斯旭东

(上海殷行建设集团有限公司，上海 200082)

在建筑工程施工过程中，框架柱受力钢筋的偏位现象较为普遍，是工程中常见的质量通病之一。究其原因，总的说来是由于建筑工程手工作业比重较大，工业化程度低导致。在目前预制装配式结构尚未全面普及，施工现场仍然以手工作业为主的情况下，对于框架柱等纵向受力构件主筋偏位的研究有着非常实际的意义。

1 框架柱纵向钢筋偏位成因

目前我国建筑施工现场手工作业占主流，框架柱从钢筋制作绑扎、模板安装、混凝土浇捣乃至测量放线等多道工序中，均有导致纵向钢筋偏位的因素存在。具体来说，有如下几方面：

1.1 测量放线出现偏差

这种偏差往往会导致整个框架柱所有钢筋均出现偏位，给施工带来很大的麻烦。该偏差应该通过加强技术交底和事中监管来极力避免。

1.2 钢筋绑扎施工不到位

未放置最上一道定位箍，纵向钢筋上部无约束；钢筋绑扎时超出钢筋定位范围；未将钢筋均匀分布，导致纵向钢筋分布不均；钢筋垂直度偏差较大，导致上部钢筋偏位；

1.3 模板安装施工导致钢筋偏位

漏放或少放钢筋保护层垫块；模板安装出现偏差，将钢筋骨架挤向一侧导致偏位；

1.4 混凝土浇捣施工导致钢筋偏位

震动棒、汽车泵输送管等外力碰撞钢筋骨架导致偏位，这是最常见的原因之一；基础或者框架柱变截面处因没有模板约束，浇捣混凝土时纵向钢筋也容易出现偏位；

2 框架柱纵向钢筋偏位对结构的影响及处理措施

在框架结构中，框架柱是纵向受力构件，梁板之上的荷载通过框架柱最终传递至基础。我国有着广大的抗震设防区，抗震设计理念之一为强柱弱梁，相对而言，框架柱的刚度和受弯承载力要比框架梁更大。框架柱中的纵向受力钢筋，在框架柱受压时，与混凝土共同承担竖向压力，而框架柱受水平作用力或较大弯矩时，柱端一侧出现的拉力则主要由纵向受力钢筋承担。综上所述，框架柱纵向受力钢筋偏位较大时，对框架柱抵抗水平作用力和柱端弯矩是很不利的。

结合实际施工过程，框架柱纵向钢筋偏位的形式总结下来有如下几种：

2.1 中部钢筋分布不均

由于钢筋保护层未受影响，此种偏位形式对于结构的影响是最小的。

处理措施：

(1)若钢筋偏位在25 mm以内，对于框架柱的竖向承载力和柱端弯矩抵抗力影响不大，可不做处理，待上一层钢筋绑扎时，调整到原来的位置即可。

(2)若钢筋偏位超过25 mm，可在钢筋根部偏位相对侧剔凿，深度不小于偏位值的2倍，然后将钢筋纠偏至允许范围，纠偏后剔凿空隙用高标号的补偿收缩水泥砂浆振捣密实并做好养护工作。剔凿法如图1所示。

图1 剔凿扶正图

2.2 钢筋向框架柱外偏位

由于纵向钢筋已经超出了保护层外，若不妥善处理，容易导致主筋锈蚀，影响结构安全和正常使用年限。

处理措施：

(1)若钢筋偏位值在25 mm以内，可采取上述剔凿法，将偏位钢筋纠偏至允许范围。

(2)若钢筋偏位值超过25 mm，在不影响建筑使用功能的情况下，经建设单位和设计单位的同意，采取加大框架柱当前层截面尺寸，待上一层结构施工时按照平法施工图集16G101-1相关要求在梁柱节点内按照1∶6的倾斜度变截面至原设计值，在扶正的高度范围内箍筋应加密布置，不小于φ8@100。纵向钢筋外偏加大截面扶正如图2所示。

图2 纵筋外偏扶正图

若钢筋偏位值超过25 mm，且条件受限不能加大框架柱截面尺寸，则将偏位钢筋割除，在框架柱内重新植筋处理。

2.3 钢筋向框架柱内偏位

向内偏位导致主筋的保护层过大，在水平力和柱端弯矩的作用下，若偏位一侧正好处于受拉区，纵向钢筋不能充分发挥抗拉作用，外层混凝土极易形成裂缝，使框架柱主筋暴露于外界环境，进而锈蚀纵向受力钢筋，影响结构安全。另一方面，主筋向框架柱内偏移，计算截面尺寸减小，在内力不变的情况下，框架柱原有的配筋就不能满足要求。

处理措施：

(1)若钢筋偏位值在25 mm以内，可采取上述剔凿法，将偏位钢筋纠偏至允许范围内即可。

(2)若25 mm≤钢筋偏位值<50 mm，原有钢筋尚能起到一定的承载作用，可以在楼面上按照1∶6的倾斜度扶正，同时在正确的位置钻孔植入相同规格的钢筋，孔内灌注高标号补偿收缩水泥砂浆或者A级植筋胶，将植筋与扶正后的偏位钢筋焊接连接。在扶正的高度范围内箍筋应加密布置，不小于φ8@100。纵向钢筋内偏植筋扶正如图3所示。

