框架结构体系砌筑墙体中芯柱施工工法

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摘要:本文以北京顺义海亦通1#车间等2项工程为例，来说明芯柱工法的特点、应用、操作要求等。希望为以后的工作提供借鉴意义。

关键词：框架结构；芯柱施工；施工工法

中图分类号：TU318文献标识码： A

1.前言

北京顺义海亦通1#车间等2项工程南北立面设计为竖向条形窗户，且窗户间距较小，因此单体工程南北立面地上六层窗户数量特别多，墙体材料为加气混凝土砌块，窗户两侧设计为钢筋混凝土抱框柱做法。设计为钢筋混凝土抱框柱的工程做法意味着窗间墙砌筑时两端留马牙槎，墙体砌筑完支模板、浇筑混凝土，仅仅是浇筑混凝土就十分困难，且很难保证抱框柱混凝土浇筑后的密实度。

因此从以上墙体设计情况可以看出该工程二次结构墙体特别是外墙砌筑施工十分麻烦，施工人工成本较高，需要投入模板材料，工期较长，且抱框柱砼的浇筑质量不易保证。墙体材料为加气混凝土砌块，这给施工带来难度。经考察多家陶粒砼砌块生产厂家，确定施工方案：首先陶粒砼砌块应与加气砼砌块块尺寸同宽同高，所有芯柱采用U型、半U型陶粒砼砌块与加气砼砌块咬槎砌筑，U型陶粒砼砌块与加气混凝土砌块混合砌筑构成芯柱模板，随砌筑随插芯柱钢筋随浇筑芯柱混凝土，两孔陶粒砖要求全部浇筑混凝土。现以本工程芯柱的施工案例来说明本工法的特点、应用、操作要求等。

2.工法特点

按照墙体中钢筋砼构造柱与砌体相结合的模型与原理采用U型陶粒砼砌块、半U型陶粒砼砌块来替代模板支设，使用U型、半U型陶粒砼砌块与墙体砌块材料组合砌筑，砌筑过程中及时将U型、半U型陶粒砼砌块空心部分浇筑细石砼，即形成芯柱，这种随砌筑随浇筑砼或间隔分高度浇筑砼的工程做法易于保证芯柱砼的浇筑质量。芯柱工程做法与抱框柱、构造柱相比不用支拆模板，避免传统抱框柱、构造柱砼浇筑困难，施工过程中还容易出现柱子砼断节、大的蜂窝狗洞现象等质量缺陷，导致砼的质量不易保证。

3.适用范围

多层框架结构体系隔墙及维护墙体砌筑，墙体材料为小型陶粒砼砌块或加气砼砌块，墙体厚度为200mm、240mm与300mm型（墙体尺寸宽度过小或过宽不适宜，宽度过小达不到设置芯柱的功能，过宽U型砌块不适宜）。U型、半U型陶粒砼砌块宽度与墙体同宽，长度方向尺寸为300mm、200mm两种型号，这种U型、半U型陶粒砼砌块需要提前与生产厂家定制，定制过程中还要求其强度等级比普通陶粒砼砌块强度高。

3.1 U型、半U型陶粒砼砌块与加砌砼砌块组砌尺寸要求

加气砼砌块公称尺寸 U型/半U型陶粒砼砌块定制尺寸

3.2 U型、半U型陶粒砼砌块与陶粒砼砌块组砌尺寸要求

陶粒砼砌块公称尺寸 U型/半U型陶粒砼砌块定制尺寸

普通陶粒混凝土小型空心砌块主规格尺寸为390mm×190mm×190mm，有两个方形孔，最小外壁厚应不小于30mm，最小肋厚应不小于25mm，空心率应不小于25%。

普通陶粒混凝土小型空心砌块

4.芯柱的基本构造要求

4.1抗震设防要求

为提高芯柱与墙体抗震受剪承载力，宜在墙体内均匀布置，最大净距不宜大于 2.0m。在6~8度抗震设防的建筑物中，应按芯柱位置要求设置钢筋混凝土芯柱；对医院、教学楼等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层的层数，按下表的要求设置芯柱。

