邵志兵 叶文启
中天建设集团有限公司 浙江 杭州 310008
随着装配式建筑的发展,装配式框架结构体系被广泛应用于公建及工业厂房项目,其采用梁和柱部分或全部预制、节点处现浇的方式形成整体。构件较为简单,生产和运输方便,但节点处为现场浇筑施工,因有预制构件,施工相较于纯现浇结构更为复杂。本文聚焦于主次梁构件的节点做法及施工重、难点研究,并着重考虑如何应用于实际项目中。
根据主次梁的预制情况,装配式框架结构常见的主次梁连接方式分为两类:一是主次梁均为预制构件,连接节点主要有主梁预留后浇槽口形式、次梁预留后浇段形式、搁置式主次梁连接形式,其中搁置式在实际中应用较少,本文仅对前2种常见形式进行阐述;二是主梁现浇而次梁预制,次梁端部伸出的钢筋伸入现浇主梁,与主梁现浇连接。每种连接方式在施工中均有难点问题需要研究和解决,以保证顺利施工。
主次梁搭接处,主梁开贯通的槽,仅保留底筋,在槽内进行主次梁节点连接(图1),现场后浇混凝土。槽两侧仅底筋连着的梁通过角钢连接加强形成整体刚度(图2),作为一条整梁吊装,吊装时应采用专用吊装工具扁担梁,现场在完成主梁安装并做好底部支撑后,拆除该附加角钢。
图1 节点大样
图2 主梁预留槽口
该节点形式的优点是次梁一般为通长预制,生产和施工方便;主梁、底筋保持完整,保证受力性能,节点部分混凝土后浇,满足节点连接所需。
主梁无腰筋时,次梁可直接吊装,次梁端部纵筋在槽口内不与主梁底筋碰撞。如主梁配有腰筋,次梁端部纵筋在下落安装过程中在槽口内与主梁腰筋碰撞,次梁将无法安装到位。
针对主梁腰筋的问题,为防止与次梁端钢筋碰撞,腰筋需在槽口断开,再现场焊接。主梁预留槽口宽度根据主梁有无腰筋分为2种情况:主梁有腰筋情况下,槽宽为次梁宽加两边各150 mm,腰筋伸入槽内10d(d为钢筋直径),现场主次梁安装就位后焊接伸入槽内两侧的腰筋(单面焊10d);主梁无腰筋情况下,槽宽为次梁宽加两边各10 mm,此10 mm为留有的施工误差,方便次梁安装。该做法确保了次梁顺利安装,节点处次梁梁端钢筋不与主梁的钢筋发生碰撞,节点处现浇形成可靠连接。
施工工艺流程:主梁安装就位→主梁槽口角钢卸除→次梁吊装下落就位→主梁腰筋槽口内焊接连接(适用于主梁有腰筋的情况)→主梁槽口封模→叠合板安装→梁板上部钢筋绑扎、水电预埋→混凝土浇筑。
本节点施工工艺应用于龙湖闵行马桥商办项目等多个项目,主次梁安装顺利,未出现因次梁端部钢筋与主梁干涉造成无法安装的问题。
次梁在端部预留后浇段,后浇段长度为底筋搭接长度,主梁在梁侧对应位置预留钢筋接驳器,通过接驳器接驳钢筋与次梁后浇段底筋进行搭接连接,后浇段内封模浇筑混凝土,形成连接节点。节点连接如图3所示。该节点形式的优点是在次梁端设后浇段,可以保证主梁的整体性,避免主梁梁体开槽出现的薄弱位置。
图3 次梁预留后浇段形式的节点连接
次梁端的钢筋连接需在施工现场完成,即需在主梁预留接驳器处接驳钢筋,与次梁底筋形成搭接连接,使现场操作变得较为烦琐;后浇段较长,增加了支模的工作量,支模不到位易造成混凝土胀模。
针对以上问题,要做好该节点施工,一是要确保主梁预埋接驳器的位置准确,同时要保证接驳后的钢筋与次梁现浇段伸出的钢筋不碰撞,需提前做好接驳器预留位置的深化;二是为避免后浇段混凝土胀模,需提前深化,在次梁预制部分的端部预留支模螺栓孔,用于后浇段模板的加固,保证支模效果。具体做法如图4、图5所示。
图4 主次梁节点连接
图5 主次梁节点支模
施工工艺流程:主梁安装就位→次梁安装就位→主梁接驳钢筋施工→次梁现浇段封模→叠合板安装→梁板上部钢筋绑扎、水电预埋→混凝土浇筑。
本节点施工工艺应用于碧桂园杨浦平凉社区等多个公建项目上,后浇段内钢筋接驳搭接顺利,后浇段浇筑成形效果较好(图6)。
图6 主次梁节点成形效果
