高层建筑柱梁混凝土强度不同时节点施工技术

摘要：本文对混凝土强度等级不同的处理方式进行了探讨，并结合工程实例提出了保证混凝土质量的施工措施。高层建筑及大跨度建筑混凝土施工中，常有基础、柱、梁及板的混凝土强度等级不同的要求，有时相差几个等级，一般在高层建筑及大跨度建筑混凝土结构的设计与施工中，为了满足柱轴压比的要求及使用要求，同时又要控制柱截面不过大，柱子采用较高强度等级的混凝土是一种必然。

关键词：高层建筑；混凝土质量；柱、梁节点；施工技术

1 混凝土强度等级不同的处理

1.1柱与基础的交接

柱与独立基础或底板不同强度混凝土的交接面，一般设在基础或底板的上表面，与混凝土施工缝相重合，以方便施工。若为独立基础，亦可设在梯形截面的变截面处。柱与独立基础或底板不同强度等级混凝土的交接面，也可设在柱外距离柱为柱宽的截面处，深度至底板或基础底部。

1.2、柱与梁交接

柱与梁交接的节点核心区受力非常复杂，且施工缝常留置在该区的上部及下部，若不同强度等级的混凝土在此处理不好，可能留下隐患。梁、柱节点区混凝土的强度理论上来说可以和墙、柱或梁板的等级相同。国内对于梁、柱节点强度不同的研究及试验资料积累不多，相关的结构设计规范对此方面也没有详细的说明或是计算公式及构造规定。可以通过在梁上设置混凝土结合部来保证柱、梁砼强度不同时的“强柱弱梁”和“强节点”的设计要求，确保施工质量安全。如果在柱子上设置混凝土结合部，会因为柱子在楼层出产生低强度区而破坏柱强度的一致性，尤其是在发生地震时更加可能导致各层柱间节点的过早破坏。为了能够达到良好的抗震效果，对于梁、柱混凝土强度等级不同时节点的一般设计要求为：如果梁、柱混凝土的强度等级相差5MPa，那么梁柱节点区的混凝土可按低强度等级施工；当梁柱混凝土的强度等级相差大于10MPa时，梁柱节点区的混凝土就按高强度等级施工，常见的施工措施如表1所示。

表1 柱梁混凝土强度等级不同时的施工方案

柱梁混凝土强度等级（相差级别）中柱节点边柱、角柱节点

5MPa（一级）不需特殊处理不需特殊处理

10MPa（二级）不需特殊处理加短筋（柱主筋的50%）

15MPa（三级）加短筋（柱主筋的50%）加短筋（柱主筋的100%）

20MPa（四级）加短筋（柱主筋的100%）采用柱砼强度等级角柱

25MPa（五级）采用柱砼强度等级角柱采用柱砼强度等级角柱

由于墙、柱、与梁、板砼强度等级不同，为了简化施工且保证各构件砼的强度，故在梁、柱结点处采取如图1处理方法。常见的梁柱节点不同强度等级混凝土施工方法一般有以下三种：

图1 计算简图

（1）不同等级混凝土邻接面施工缝的留设部位。通常来讲，钢筋混凝土框架结构一般在柱脚处留有水平施工缝，柱顶一般不设置水平施工缝，特殊情况可以改设在梁底。

（2）混凝土等级不同时应该分别浇捣。梁柱节点核心区混凝土浇捣方法为：首先用塔吊或是其他垂直运输工具将等级较高的混凝土输送到施工部位，对混凝土进行振捣并且在楼面梁板处留出45°斜面。

2、保证混凝土质量的措施

2.1、选择合适水泥

要求商品混凝土公司选择比较大的水泥生产厂家，实行定点采购，使水泥质量相对稳定，不同品种的水泥不得混用。

2.2、减少水泥用量

为减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，混凝土参加粉煤灰等掺合料，在满足设计和混凝土可泵性的前提下，尽量减少水泥用量。

