框架结构中构造柱质量问题和防治措施论文_郭发

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摘要:在框架结构中,设置钢筋混凝土构造柱对于提高建筑的抗震能力十分有效,同时也是一种良好的建筑结构模式。为保障建筑抗震性能和结构安全,文章对钢筋混凝土框架结构构造柱施工中存在的质量问题进行了分析,并提出了相应的控制措施,供参考。

关键词:抗震结构;构造柱;施工质量控制

框架结构具有整体性好、围护墙体轻、抗震性好、施工速度快、布局灵活及价格合理等优点,是我国抗震设防区多高层建筑广泛采用的结构体系。通常情况下,为提高建筑的整体抗震能力,会在框架结构中设置钢筋混凝土构造柱。但是在构造柱施工中由于受到多种因素的影响,常常会出现不同形式的质量问题,这些质量问题在不同程度上影响了抗震性能和结构安全,给建筑工程施工质量带来了极大的制约,同时更是影响着建筑物相应功能的发挥。

1 构造柱数量

墙体的变形能力和稳定性不足以抵抗环境变化引起的应力时,便会产生墙体开裂、渗水等现象,影响房屋使用和寿命。特别是在地震力作用下,易发生墙体倒塌,造成房屋破坏并严重影响人们的生命财产安全。为提高填充墙的稳定性和抗震能力,GB50011-2010《建筑抗震设计规范》对填充墙构造柱的设置做出了明确规定。

1.1 质量问题

构造柱不是受力构件,很多工程人员对它的作用认识不够。设计施工图纸中往往仅标注出墙体转角、梯间四周等处设置的构造柱,而对于超长墙体中部、栏板等一些需要设置构造柱的位置一般在设计说明中依规范给予说明。很多施工人员对图纸和规范不够熟悉,且忽视了构造柱的作用,造成了一些本该设置构造柱的位置少设或漏设构造柱,不同程度削弱了填充墙的抗震能力和稳定性。

1.2 控制措施

施工人员对构造柱的作用要有充分的认识,对施工图纸和规范要熟练掌握,并严格按照GB50011-2010《建筑抗震设计规范》的规定设置构造柱,在外墙转角、纵墙与横墙交接处、电梯间和楼梯间的四角、墙长超过5m或墙长超过净高2倍的墙体中部、砖砌栏板转角和中部每间隔2m、>2m洞口两侧等部位均要设置构造柱。确保不漏设、不少设。

2 构造柱施工顺序

先施工墙体后浇筑构造柱,有利于构造柱从竖向加强填充墙的连接,提高填充墙的变形能力和抗剪承载力,有效防止填充墙在地震力作用下侧向挤出塌落。

2.1 质量问题

实际施工中,时常发现施工人员为了方便构造柱钢筋和模板安装,与框架结构的柱梁板同时施工、同时浇筑混凝土。造成构造柱顶端与其相连的框架梁形成刚支点,与框架梁的设计计算模型不吻合,影响了框架梁正常的相对变形,容易造成梁开裂;同时严重削弱了构造柱与填充墙间的竖向连接,从而影响了构造柱对填充墙的约束作用。

图1 马牙槎正确留设施工示意图

2.2 控制措施

构造柱施工首先应按照先主体框架结构施工,在施工主体框架结构过程中,应严格按照抗震设计规范要求,在需要设置构造柱的位置预埋钢筋;然后进行构造柱钢筋安装;第三步进行填充墙砌筑,填充墙在构造柱两侧处宜砌成马牙槎,且马牙槎砌筑时应先退后进,马牙槎有利于构造柱与填充墙咬合,增强整体稳定性(见图1);第四步进行构造柱模板安装,最后按照构造柱混凝土浇注的顺序循序施工。

3 构造柱钢筋安装

钢筋是钢筋混凝土构件的核心材料之一,构件中钢筋的主要作用除了承受拉应力外,还对混凝土起到约束变形、提高应力、减小收缩徐变、提高构件延性的作用,所以混凝土结构工程中,钢筋安装符合设计图纸和规范要求至关重要。

3.1 质量问题

构造柱钢筋安装主要存在以下几方面问题:一是在施工主体框架结构过程中,时常发现存在构造柱钢筋漏预埋或少预埋,且没有采取有效的植筋方式补救,使得构造柱纵向钢筋与结构水平构件未能有效连接,造成混凝土构造柱无根现象或顶端与结构水平构件不相连现象;二是构造柱纵向钢筋预埋位置不准确,偏移较大,校正后弯折角度过大损伤了钢筋,削弱了强度;三是钢筋搭接长度不符合要求,影响了钢筋的受力性能;四是箍筋间距偏大,降低了对混凝土的约束作用,影响了构造柱的延性和抗剪能力;五是构造柱与填充墙间拉结钢筋设置不符合要求,间距偏大或拉结筋长度不足,降低了构造柱与填充墙间的可靠连接,最终影响填充墙的整体性和稳定性(见图2~3)。

