逆作法钢管柱环梁节点施工工艺的研究与应用

孙 红 瑞

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

逆作法钢管柱环梁节点施工工艺的研究与应用

孙 红 瑞

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

以太原红星美凯龙项目地下结构局部逆作法施工为例，针对该工程特殊节点的构造及功用，运用并总结了逆作法钢管柱环梁节点施工工艺，通过运用该技术获得了很好的经济效益和社会效益，可为北方地区类似工程提供参考。

逆作法，钢管柱，环梁节点，一段式插筋

1 提出问题的背景

现代建筑正向着超高层、大体量、大规模的方向发展，随着现代建筑的发展，项目建设用地逐渐减少，施工现场可利用的场地越来越少，逆作法施工必将成为未来建筑施工的趋势，尤其是一些处在繁华市区及用地紧张的地区。由于逆作法施工不同于常规的施工方法，先施工竖向结构，后施工水平结构，其梁柱节点处的节点形式一般为环梁形式。该环梁节点施工质量对整个逆作法施工起到关键性的作用，且该节点处构造与一般节点不同。针对该特殊节点的构造及功用，运用并总结了逆作法钢管柱环梁节点施工工艺。

传统的施工工艺较为简单、单一，钢管柱受力不均匀，梁钢筋锚固全部靠焊接，对焊接质量要求高，满足逆作法梁柱节点施工要求难度大。本工艺明确的阐述了逆作法环梁节点的施工方法，以及在实际施工过程中需注意的关键施工节点，既保证了逆作法梁柱节点的施工质量，又能够合理的安排各工序施工，为工人降低了操作的难度，也为工程的进度节约了时间。传统做法“牛腿连接”见图1，环梁节点连接见图2。

2 工艺原理

根据逆作法施工的特点：竖向临时支撑结构在打桩阶段已经施工完毕，在分层土方开挖后，水平结构施工阶段时，梁柱节点必须先行施工，保证竖向结构与水平结构合理衔接，通过环梁钢筋与钢管柱连接施工，形成稳定的节点，在施工完环梁钢筋后，进行水平结构及环梁底模的支设，再进行水平结构钢筋绑扎，完成后进行环梁及水平结构侧模的施工，最后进行水平结构混凝土浇筑，形成完整的水平结构受力体系。

3 工艺的操作要点

3.1 环梁钢筋的制作与安装

环梁钢筋由于造型与普通钢筋不同，因此环梁钢筋的制作要根据现场实际情况进行现场放样、制作模具(见图3)，下料制作，以保证环梁钢筋的成型质量。

环梁钢筋安装时，首先在钢管柱上焊接临时支撑钢筋，将环梁钢筋临时固定，再进行固定箍筋焊接安装(见图4)，最后，待环梁钢筋就位后，进行环梁主筋与箍筋的绑扎连接，绑扎完毕后将临时固定钢筋拆除(见图5)。

3.2 环梁模板的支设与加固

由于环梁造型与一般结构形式不同，其圆形造型在施工配模时，要根据现场实际情况量取之后进行配料。在支设模板时，要采用有效加固措施，保证模板支设的稳定性。

在前期施工过程中采用8 mm厚竹胶板，在竹胶板背面均拉开3 mm～4 mm竖向切缝间距50 mm，模板加固采用2道直径为8 mm的圆钢加固。此法加固需用电焊对钢筋进行搭接焊，同时还需配合20多个木楔才能将钢筋绷紧。加固过程需配备专业焊工，并且2个木工需耗时一个多小时才能加固完成。而且在环梁和框架梁交接处钢筋直接浇筑到了混凝土里，加固钢筋无法实现周转利用，后续还需割除。且电焊工能耗大，形不成标准化生产，不利于加快施工进度(见图6)。

经过研究和学习，设计出环梁模板加固采用2道直径为6 mm的钢丝绳。配合φ48钢管，绳卡，φ14全丝螺杆，“3”型卡，蝴蝶卡，通过六棱螺母紧固拉动钢丝绳，配合3个～4个木楔达到紧固效果。大大提高了工人的劳动生产效率，加快了施工进度。同时在框梁与环梁交接处预埋柔性PVC管，使钢丝绳可以周转利用，避免了工人重复投工加工加固材料。材料力学方面分析：由于钢丝绳是柔性材料，与用钢筋加固比较，圆周效果更好，与背楞木方接触比较，钢筋接触更有效，对保证混凝土成品效果更好。

20 mm PVC管见图7，钢管螺母收绳体系见图8，环梁成形效果见图9。

工人操作方面：

1)现在的加固体系单个工人20 min左右即可完成。较钢筋加固节约40 min时间；

2)在能耗方面：不用投入电焊。而且所有的材料可以周转使用，大大降低了能耗。

3.3 柱钢筋的定位插筋

逆作法施工中，竖向结构的插筋留置及连接是逆作法施工的技术难点之一。

传统的逆作法竖向结构插筋工艺往往是：在施工首层结构板时先预留一段向下的柱钢筋，在施工第2层结构板时预留一段向上的柱钢筋，同时预留一段向下的柱钢筋；在随后的竖向结构顺作施工时，再利用一根钢筋与上部及下部的预留钢筋焊接或搭接连接，从而完成竖向结构的钢筋绑扎。

而本工艺施工是采用一种全新的“一段式”插筋方式：在施工首层结构板时，先预留一段向下的柱钢筋，施工第2层结构板时，设置一根通长钢筋，向上用接驳器连接首层板的预留柱钢筋，同时向下预留下层柱钢筋(见图10～图12)。

由于环梁钢筋较密，环梁节点插筋时通过CAD放样、3D软件模拟确保柱钢筋位置准确。

4 结语

本工艺在太原红星美凯龙家居生活广场进行应用，涉及99个钢管柱临时支撑。在逆作区-5.8 m，-10.1 m处分别设置环梁，环梁总计200个，环梁施工个数多、操作难度大，单个环梁直径1 430 mm，周长4.49 m，高800 mm，结构为内部直径530 mm钢管临时支撑柱，外浇筑混凝土框架柱，模板支设属典型的单面弧形模板。通过本工艺的应用，有效地缩短了施工工期，降低了费用，并且在操作过程中比较简单，达到了一次性成功的目的，同时也为社会提供了一个良好的版本，推行此方法将极好的解决工程中类似的工程情况，有着较好的社会效益及经济效益。

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[2] 曹少卫.高层建筑逆作法施工技术研究[D].西安：西南交通大学，2007.

[3] 刘传平，黄 斌.基坑逆作施工的若干技术问题探讨[J].建筑结构，2008，38(9)：78-81.

[4] 邓文龙,朱家平,唐 军，等.超深基坑逆作法工程劲性钢柱分段预埋结构研究[Z].

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Research on construction craft of ring beam joints of steel columns with top-down method and its application

Sun Hongrui

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030012,China)

Taking the partial top-down method in underground structure of Red Star Macalline in Taiyuan as the example, the paper sums up the construction craft of the ring beam joints of steel columns according to the components and functions of the special joints, and indicates the technique achieves better economic and social benefits, so as to provide some reference for similar projects in North of China.

top-down method, steel column, ring beam joint, one-section joint bar

2015-06-22

孙红瑞(1978- )，男，工程师

1009-6825(2015)25-0116-02

TU761

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