图3 纵筋内偏植筋扶正图

若钢筋偏位值≥50 mm，偏位钢筋已失去利用价值，可以直接割除，在设计正确位置重新钻孔植筋处理。

上述所有的纠偏措施中若采用植筋法，植筋深度应按照《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2013)计算得出，植筋施工严格按照施工验收规范，同时设置一组同等条件钢筋用于现场抗拉拔实验。

3 框架柱纵向钢筋偏移处理工程实例

3.1 工程概况

浦东新区曹路基地南扩区B07-04地块配套幼儿园项目，总建筑面积6 104 m2，结构形式为框架结构，层数三层，层高3.8 m，框架柱混凝土强度等级为C30，梁板混凝土强度等级为C35，发生偏位的框架柱KZ4*位于二层1轴交D轴处，截面尺寸500×500，为一级抗震角柱，西侧和南侧为室外，北侧和东侧为室内，设计配筋：主筋4φ25(角筋)+8φ22，箍筋φ10@100，KZ4*北侧四根纵向受力钢筋向框架柱内偏位80 mm。

3.2 纵筋偏移原因分析

根据收集到的测量放线员、钢筋工人及施工员等相关人员对该框架柱描述信息分析，该框架柱KZ4*应该是在混凝土浇捣过程中外力碰撞了北侧的纵向钢筋导致偏位。KZ4*一层截面尺寸为600×600，二层变截面至500×500，北侧和东侧各自向内偏移100，其重新插筋的主筋底部没有模板约束，楼面的定位箍绑扎不牢固，在外力作用下导致主筋偏位。

3.3 纵筋偏移处理方案

(1)主筋向内偏移80 mm，超过了50 mm，将偏位的钢筋用手持砂轮机切割。

(2)在KZ4*北侧重新定位放线，标出纵向受力钢筋正确的位置。

(3)计算植筋锚固长度。框架柱KZ4*为双偏心受压柱，北侧钢筋承受压力，锚固长度可按照构造要求计算其最小锚固长度邻lmin，分别计算φ25角筋和φ22中部钢筋植筋锚固深度如下：

①φ25角筋植筋深度计算:

单根植筋锚固的承载力设计值：

最小锚固长度：

lmin=max{0.6ls;10d;100mm}

式中：ls为植筋的基本锚固深度。

式中:αspt为防止混凝土劈裂引用的计算系数，取值1.05;d为锚固钢筋公称直径，取值25 mm;fy为锚固钢筋抗拉强度设计值，取值360 N/mm2;fbd为植筋用胶黏剂的黏接抗剪强度设计值，取值3.85 N/mm2。

故：

可得：

lmin=max{0.6×490.9;10×25;100 mm}=294.5 mm

②φ22中部钢筋植筋深度计算:

单根植筋锚固的承载力设计值：

最小锚固长度：

lmin=max{0.6ls;10d;100mm}

式中：ls为植筋的基本锚固深度。

式中：αspt为防止混凝土劈裂引用的计算系数，取值1.02;d为锚固钢筋公称直径，取值22 mm;fy为锚固钢筋抗拉强度设计值，取值360 N/mm2;fbd为植筋用胶黏剂的黏接抗剪强度设计值，取值4.25 N/mm2。

故：

可得：

lmin=max{0.6×380.2;10×25;100 mm}=228.1 mm

(4)按照锚固长度计算结果用加长冲击电钻钻孔，其中φ25钢筋钻孔孔径为32，φ22钢筋钻孔孔径为28。钻孔之后用鼓风机通过细导管插入仔细清理孔内灰尘，清除干净之后进行植筋。植筋采用A级植筋胶。在同层楼面同条件植筋一组，作为现场抗拉拔试验组。

(5)做好植筋记录，留下影像资料，报监理单位进行钢筋隐蔽验收。植筋72 h之后请第三方检测单位对化学锚固植筋进行现场抗拉拔试验。

3.4 框架柱偏移处理后结果

根据第三方检测单位针对浦东新区曹路基地南扩区B07-04地块配套幼儿园项目二层框架柱KZ4*纵向受力钢筋偏位植筋后锚固处理出具的现场抗拉拔试验报告，其抗拉强度实测值均能满足混凝土结构加固设计规范的要求。该项目在参建各方的共同努力之下，圆满完成了既定的各项目标，得到了建设单位、质监站以及浦东新区教育局等单位部门的一致认可，最终获得了浦东新区建设工程文明工地、浦东新区建设工程东方杯(区优质工程)等荣誉称号。

4 结论与展望

综上所述，想要从根本上解决建设工程施工现场的各种质量通病，例如本文所述的框架柱纵向钢筋偏位的问题，最好的方法莫过于当前中央及地方政府在全国范围内大力推行的预制装配式(PC)建筑，预制装配式建筑有着天然的工业化基因，能够在工厂里实现流水作业，通过机械化代替一大部分手工湿作业，提高建筑构件的精确度、质量水平，大大减少了目前施工现场存在的各种质量通病。同时，预制装配式建筑也很好的契合了环境保护的基本国策，可谓是一举多得。希望在不久的将来，在整洁有序的建筑施工现场，诸如框架柱纵向钢筋偏位的问题成为过去式。