抗震设防区混凝土小型砌块房屋芯柱设置要求

4.2芯柱砼的基本要求

鉴于芯柱所承担的作用，施工中必须让砌块和芯柱紧密结合在一起，这样才可能尽可能的提高抗震性能。因此，芯柱的混凝土强度应该参考砌块的强度，以两者之间能共同收缩为宜。所以芯柱的混凝土等级可以高一些，比如对6层住宅一般使用MU5～MU10小砌块，所以采用不低于C20细石混凝土浇灌芯柱比较恰当。

4.3芯柱钢筋设置要求

芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接；插筋不应小于 1φ12，6、7 度时超过五层，8 度时超过四层时，插筋不应小于 1φ14；底部应伸入室内地面下500mm或与基础圈梁锚固，中间部分穿过墙体中现浇板带，顶部与结构框架梁锚固或焊接在一起；

芯柱钢筋应与基础梁或基础的预埋钢筋搭接，其中芯柱钢筋沿高度方向上搭接长度均为40d；

4.4芯柱的其他构造要求

1）芯柱截面不宜小于 120mm×120mm。

2）芯柱应伸入室外地面下 500mm 或与埋深小于 500mm 的基础圈梁相连。

3）转角处、墙体交接处芯柱截面形状图与构造钢筋设置

钢筋混凝土芯柱处拉筋图

在钢筋混凝土芯柱处，沿墙高每隔600mm应设φ4钢筋网片拉结，每边伸入墙体不小于600mm（上图）；沿墙高间距不大于 600mm，并应沿墙体水平通长设置。

4）U型、半U型陶粒砼砌块强度等级不宜低于MU7.5。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

施工过程中按随砌筑U型、半U型陶粒砼砌块随灌注细石砼或砌筑到一定高度后（一般不超过5层砌块高度）再灌注细石砼分为两类。

随砌筑U型、半U型陶粒砼砌块随灌注细石砼施工工艺流程：

按芯柱的平面位置与尺寸大小弹出墨线植筋绑扎钢筋排块墙体砌筑与芯柱根部处理砌筑第一层半U型陶粒砌块与墙体砌块灌注第一层半U型细石砼砌筑第二层U型陶粒砌块与墙体砌块灌注第二层U型细石砼以此类推与现浇板带、过梁结合…与结构顶板、梁底的结合处理

砌筑到一定高度再灌注细石砼施工工艺流程与以上基本相同。

5.2操作要点

1）排块

砌块砌筑前，应根据建筑物的平面、立面图绘制砌块排列图。在墙体转角处设置皮数杆，皮数杆上画出砌块皮数及砌块高度，并在相对砌块上边线间拉准线，依准线砌筑。

按照建筑物芯柱平面布置图确定两芯柱之间的距离长度，先按U型陶粒砼砌块尺寸确定第一层砌块的排列布置图，不足整块砌块尺寸的陶粒砼砌块墙体采用页岩砖补砌，必要时将页岩砖切割为合适的尺寸，以确保砌体墙面的平整度与美观；不足整块的加砌砼砌块墙体将加气砼砌块切割为合适的尺寸补砌完整。同时将不足整块的位置放置在墙体两芯柱之间中部，排块时考虑砌块灰缝的厚度要求。第二层按半U型陶粒砼砌块尺寸排块，做法同以上。排块过程中出现上下层砌块中不满整块的位置如不能错开，应在水平灰缝设置2φ6的拉结钢筋或φ4钢筋网片，拉结钢筋或钢筋网片的长度应不小于700mm（图）。

