莫平
【摘要】本文分析鋼筋混凝土框架砌體填充墻設置鋼筋混凝土構造柱的作用,同時分析了現(xiàn)階段構造柱施工工藝、工序中存在的主要問題及原因。
【關鍵詞】構造柱、施工問題、框架砌體
隨著社會的發(fā)展,對建筑物的可靠性,耐久性要求不斷提高,建筑物的抗震性能愈加得到重視。我國大多數(shù)地區(qū),框架結構中都是采用加氣混凝土砌塊、爐渣空心磚、燒結頁巖空心磚等輕質(zhì)砌體作為填充墻。填充墻在框架結構中雖為非承重構件,但由于墻體超長、抗震能力和穩(wěn)定性不足以及環(huán)境溫度變化和材料收縮等原因,常常會引起墻體開裂、滲水,有損房屋的觀瞻和正常使用,地震作用下還會發(fā)生墻體倒塌,因此,我國《建筑抗震設計規(guī)范》[1](GB50011-2001) 第13.3.3條有關于超長砌體填充墻的構造要求作出明確規(guī)定:為加強填充墻的抗震能力和穩(wěn)定性,框架砌體填充墻長度大于5m時,墻頂部與梁宜有拉結;墻長超過層高2倍時,宜設置鋼筋混凝土構造柱。而實際施工中,構造柱因非承重構件而往往不被施工者重視,鋼筋混凝土構造柱施工出現(xiàn)較多方面的質(zhì)量問題,給工程留下了質(zhì)量隱患。
1 鋼筋混凝土構造柱的作用
在混凝土框架磚砌體填充墻中,混凝土構造柱能增加建筑物的整體剛度與延性,提高建筑物的抗震能力。其作用一般為:1)加強縱墻間的連接,提升砌體結構的抗剪能力,增加了建筑物的整體性。這是由于構造柱與其相鄰的縱橫墻以及馬牙搓相連接并沿墻高每隔500mm設置2Φ6mm~8mm拉結筋,鋼筋每邊伸入墻內(nèi)大于1000mm。一般施工時先砌磚墻后澆筑混凝土構造柱,這樣能增加橫墻的結合,可以提高砌體的抗剪承載能力10%~30%。其作用機理是構造柱與圈梁共同將區(qū)格內(nèi)的砌體緊箍,從而提升砌體的抗剪能力。理論上構造柱的拉力使砌體受壓正應力增加,同樣強度等級的砌體,同樣強度等級的砂漿,同一個操作人員用同種工藝砌筑的砌體,在規(guī)定的范圍內(nèi),受壓正應力愈高,抗剪能力就愈高。2)大大提高砌體結構的延性。構造柱與圈梁的共同工作,可以把磚砌體分割包圍,當砌體開裂時能迫使裂縫在所包圍的范圍之內(nèi),而不至于進一步擴展。砌體雖然出現(xiàn)裂縫,但能限制它的錯位,使其維持承載能力并能抵消振動能量而不易較早倒塌。砌體結構作為垂直承載構件,地震時最性出現(xiàn)四散錯落倒地,從而使水平樓板和屋蓋墜落,而構造柱則可以阻止或延緩倒塌時間,以減少損失和人員傷害。構造柱與圈梁連接又可以起到類似框架結構的作用,其作用效果非常明顯。
2 鋼筋混凝土構造柱存在的施工問題
2.1 砌體填充墻中鋼筋混凝土構造柱的施工順序存在問題:將構造柱與框架梁一起施工,構造柱鋼筋與梁同時綁扎,柱上下端鋼筋錨入梁內(nèi),然后同時澆筑混凝。構造柱一般均生根于基礎梁或樓面梁上,當構造柱與框架柱、梁同時現(xiàn)澆后,上部結構荷載將部分通過構造柱直接傳給樓面梁或基礎梁,致使原基礎受力發(fā)生改變,造成支撐構造柱的樓面梁或基礎梁上局部荷載的增加,導致其截面大小及配筋某種程度的不足,給結構造成了較大的安全隱患。
2.2 構造柱縱向鋼筋上下錯位,豎向鋼筋搭接不規(guī)范,箍筋松散、歪斜且數(shù)量不足;墻柱拉結筋數(shù)量不夠、位置不對。墻與構造柱應沿墻高每50cm設置2Ф6水平拉結鋼筋聯(lián)結,每邊伸入墻內(nèi)不應小于 1m。
2.3 構造柱馬牙槎砌不正確或不按規(guī)范留設,槎口高度、深度不一,遇內(nèi)外墻丁字砌體節(jié)點時,內(nèi)墻只留直槎,個別工程干脆取消馬牙槎,導致構造柱與填充墻不能形成一個有效的整體。在地震作用下,構造柱迅速與墻體脫離,不能起到約束填充墻的作用。磚墻應砌成馬牙槎,每馬牙槎沿高度方向尺寸不超過30cm。