主梁现浇,次梁全长预制,次梁端部伸出的钢筋锚入现浇主梁内。这个过程看似简单,但在实际施工中,若按一般施工流程,主梁钢筋绑扎好再放次梁,次梁下落后将与主梁面筋碰撞,造成次梁无法下落安装到位;若先放次梁,将因次梁端部钢筋伸进主梁内而造成主梁钢筋不便施工。
针对存在的难点问题,可以考虑次梁端部不出筋,而是预埋钢筋接驳器,次梁下落安装不会与主梁碰撞,待主梁钢筋绑扎好后,再接驳上次梁的端部钢筋。但某些荷载很大的厂房项目,本身次梁的底筋配筋较大,而钢筋接驳器在一个断面,加上现场施工质量的不可控,考虑安全性,设计方一般不同意用接驳器。因此,需研究在次梁端部出筋的情况下,主梁钢筋绑扎施工的问题,即如何既保证主梁钢筋的绑扎,又不影响次梁的吊装下落就位,确保顺利施工。
在次梁端部出筋的情况下,为保证次梁下落后不与主梁面筋及腰筋碰撞,可采取主梁面筋先不绑扎,采用2φ12 mm架立筋代替面筋临时与箍筋绑扎,主梁腰筋采用分段搭接的方式,为表达清楚该施工工艺,将在下文的项目应用中以案例形式阐述。
施工工艺流程:支模架搭设→主梁钢筋绑扎→预制次梁吊装→主梁构造腰筋绑扎及封模→叠合板吊装→预制次梁面筋绑扎→主梁面筋绑扎→板上部钢筋绑扎、水电预埋→混凝土浇筑。
下文以在建的青浦百隆厂房项目为例,选现浇主梁KL11与预制次梁L9,阐述该施工工艺应用。梁配筋如图7所示。
图7 梁配筋示意
从配筋图可以看出,主梁两侧各有2根预制次梁连接,如果主梁钢筋按照正常方式绑扎好,次梁下落过程中,其端部的底筋与主梁的面筋碰撞,势必会导致次梁无法下落就位。因此,面筋不能事先绑扎好,而该主梁又有腰筋,也需要与次梁底筋避让。解决该问题的具体施工工艺如下:
1)支模架搭设。按照方案要求搭设支模架,铺设主梁梁底模板。
2)主梁钢筋绑扎。下部底筋12φ25 mm 3/9正常绑扎;面筋跨中4φ25 mm,梁端13φ25 mm 7/6,面筋共两排钢筋,第2排筋正常绑扎,第1排采用2C12的架立筋作为主梁临时上部面筋;四肢箍φ10 mm@100 mm/150 mm(4),在叠合次梁处,预留梁口,主梁箍筋退至梁口两侧临时固定,其余与上下主筋绑扎;构造腰筋G10φ12 mm:腰筋分2段,分别临时伸入柱端1/3处,避开预留梁口。
3)预制次梁吊装。在主梁预留梁口处,将临时面筋2φ12 mm退至一侧,吊装预制次梁,使预制次梁外伸主筋与主梁上部临时面筋、箍筋、构造腰筋及上部第2排面筋不冲突。次梁安装就位后如图8所示。
图8 主梁钢筋绑扎与次梁安装就位
4)主梁构造腰筋绑扎及封模。预制次梁吊装完成后,将临时固定的构造腰筋从柱端往梁跨中抽出,在跨中满足搭接长度后绑扎固定,对主梁进行封模加固。
5)叠合板吊装。叠合板吊装时,主梁上部临时面筋退至一侧,防止叠合板外伸钢筋冲突,如图9所示。
图9 叠合板吊装
6)预制次梁面筋绑扎。叠合次梁采用组合封闭箍,即在封闭前箍筋为开口状态,放入叠合次梁的面筋并完成绑扎后,开口状态的箍筋再与箍帽焊接成封闭箍。
7)主梁面筋绑扎。更换主梁2φ12 mm的临时面筋,按设计配置主梁上部一排面筋,采用末端带螺栓锚头的形式(方便穿入和抽动),沿主梁全长穿过并锚入柱内,完成面筋绑扎(图10)。至此,主梁全部钢筋绑扎完成。
图10 主梁面筋穿入梁并绑扎
8)板面筋绑扎。梁钢筋绑扎完成后,开始板面筋绑扎(图11),并进行水电管线预埋穿插施工。
图11 板面筋绑扎
装配式框架结构主次梁节点连接形式较多,施工做法与难点问题也不尽相同。本文选取3个典型节点形式进行了分析研究。在装配式框架结构施工中,只有掌握好各类型节点做法控制要点,才能在保证安全与质量的前提下顺利进行,而主次梁连接节点是装配式框架结构重要的节点,应不断研究,并应用到项目中,从应用的项目中再反馈总结,提炼改进,为装配式框架结构施工的提质提效提供技术支撑。