浅谈装配整体式框架结构梁柱节点施工技术

浅谈装配整体式框架结构梁柱节点施工技术

陈龙 ,张孝文 ,周志俊 ,宋志达 ,王云

中国建筑第八工程局有限公司   上海   200120

摘要：装配式混凝土框架结构在建筑施工中具有管理简便、现场作业场地小、建造周期短以及环境保护容易等优点，在工程实践中得到广泛的应用。装配式结构的工程质量是否能够满足相关质量要求，取决于各个构件之间节点的施工质量。梁柱节点是装配整体式混凝土框架结构工程质量控制的关键环节。其质量对建筑物整体的安全性能具有较为显著的影响。基于此，论文对装配式框架结构梁柱节点的施工技术进行深入的分析和探讨，以期对后续类似工程提供技术参考。

关键词：装配整体式框架结构；梁柱节点；施工技术

随着经济社会的发展，装配式结构运用越来越广泛，建筑结构的工业化已成为建筑业发展的必然趋势，装配整体式框架结构梁柱节点部位的施工质量管控已变得刻不容缓。针对优刻得数据中心项目，本文对装配整体式梁柱节点在施工过程中存在的问题进行分析探讨，以期为后续装配整体式框架结构的施工提供技术参考。[1]

1. 工程概况

优刻得青浦数据中心项目地处上海市青浦工业园区，位于青赵公路以东，北盈路以南。该项目由三栋厂房，一栋110KV变电所以及门卫、自行车棚组成。优刻得数据中心项目的 1#、2#、3#厂房地上部位为 PC 结构，主要分为：预制梁、预制楼承板、预制叠合板、预制墙、预制楼梯等，框架柱均为现浇混凝土柱，总体预制率为40.12%具有预制构件重量大（最大预制构件重量为12.96t）、层高大（最大层高达到11.5m，平均层高6.4m）、钢筋规格多且数量多、施工场地狭小等特点。

2. 关键施工技术

2.1梁柱节点钢筋绑扎施工

由于装配整体式混凝土框架梁柱节点处钢筋较为密集，钢筋的连接避让施工难度加较大，因此梁柱节点部位容易出现钢筋施工质量问题。梁柱节点处钢筋施工质量问题主要表现在钢筋数量、间距、等级、厂家、规格、型号等与设计图纸及规范不符。

在梁柱节点钢筋绑扎施工过程中，要充分注意纵筋的锚固长度和箍筋的间距。在具体施工过程中，常出现锚固于支座的弯钩和平截段长度不符合相关标准，节点位置箍筋的绑扎不符合要求、数量不足及间距不符合要求等情况，其主要原因是施工操作设备相对落后、施工技术能力不足以及监督管理力度不到位所致，这无疑将导致梁柱节点位置钢筋的施工质量无法达到设计图纸以及相关规范、标准的要求。（见图1和图2）

图1 PC梁与框架柱节点处箍筋的现场绑扎

图2  PC梁与框架柱节点处纵向钢筋排布

因此，在实际施工过程中，应严格按照相关规范要求对框架柱、节点部位及加密区部位进行箍筋绑扎。在钢筋绑扎施工前，应细化施工工艺，及时对施工操作流程进行进一步调整和改进，使钢筋施工与其他施工工序有效衔接。施工过程中，还应该安排相关项目管理人员，到现场进行旁站监督，发现问题及时安排相关人员进行整改，确保梁柱节点部位钢筋的施工质量符合相关要求，减少避免不必要的返工情形的发生。

2.2、梁柱节点的模板安装施工

通常，装配整体式混凝土框架梁柱节点位置处的模板支设作业较为繁琐，施工效率较低。施工现场常采用散料拼装方法，但散料拼装形成的模板，容易出现尺寸偏差、拼缝不严密等质量问题，且表面平整度也达不到相关标准要求。因此，在实际施工过程中，应优先施工梁底模具、PC梁底钢筋及箍筋，随后进行节点位置处的箍筋施工，最后进行模板安装。

装配整体式混凝土框架梁柱节点位置处的模板施工安装时，除采用去除预制梁宽度和高度的节点模板外，还可以采用定制节点模板进行施工。在实际模板安装施工时，需核对PC梁与框架柱节点的尺寸、楼板的规格及具体位置，然后对相关节点进行分类编号，确保安装施工作业的准确性。PC梁与混凝土框架柱节点位置处的模板通常由两块或多块模板拼装而成。模板拼接完成后，应先临时对模板进行固定，然后根据相应的拼装方式，组合成各种节点位置的模板。实际上，每个分块模板均为固定尺寸，需根据具体的部位、标高、数量以及尺寸梁柱节点位置组装模板。（见图3）