2.4 露筋和麻面。支模前,鋼筋骨架上沒有綁扎混凝土保護層墊塊,致使鋼筋保護層厚度不足,同時,有的鋼筋位置不準,造成露筋現(xiàn)象?;炷翝仓?,模板和馬牙槎磚墻未作充分濕潤,混凝土中的部分水分被磚墻和模板吸走,混凝土表面出現(xiàn)麻面和酥松現(xiàn)象。
2.5 造柱混凝土爛根、斷條。在構造柱施工中,由于每層構造柱的根部均低于樓板頂面。形成凹槽,而在砌筑墻體時,砂漿、磚塊等雜物很容易掉在凹槽內(nèi),如果在澆筑混凝土前不將這些雜物清除,或清除不干凈,會使構造柱根部出現(xiàn)夾層及混凝土澆筑過程中由于震搗不密實出現(xiàn)混凝土斷條,易使構造柱失去應有作用,使磚墻的整體性降低。
3 構造柱施工問題發(fā)生的原因
3.1 施工人員對混凝土構造柱的作用原理認識不清,對構造柱的抗震作用認識不足,忽視構造柱的施工質(zhì)量,甚至違反施工程序,違規(guī)操作。
3.2 設計單位設計文件交待不清,工單位在施工中僅僅憑著經(jīng)驗去操作,因而使設計意圖無法正確地得到貫徹。
4 構造柱施工問題的防治措施與方法
4.1 嚴格按規(guī)范施工工序操作施工。澆筑框架柱、梁,要在框架梁上構造柱部位預留插筋,待混凝土強度達到設計要求后拆模,然后再砌筑墻體,并應根據(jù)馬牙槎尺寸要求,從柱腳開始,先退后進,以保證柱腳為大截面,砌體完成后交木工支模,最后澆筑構造柱混凝土。
4.2 構造柱的鋼筋大部分是在樓層板梁面預埋插筋,等到主體結構完成后再進行鋼筋綁扎連接安裝。在拆模過程中預留的鋼筋受到模板及支架、木方的多次碰撞、人為的彎曲、造成構造柱鋼筋根部反復彎折,使鋼筋的強度降低。故為了保證構造柱的鋼筋不移位,首先要做好鋼筋的保護,其次在每一層安裝模板之前,要固定好鋼筋骨架,校正其垂直度,并采取可靠措施固定,保證在澆搗混凝土時不發(fā)生偏位。如果位置偏差過大,可采用后植筋法預埋構造柱縱筋,豎向鋼筋采用綁扎接頭的,綁扎長度和構造要符合要求。放拉結筋時,沿墻高度每隔500mm設置2Φ6mm~8mm拉結筋,每邊伸入墻內(nèi)不宜少于1000mm,通過馬牙槎使混凝土與磚墻連接,以保證混凝土與磚墻整體性。。
4.3 構造柱馬牙槎必須從柱腳開始先退后進,左右對稱,上下對齊,每一馬牙槎沿高度方向的尺寸,不宜超過300mm,馬牙槎進退尺寸不少于60mm。
4.4 為保證構造柱混凝土在澆筑后不出現(xiàn)柱腳孔洞、蜂窩、麻面、露筋、跑漿等質(zhì)量通病,就應按照規(guī)范要求,做好模板加固和混凝土的振搗工作。常見的構造柱模板加固方法是使用對拉螺栓固定兩側(cè)模板,對拉螺栓設置在兩側(cè)填充墻上,模板可以滿封,柱端部一側(cè)模板設置為喇叭式進料口,進料口應比構造柱高大約100mm,澆筑柱混凝土時應把進料口也滿澆,拆模后將多余的混凝土鑿掉即可,保證構造柱頂部混凝土與頂梁之間不留空隙。沿砌體馬牙槎凹凸邊緣貼上雙面膠,使模板與砌體表面密封不漏漿,澆筑過程中使用小型插入式振動棒插入振搗,保證混凝土密實。
4.5 防止構造柱混凝土的爛根、斷條。構造柱底部在砌墻體之前,宜先用細石混凝土做出高于樓板頂面3—5cm的一段柱根,柱根要澆搗密實,混凝土接槎處要按施工縫處理,構造柱兩側(cè)模板支模前,應處理好柱根及清除堆物,然后用水清洗柱根,再行支模,混凝土澆筑時應加強震搗保證密實。
5 結語
綜上所述,施工單位只有充分認識到構造柱的作用原理及其重要性,重視構造柱的施工,在構造柱施工過程中嚴格質(zhì)量管理,制定質(zhì)量保證措施,認真按規(guī)范要求操作,才能消除混凝土構造柱的質(zhì)量通病,保證混凝土構造柱的質(zhì)量。
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