3.2 控制措施

主体结构梁、板混凝土施工前,应先确定构造柱数量和位置,上下楼层位置要一致、准确且垂直贯通,再对预埋处梁底模板进行钻孔,构造柱纵向钢筋要全数预埋,预埋时应从预先钻孔处插穿模板,以便与下一层构造柱钢筋连接,预埋后的构造柱钢筋应在梁面和梁内各绑扎一个箍筋并与梁钢筋固定绑扎牢固,防止钢筋跑位偏移。当个别构造柱钢筋有漏预埋时,应在构造柱钢筋安装前,找准位置钻足够深度的孔,并采用结构胶植筋,防止构造柱纵向钢筋与结构相连不牢靠(见图4)。构造柱纵向钢筋直径不大,且安装工作面小,钢筋安装时不便于焊接,一般采用搭接,搭接长度应不少于规范规定的35d(d为钢筋公称直径),每根钢筋搭接范围内绑扎不少于3步。箍筋宜为φ6~φ8@200,上下两端450mm或1/6净高范围内以及纵筋搭接范围内箍筋要加密,一般间距为100mm(见图4)。构造柱与填充墙间应在砌筑墙体过程中埋设拉结筋,拉结筋应穿过构造柱纵筋内侧砌入墙体,入墙长度应>500mm,且末端做成90°弯钩,沿墙高间隔应<500mm,当墙厚≤120mm设置1φ6拉结筋,≥120mm设置2φ6拉结筋。

4 构造柱模板安装

模板工程是混凝土构件成型的模型,模板的几何尺寸、垂直度、平整度、安装拼缝及其位置直接影响混凝土的浇筑质量,模板安装质量一定要符合要求且有足够的刚度和稳定性。

4.1 质量问题

构造柱模板安装工作面小,不利于模板定位、拼装、加固,经常引起不稳固而“跑模”或变形;填充墙面不平整,模板与填充墙交接处拼缝间隙过大,不严密,造成混凝土浇筑时漏浆或无法振捣密实,导致构造柱混凝土构件存在露筋、蜂窝、空洞,甚至断层等质量问题。模板顶端一侧未安装突出墙面的畚箕形混凝土浇筑口,模板根部未留设清扫口。

4.2 控制措施

构造柱模板安装前,要先检查填充墙与模板交接处墙面垂直度和平整度,若发现存在不垂直和不平整现象,可采用砂浆进行局部刮糙,达到垂直和平整的要求;然后再支模,确保模板紧贴墙面,并支设牢固,保证模板的刚度和稳定,以防跑模和涨模。构造柱模板安装时,顶端一侧模板要安装一个突出墙面的畚箕形浇筑口,便于构造柱混凝土浇筑到顶端时,通过畚箕形浇筑口将混凝土浇筑到顶,不至于留下孔洞。底部一侧模板要预留清扫口,以便于混凝土浇筑前将残浆、碎砖块等遗留物清扫干净,而后再封闭模板,防止构造柱根部夹渣或烂根(见图5)。

5 构造柱混凝土施工

混凝土是胶凝材料,具有较好的可塑性及较高的抗压强度和耐久性能,是钢筋混凝土构件的另一核心材料,构件中与钢筋共同作用提高构件的耐久性并承受荷载和抵抗各种作用力,主要承受压应力。混凝土质量将直接影响构件的耐久性和承载力。

5.1 质量问题

构造柱截面尺寸小,且局限于操作空间坏境,不便于混凝土浇筑振捣,施工质量差,存在构造柱混凝土麻面、蜂窝、夹渣、缩颈断离、不密实、强度不足或烂根等问题;构造柱两侧填充墙砌筑过程马牙槎留设不规范,造成构造柱截面尺寸不足;削弱了构件耐久性和承载力以及房屋的整体性和稳定性(见图6~7)。

5.2 控制措施

构造柱混凝土浇筑前,要先清理底部建筑垃圾,并浇水湿润模板内测、与混凝土接触的填充墙表面、构造柱处结构混凝土表面,随后浇灌厚度约10~20mm厚同配合比的水泥砂浆结合层,再浇筑粗骨粒较小的混凝土。浇筑时应防止混凝土振捣困难而出现混凝土不密实现象,要分层浇筑,分层捣实,不能将混凝土一次性填满整个构件高度,再进行振捣。浇筑到顶端畚箕形浇筑口处留200mm高,宜采用同配合比的水泥砂浆连同畚箕形浇筑口浇灌密实,第二天先拆除畚箕形浇筑口模板,并凿除该处突出墙面混凝土及砂浆(见图8)。构造柱两侧墙体应砌成马牙槎,且马牙槎砌筑时应先退后进,起步砌筑退砖时,注意控制宽度不能太小,应确保砌筑进砖时构造柱截面尺寸不小于设计截面尺寸。

6 结语

综上所述,高质量施工的构造柱能够显著提高框架结构抗震能力,保证建筑物的稳定与安全性。因此,在施工工程中必须进行全程质量控制,只有这样,才能保证构造柱的施工质量,真正发挥其抗震设防的作用。

参考文献:

[1]沙加存.框架结构中构造柱的施工质量控制[J].山西建筑,2013,39(31):208-209.

[2]冯飞.浅析建筑物钢筋混凝土构造柱作用及施工质量控制[J].建筑工程技术与设计,2015(18).

论文作者:郭发

论文发表刊物:《基层建设》2017年5期

论文发表时间:2017/6/22

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