图3  PC梁与框柱节点处模板支设

PC梁和现浇框架柱节点位置处的模板需由技术水平较高的木工师傅根据模板的下料单进行加工下料。现场可采用厚胶合板制作模板，并可预先加工模具安装专用夹具，方柱应优先采用钢管卡箍进行加固施工。预制梁与现浇柱节点位置的模板可在施工现场进行拼装作业，模板拼装作业时间根据施工速度确定。模板加固施工时，先将模板临时固定在框架柱的模板上，然后按照相关施工方案及交底要求对模板的标高、尺寸、位置和垂直度、平整度等进行检查。如果存在模板安装质量不合格的情况，必须及时安排施工作业人员进行整改调整。调整合格后，应及时将螺栓拧紧。

本文提出的工具式模板系统能够进行周转使用，在施工过程中应该优先使用。该工具式模板根据预制梁柱结构特点制作，由8块L型模板和8组对拉螺杆组成，需要在梁柱节点位置钢筋连接绑扎安装施工完成后方可进行支设。安装作业时，应先采用临时就位固定，随后进行张紧加固调整，与梁柱本身合围成节点模板，最终通过模板与梁柱、模板与模板及对拉螺栓的作用力相互限制进行固定。

2.3、节点部位PC梁吊装施工

在装配整体式混凝土框架结构节点施工中，PC梁吊装作业的质量对后序工作及节点部位的质量均会产生较大影响。在PC梁吊装过程中，如果PC梁的位置出现偏差，就将导致框架柱的截面尺寸、形状及位置出现与设计图纸不相符的现象。同时，易造成后续施工工序的难度增大、质量难以保证、成型后观感差等现象。因此，对PC梁吊装质量的把控，也是保证装配式结构质量的关键。在项目部及监理单位对支模架检查验收合格后，方可进行PC吊装作业。在PC梁吊装作业前，应安排相关技术人员按照施工方案对PC吊装作业人员进行交底工作，合格后方可进入现场实施作业。在PC梁吊装过程中，还应安排相关技术人员到施工现场进行旁站指导，加强对PC梁吊装的编号、位置、标高进行复核，确保施工现场按照设计图纸、施工方案及交底要求实施，进而确保吊装施工的质量和安全。

2.4、装配整体式框架结构梁柱节点混凝土浇筑施工

在装配整体式混凝土框架结构节点施工中，混凝土浇筑施工过程主要包括六个方面。

（1）装配式建筑梁柱节点的结构设计优化

在设计过程中，需对装配整体式混凝土框架结构的混凝土强度等级进行调整优化，保证其取值的合理性。（1）竖向结构的混凝土强度等级与水平结构的混凝土强度等级尽可能相一致，且不宜过多的采用多种强度等级的混凝土。（2）位于同一楼栋同一楼层内框架柱的混凝土强度等级不得低于框架梁的混凝土强度等级。（3）在装配整体式混凝土框架结构中，当框架柱的混凝土强度等级与框架梁的混凝土强度等级不一致时，不同强度等级混凝土的交界面应留设在框架梁中。

另外，在施工前期，可以采用BIM技术对装配式结构的节点位置进行碰撞检查，及时发现预制梁与现浇柱交接位置存在的问题，防止施工过程中因装配式梁与现浇柱钢筋的碰撞增加施工难度，进而影响施工进度及管理成本。经过结构的设计优化，可以有效的发现设计过程中存在的问题，及时针对问题与设计院进行沟通，使得问题得以解决。

（2）装配式建筑梁柱节点的混凝土配合比

为了确保施工过程中混凝土的浇筑质量，必须对混凝土的配合比进行严格控制。首先，对混凝土使用的原材料进行检测，其检测指标满足相关标准及规范要求；其次，通过设计和适配选择以质量计的混凝土配合比，优先采用水化比低，自密性高，水化热低，补偿收缩性混凝土配合比。通过确定的配合比，填写试配报告单，经监理工程师批准后，方可进行生产施工。混凝土配合比使用过程中，还应根据混凝土质量进行动态管理。在混凝土浇筑过程中，如果装配整体式混凝土框架梁柱节点位置处的混凝土强度等级较高，宜采用坍落度较小的混凝土。另外，在混凝土商品站和混凝土浇筑现场均需要安排专人按照相关要求进行混凝土的塌落度试验，在其试验结果符合设计及相关规定要求后才可投入使用。

