duì)于大體積混凝土而言，應(yīng)采取必要的措施（埋設(shè)散熱孔、通水排熱），避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)；同時(shí)在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中對(duì)表面、中間、底部溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)（尤其在前3天）。對(duì)混凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫宜控制在25℃以?xún)?nèi)，否則因溫差過(guò)大產(chǎn)生混凝土裂縫。
對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工，有關(guān)規(guī)范雖已有詳細(xì)規(guī)定，但仍有若干問(wèn)題沒(méi)有明確具體做法，通過(guò)以上幾種節(jié)點(diǎn)處理方法，解決梁柱節(jié)點(diǎn)處的施工問(wèn)題，有利于提高和保證主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。
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