2.3、掺外加剂，控制水灰比

根据设计要求，混凝土中掺加减水剂、泵送剂、引气剂或混合外加剂，增强混凝土工作性，使用水量减少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝时间延长到5小时左右。

2.4、严格控制骨料级配和含泥量

选用10.4mm连续级配碎石（其中10.3mm级配含量65%%左右），细度模数2.8～3.0的中砂（通过0.315凹筛孔的砂不小于15%，砂率控制在40～45%）。砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机质杂物，杜绝使用海砂。

2.5、加强技术管理

（1）加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工、责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取相应措施加以杜绝。

（2）加强对人员的技术管理，对于每一个环节的施工节点，都要进行施工前的技术交底，施工结束后要进行施工过程的技术应用总结，特别是梁柱接头做到施工过程中不出现差错。

2.6、合理组织劳动力及机械设备

（1）施工人员分两大班四六制作业。每班交接班工作提前半小时完成，并明确接班注意事项，以免交接班过程带来质量隐患。

（2）承台浇注采用自由式泵送，并用塔吊配合，以免接、拆泵或堵管时混凝土出现冷缝。确保高标号混凝土部位不惨有底标号混凝土。

3、实例分析

某地甲级写字楼，筒体结构，建筑东西长35.5m，南北宽29.5m。地下二层，负二层为六级平战结合人防工程，负一层为设备用房；地上二十三层，地上一至二十层（±0.00～75.6m）为开放式大开间办公用房。屋面以上二十一层（75.6～79.8m）为文体健身室，二十二层（79.8～83.7m）为电梯机房及设备用房，二十三层（83.7～88.5m）为水箱间。建筑总高度为93.71m，总建筑面积为22975m2。

本工程主体结构体系为钢筋砼筒体结构，现浇楼板。抗震设防烈度为8度，剪力墙、框架抗震等级均为一级，安全等级为二级。

a、砼强度等级：

序号 部位 剪力墙 框架柱 梁 板 楼梯 其它

1 -9.7～44.4m C50 C35 C20

2 44.4m以上 C40 C20

b、选择砼原材料

为保证高层混凝土施工质量，原材料的选择极为重要，对进场材料要选择，符合各项规范要求方可使用。水泥：选用425#普通硅酸盐水泥并适当掺加粉煤灰。碎石：选用级配较好的花岗岩碎石，粒径为10～30mm，含泥量不得大于1%，且不得含有有机杂质。砂：选用级配较好的中粗砂，含泥量不得超過2%，通过0.315mm筛孔的砂不得少于15%。外加剂：选用具有缓凝系减水剂和膨胀剂，从而降低水灰比。

c、混凝土施工方案

柱、剪力墙砼施工，考虑工程进度，本工程采用墙体砼采用与顶板一起浇筑的方法。浇筑时先将框架柱及剪力墙混凝土浇筑完成后浇筑顶板梁混凝土，砼浇灌时要控制砼自落高度和浇灌厚度，防止离析、漏振。严格控制下灰厚度及砼振捣时间，不得振动钢筋及模板，以保证砼质量。 要加强柱、剪力墙根部砼振捣，防止漏振造成根部结合不良，棱角残缺现象出现。为了有效防止烂根，柱墙浇筑前应先坐浆3～5cm厚。

剪力墙厚度较小且钢筋较密，在保证砼强度的前提下，可适当增大砼坍落度，一般宜控制在18±2cm。剪力墙窗洞处浇筑砼时应从窗洞两侧同时下料，并在底模钻孔，以利于气体排出，防止窗下封气形成空洞。砼浇筑污染的钢筋及时清理干净，保证钢筋的握裹力。洒落楼面及模板背楞内的砼应及时清理。

4 结束语

采取柱、梁、板节点施工技术，有效解决了柱、梁混凝土强度不同时，节点混凝土质量通病，且高标号混凝土用量有效得到控制。完全可以消除梁柱节点高低强度等级混凝土接面处裂缝的产生的可能性。