（3）装配式建筑梁柱节点的混凝土浇捣方法

混凝土浇筑前，现场应按照相关施工方案安排技术人员对混凝土浇筑施工人员进行交底工作，交底完成后方可进入施工区域进行施工作业。另外，在混凝土浇筑过程中，现场应按照相关施工方案及交底安排生产管理人员对混凝土浇筑施工部位，进行旁站监督管理，确保混凝土浇筑质量。

在装配整体式梁柱节点混凝土浇筑通常采用插入式振捣器振捣，振动器的振点间距不大于振动器作用半径的1.5倍，离模板50-100mm，每一个振点的振捣持续时间为30s，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为宜。按照先框架柱、后梁板的顺序，且应遵循快插慢拔的施工方法进行浇筑，避免过振漏振的现象发生，以确保混凝土的浇筑质量。当PC梁与现浇柱节点部位钢筋密集导致浇筑质量难以保证时，可采用增加小型振捣器的方式进行振捣。避免漏振少振等情况的发生。

（4）装配式建筑梁柱节点施工缝处理

在装配整体式混凝土框架梁柱节点处进行不同强度等级的混凝土浇筑施工作业时，需严格按照设计及相关要求控制不同强度等级的混凝土相邻面部位的施工，确保其不形成冷接缝。施工缝部位混凝土表面经凿毛处理，采用洁净水冲洗干净，刷水泥净浆后方可浇筑混凝土。在浇筑过程中，应根据混凝土供应情况、浇筑速度以及施工人员的作业效率，控制PC梁与混凝土框架柱连接处的混凝土浇筑量，缩短混凝土浇筑时间，提高施工效率。另外，在混凝土浇筑过程中，应先浇筑框架柱部位的混凝土，后浇筑节点处预制梁部位的混凝土。另外，后浇筑的混凝土应该在先浇筑的混凝土初凝之前浇筑完成，并且低标号的混凝土同样必须在高标号混凝土初凝前浇筑完成，以减少冷接缝或施工缝的产生。

（5）装配式建筑梁柱节点二次抹压技术的利用

混凝土浇筑完成后，应严格按照技术方案、交底的要求进行收面作业。在混凝土初凝前，需使用二次收光的施工技术，可有效消除和降低因混凝土水化热、收缩等原因引起的表面裂缝。在进行二次收面压光时，必须严格控制施工时间。主要原因为收面压光过早效果不佳，而收面压光过晚，混凝土已进入初凝失去塑性，二次收面压光不能消除其表面裂纹。

（6）装配式建筑梁柱节点混凝土养护和模板拆除

浇水养护是施工现场最常见的混凝土养护方法。在浇水过程中，除了板面的浇水养护，还需要对PC构件与现浇段节点部位进行浇水保湿养护，且养护时间不应少于7天，对于掺用了外加剂的混凝土，还应延长混凝土的养护时间。此举可有效降低由于温度及水化热变化导致的混凝土裂缝，也能够降低混凝土因水化热所产生的裂缝，实现裂缝控制的目的。另外，在冬期施工过程中，为确保装配整体式框架结构混凝土质量符合相关设计及规范的要求，对新浇筑混凝土不得采用浇水养护方式进行混凝土养护，可采用草帘、土工布等对混凝土表面进行覆盖，喷洒养护剂或者对装配式结构进行围护封闭，减少与室外接触等保温措施，防止发生冻害。同时，装配式建筑梁柱节点模板拆除，按照混凝土强度达到2.5Mpa，且不会出现因拆模产生缺棱掉角的现象，方可拆除侧模；底模应在达到混凝土设计强度后方可拆除。

3、结束语

总而言之，装配式建筑必将成为未来建筑业发展的趋势。装配整体式混凝土框架结构PC梁和框架柱节点作为整个装配式建筑的核心部位，加强该节点部位的施工质量管理是非常必要的。论文以优刻得数据中心项目为研究对象，从钢筋绑扎、模板安设、PC梁吊装、混凝土浇筑等方面，对PC梁与框架柱节点部位存在的施工问题及质量控制要点进行了简要分析。此举不仅可以保证装配整体式框架结构的质量，缩短工期，节约施工成本，同时也能有效的提高整个装配式建筑的安全性。因此，在实际的建筑施工过程中，要对装配整体式框架结构PC梁与框架柱节点部位的施工技术进行合理深入的研究，确保建筑工程施工质量达到要求。

参考文献

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