“预制超密螺旋箍筋笼架”技术的应用及质量控制

◎ 广东省第四建筑工程公司 许 珂

一、前言

框架结构梁柱节点施工质量的好坏，关系到整个结构抗震体系的安全。理论上讲节点刚性要比柱、梁、板强，可在实际工程中，节点刚性是最小的、最软弱的和柔性的，即存在大量的“软节点”问题。造成大量的“软节点”问题的因素有以下三点：

第一是为了施工快，少放甚至漏放、不放节点部位的加密箍筋。因为节点部位的梁柱纵筋多，柱节点加密箍筋绑扎、入位施工都比较困难。所以绝大多数柱节点加密箍筋少放，甚至漏放、不放加密箍筋；而且加密箍筋间距过大，间距不匀，高低不平；箍筋闭合处未错开布置；箍筋的绑扎少扣、漏扣、松扣。这种情况必然要出现“软节点”问题。第二是为了施工简单方便，柱与梁、板采用同一强度等级的混凝土同时浇筑。设计上柱砼强度等级要高于梁、板砼强度等级。由于工序多、作业复杂，实际上很难采用两种强度等级的混凝土同时浇筑。结果使柱节点的整体刚度没有高过梁、板的整体刚度，出现了“软节点”问题。第三是设计标准规范制定的柱节点的整体刚度比较偏低。从汶川地震中发生的许多框架结构建筑物塑性铰节点破坏而出现的“强梁强板、弱柱、软节点”的情况看出：由于楼面整体刚度作用大，框架结构的“弱梁、强柱、刚节点”的设计机理很难做到和保证实现。

因此，“软节点”问题造成了许多严重质量事故和事故隐患：其一、造成许多建筑物使用中出现梁柱节点处的砼开裂和裂缝质量事故；其二、“软节点”开裂和裂缝会导致钢筋锈蚀，进而减少框架结构的寿命；其三、“软节点”降低了框架结构抗震能力，留下建筑物在发生地震时的倒塌隐患。

为了解决这个非常严重的质量问题，本人在开平天富豪庭住宅小区的施工管理过程中，一直坚持应用“预制超密螺旋箍筋笼架”技术。“预制超密螺旋箍筋笼架”方法非常简单，但破解了框架结构“软节点”的难题，使开平天富豪庭住宅小区大量的建筑物避免了梁柱节点处砼出现开裂、裂缝质量事故。

二、技术特点

1.施工工艺简单有效。仅仅在柱筋外加套一个预制焊接好的“预制超密螺旋箍筋笼架”，就完成了节点加密箍筋绑扎工序。

2.施工时间短、速度快。在柱筋外加套一个“预制超密螺旋箍筋笼架”时间不超过1分钟，基本上不占用绑扎梁筋的时间。

3.没有特殊施工机具设备、便于手工操作。只需要一台小型电焊机，就可以预制焊接“预制超密螺旋箍筋笼架”。

4.施工费用低廉。一个预制焊接“预制超密螺旋箍筋笼架”的增加费用只有几十元人民币。

5.节点箍筋是质量高。由于节点箍筋是预制的，除了保证设计规定的加密箍筋数量到位之外，“预制超密螺旋箍筋笼架”的整体套箍作用超过手工绑扎的节点箍筋。

6.一举多得。由于有了“预制超密螺旋箍筋笼架”，除了保证设计规定的加密箍筋数量到位之外，还能够增加更多的超密箍筋、高强度的纤维箍筋。由于超密箍筋、纤维箍筋的套箍约束作用（效果同钢管砼的套箍约束作用），可以提高节点砼的抗压强度。由于砼的抗压强度成倍提高，实现柱与梁、板可以采用同一强度等级的混凝土同时浇筑，大大降低了施工作业、工序难度。缩短了工期，降低了成本。

7.真正实现框架结构的“弱梁强柱刚节点”的设计原则、机理。由于“预制超密螺旋箍筋笼架”成倍提高了节点砼的抗压强度，也提高了框架结构节点整体抗震能力，克服了建筑物在地震时要出现塑性铰节点破坏情况，避免出现“弱柱强梁”、“软节点”的情况。

三、工艺原理

“预制超密螺旋箍筋笼架”侧视图

“预制超密螺旋箍筋笼架”俯视图

“软节点”的核心关键问题在于：由于绑扎好的梁筋入位需要一个下移行程和过程，所以柱筋上不可能存在着绑扎好的箍筋。因为绑扎好的箍筋会阻挡绑扎好的梁筋下移入位。如果将箍筋和绑扎好的梁筋结合成整体，并且整体下移进入模位，这样就避免了由于箍筋少放、漏放、不放而造成“软节点”现象。

使用成本最低廉的剩余边角钢筋焊接出一个整体的、立体的钢筋笼架，在钢筋笼架的竖筋上按规定间距焊接水平向连续螺旋封闭箍筋，形成预制的“预制超密螺旋箍筋笼架”。然后把“预制超密螺旋箍筋笼架”套在柱筋外，再绑扎梁筋。梁筋和“预制超密螺旋箍筋笼架”结合成整体后，整体下移进入模位，同时完成箍筋、梁筋绑扎工序。

