摘要:
本文利用新老混凝土接續(xù)實(shí)驗(yàn)及理論分析的科研成果, 結(jié)合框架結(jié)構(gòu)混凝土施工中存在的柱子施工縫, 提出施工縫設(shè)置及接續(xù)處理的新方法并討論其理論根據(jù), 用于指導(dǎo)施工, 提高施工質(zhì)量。
0 引言
大量工程結(jié)構(gòu)震害實(shí)例表明， 框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)普遍破壞較重，往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效， 中外學(xué)者分析表明， 這是多方面的原因， 包括設(shè)計(jì)失誤， 沒(méi)有加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度， 實(shí)現(xiàn)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固等原因。同時(shí)施工中也存在施工質(zhì)量弱點(diǎn)， 難于保證設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。施工中新老混凝土施工間隔期， 接續(xù)面方位， 接續(xù)面處理方法， 新老混凝土生熟配料及振搗控制質(zhì)量都密切的影響著節(jié)點(diǎn)粘結(jié)強(qiáng)度， 因此在框架結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中，由于每一層柱子施工中必然與下層柱子存在施工縫，怎樣留置施工縫， 怎樣處理施工縫， 使工程質(zhì)量不受影響，保證砼結(jié)構(gòu)的安全性，更顯得尤為重要。
1 當(dāng)前框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)施工方法及缺陷
1) 早期在一般的框架結(jié)構(gòu)施工中， 澆注完一層柱子后， 進(jìn)行支模， 模板安裝完成后才進(jìn)入下道工序澆注上層梁混凝土， 因此根據(jù)施工工期及人， 材， 機(jī)等情況， 新老混凝土接續(xù)間隔期長(zhǎng)短不一， 在澆注時(shí)一般節(jié)點(diǎn)( 梁柱交界處) 隨梁混凝土一起澆注， 并且節(jié)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)按梁進(jìn)行施工。
2) 隨著科研的發(fā)展及施工水平的提高， 尤其是專業(yè)化水平較高的大建筑公司開(kāi)始針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量薄弱的特點(diǎn)采取一系列措施， 在澆注上層梁柱時(shí)用鋼釬進(jìn)行鑿毛處理， 澆注前對(duì)老混凝土進(jìn)行澆水濕潤(rùn)， 并用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿鋪在交接面上， 梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般采用柱子( 一般柱子強(qiáng)度等級(jí)高) ，在澆注節(jié)點(diǎn)區(qū)時(shí)加強(qiáng)振搗并嚴(yán)格控制水灰比。經(jīng)過(guò)一系列處理措施后， 施工質(zhì)量得到了提高， 但梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土仍舊是施工薄弱區(qū)， 很難取得理想的接續(xù)效果。
3) 雖然接續(xù)部位進(jìn)行了處理， 但其缺陷是很明顯的: 首先用鋼釬進(jìn)行鑿毛處理， 極易傷及老混凝土， 以致老混凝土產(chǎn)生初始微裂縫， 嚴(yán)重影響新老混凝土的接續(xù)強(qiáng)度， 且鑿毛處理難于控制處理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 澆注前對(duì)接續(xù)部位進(jìn)行澆水濕潤(rùn)很容易適得其反， 從而增大了交接面處混凝土的水灰比， 而用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿鋪在交接面上很容易由于高標(biāo)號(hào)水泥砂漿與新混凝土漿體凝結(jié)及收縮不同， 從而使接續(xù)面更容易產(chǎn)生初應(yīng)力和初始微裂縫。而節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)區(qū)別與梁， 從而使柱梁節(jié)點(diǎn)區(qū)實(shí)際產(chǎn)生了四個(gè)界面區(qū)( 雖然梁與節(jié)點(diǎn)區(qū)整體澆注， 但混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般不同， 因而也造成了薄弱界面) ， 在施工時(shí)很難控制振搗密度與時(shí)間， 很容易由于振搗過(guò)深而傷及老混凝土， 或者由于加強(qiáng)振搗而使本來(lái)水灰比就比較小的混凝土產(chǎn)生局部泌水現(xiàn)象， 從而影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)， 降低界面粘結(jié)強(qiáng)度。
2 梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞機(jī)理及抗震設(shè)計(jì)要求
由震害調(diào)查可見(jiàn)， 梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的破壞， 大都是由于節(jié)點(diǎn)區(qū)無(wú)箍筋或少箍筋， 在剪壓作用下混凝土出現(xiàn)斜裂縫甚至擠壓破壞，造成縱向鋼筋壓屈成燈籠狀。因此， 保證節(jié)點(diǎn)區(qū)不過(guò)早發(fā)生剪切破壞的主要措施是保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的強(qiáng)度及密實(shí)性， 在節(jié)點(diǎn)區(qū)配置足夠的箍筋。設(shè)計(jì)梁柱常常采用不同等級(jí)的混凝土， 施工時(shí)必須注意梁柱節(jié)點(diǎn)部位混凝土等級(jí)應(yīng)該和柱混凝土的等級(jí)相同或略低( 相差不能超過(guò)5Mpa) 。從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固。在豎向壓力及梁端柱端彎矩， 剪力作用下， 節(jié)點(diǎn)區(qū)存在較復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。
從北京市建筑設(shè)計(jì)院等單位進(jìn)行的節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)可見(jiàn)， 節(jié)點(diǎn)的破壞過(guò)程大致可分為二個(gè)階段: 第一階段為通裂階段。當(dāng)作用與核心的剪力達(dá)到60～70% 時(shí)， 核心區(qū)出現(xiàn)貫通斜裂縫， 裂縫寬度約為0.1～0.2mm ，鋼筋應(yīng)力很小( 不超過(guò)20Mpa) ，這個(gè)階段剪力主要由混凝土承擔(dān)。第二階段為破裂階段。隨著反復(fù)荷載逐漸加大， 貫通裂縫加寬， 剪力主要由混凝土承擔(dān)， 箍筋陸續(xù)達(dá)到屈服，在混凝土擠碎前達(dá)到最大承載能力。設(shè)計(jì)時(shí)以第二階段作為極限狀態(tài)。