四、施工工艺和操作要点

1.工序

“预制超密螺旋箍筋笼架”技术包括：预制“预制超密螺旋箍筋笼架”、柱筋外套入“预制超密螺旋箍筋笼架”、绑扎梁筋和“预制超密螺旋箍筋笼架”整体下移进入模位这4道工序。

2.操作要点

（1）预先制做“超密螺旋箍筋笼架”

螺旋箍筋的间距缩短到50mm。通常，加密箍筋的间距为100mm。由于螺旋箍筋的间距缩短到50mm，所以多出来的一倍加密箍筋称之为超密箍筋。超密箍筋可以增加“预制超密螺旋箍筋笼架”的套箍作用（效果同钢管砼的套箍作用）。

若是四边形柱，按比柱主筋外围边长尺寸加长10～15mm作为螺旋箍筋边长尺寸，加工出螺旋箍筋。在螺旋箍筋的每一面点焊1～2根竖向钢筋，竖向钢筋距离螺旋箍筋角部40～100mm，竖向钢筋只要躲开柱、梁的主筋即可。若是多边形柱，操作要点同上。若是扁形柱，附加内箍筋也加工成螺旋形状，只要把附加内箍筋设置在外螺旋箍筋里的设计位置固定好即可。

若是圆形柱，按比柱主筋外围直径尺寸加长10～15mm作为螺旋箍筋直径尺寸，加工出螺旋箍筋。在螺旋箍筋的上点焊6根以上的竖向钢筋，竖向钢筋只要躲开柱、梁的主筋即可。

由于竖向钢筋比较短，宜采用φ6、φ8边角废料园筋即可。然后把制作好的“预制超密螺旋箍筋笼架”集中运输到现场。

（2）柱筋外套入“预制超密螺旋箍筋笼架”

在支好的楼面模板上，把“预制超密螺旋箍筋笼架”从上向下后加套在柱筋外，然后用木枋架空在楼面模板上。

（3）绑扎梁筋

在架空在楼面模板上的“预制超密螺旋箍筋笼架”内穿入梁筋，然后绑扎梁筋。梁筋和“预制超密螺旋箍筋笼架”组成整体。

（4）梁筋和“预制超密螺旋箍筋笼架”整体下移进入模位。

五、质量控制

按现有规范控制“预制超密螺旋箍筋笼架”的绑扎质量。为了进一步提高节点刚度，进一步提高节点核心区砼强度，就必须增加核心区砼的套箍约束能力。所以可以进一步缩短螺旋箍筋的间距到20～30mm，只要能够穿过梁主筋即可。这样可以进一步增加“预制超密螺旋箍筋笼架”的套箍约束能力。必要时，可以采用高强度纤维箍筋代替钢箍筋。也可以采用钢箍筋和高强度纤维箍筋构成复合箍筋。采用高强度纤维箍筋、复合箍筋制作“预制超密螺旋箍筋笼架”，其节点刚度更大，成本更低。

六、安全控制

施工中，应遵守建筑施工安全规定，此外，应注意以下问题：

1.在“预制超密螺旋箍筋笼架”施工之前，应预先做好原始数据的记录，随着施工的进展过程，定期、随时检查，及时发现问题，并立即向有关部门汇报，采取相应的预防措施。

2.按现有规范控制安装“预制超密螺旋箍筋笼架”时的安全。

3.认真执行“安全第一，预防为主”的方针政策，根据国家有关法规和条例，结合施工单位本身实际以及工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的责任和义务，抓好工程的安全生产。

4.施工现场要严格按安全施工要求进行布署，如防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全措施，并安装各种安全标识。

5.施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范标准执行。电缆线路应采用“三相五线”接电方式，相关设和线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度和线间距除了严格按安全生产要求进行外，还要将其固定在专用电杆上。

6.室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置。

7.施工现场使用的手持照明灯使用36V的安全电压。

8.建立完善的施工安全标准体系，加强施工作业中的安全检查、确保作业标准化、流程化。

七、结束语

“预制超密螺旋箍筋笼架”技术可以真正实现框架结构的“弱梁强柱弱梁刚节点”的设计原则、机理，提高了节点砼的抗压强度，也提高了框架结构节点整体抗震能力，克服了建筑物在地震时要出现塑性铰节点破坏情况，避免了出现“弱柱强梁”、“软节点”情况。此外还缩短了工期，减少了作业难度，降低了施工成本。

“预制超密螺旋箍筋笼架”技术另一项大效益是可以为钢管砼柱框架结构提供简单、实用、高质量、多性能的节点形式。它既满足满足梁、板主筋自由进出节点的灵活性，又满足节点的套箍约束作用，还满足了钢管柱和梁砼的界面的抗剪切能力（柱节点和梁都是砼结构）。它可以巧妙而简单地解决了钢管砼柱节点设计施工的难题，将有力地推动钢管砼柱框架结构大发展。