加气混凝土砌块墙中拉结筋

2）芯柱细石砼灌注

在灌芯柱前，必须清除砌块孔洞内凸出的砂浆，与砌块底部的毛边，以便于浇灌芯拄砼和避免形成颈缩现象；每层砌第一皮时，芯柱位置应采用清扫孔的砌炔砌筑。浇注芯柱砼前，必须清除孔洞内落地灰和其它杂物，用高压风或水冲净孔洞。校正铜筋位置并绑扎或焊接牢固，封好清扫口；芯柱的砼，必须特别注意级配、和易性及具有微膨胀性。应掺入适量粉煤灰和外加剂，以提高芯柱混凝土的流动性；塌落度应不小于180mm；砌筑砂浆必须达到一定强度（强度平均值≥1.0MPa）后，方可浇灌芯柱砼，每一层的芯柱必须在一天内灌注完毕。

细石砼应采用商品砼，一次需求量不宜过大，应及时供应；不得一次供应量过大造成浪费或者砼失水过大流动性不能满足施工要求。

砌筑完一定高度后，应连续浇灌芯柱混凝土。每浇灌400～500mm高度捣实一次，或边浇灌边捣实。浇灌混凝土前，先注入适量水泥浆；严禁灌满一个楼层后再捣实，宜采用机械捣实；混凝土坍落度不应小于50mm。

从实际施工顺序看，芯柱与墙体中现浇板带混凝土一般不同时浇灌，而是砌完一定高度达到现浇板带位置后，待砌筑砂浆达到一定强度(≥1.0MPa)即浇灌芯柱混凝土，然后支现浇板带模板扎现浇板带钢筋浇现浇板带混凝土。

芯柱施工中，应设专人灌注砼并检查混凝土灌入量，认可之后，方可继续施工。

3）芯柱钢筋绑扎

芯柱钢筋应与基础或基础梁中的预埋钢筋连接，上下楼层的钢筋可在楼板面上搭接，搭接长度不应小40d；芯柱竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接；插筋不应小于1φ12。芯柱应伸入室外地下500mm或锚入浅于500mm基础圈梁内。

4）芯柱与结构楼地面结合处的工程做法

由于砌块墙体根部按规范要求需砌筑高度不小于180mm高页岩砖，U型陶粒砼砌块的高度安200mm考虑，要求三皮页岩砖砖砌筑高度达到200mm，不够高度的部位在楼板采用干硬性细石砼找补。按芯柱平面布置图位置砌筑楼板根部U型陶粒砼砌块并灌注细石砼。

5）第一层砌块砌筑时芯柱按半U型陶粒砼砌块尺寸考虑排块并砌筑。

6）芯柱与墙体中现浇钢筋砼板带结合处的工程做法：若芯柱与墙体中现浇板带一起整浇，可能会在芯柱与现浇板带界面接触处产生微细裂缝等隐患，故先浇芯柱混凝土，让其有个干硬收缩、沉入稳定的过程后再浇现浇板带混凝土较为妥当。因此，芯柱应与现浇板带连成整体，但两者混凝土不宜同时浇灌。要达到这个目的，一可通过芯柱与现浇板带结合处增设环箍筋，使其加强连接;二是浇好后的芯柱混凝土面应低于芯柱最上一皮小砌块顶面50mm，在此形成暗槎，以增强两者间连接与提高房屋抗震作用。

7）芯柱与结构板底、梁底结合处的工程做法：现在芯柱位置结构板底、梁底粘贴20mm厚挤塑聚苯板，U型、半U型陶粒砼砌块紧贴结构板底、梁底时开口方向应反砌以便于灌注干硬性细石砼。

6.材料与设备

6.1材料

施工材料以陶粒砼砌块、加砌砼砌块为主，其他材料为U型与半U型陶粒砼砌块、细石砼、砌筑砂浆、芯柱钢筋等。

6.2主要施工机具

搅拌机，后台计量设备，5mm筛子、手推车、大铲、铁锹、刀锯、镂漕工具带齿刃、手摇钻、线锤、托线板、小白线、灰桶、铺灰铲、小锤、橡皮锤、小水桶、水平尺、切割机、电源箱、水准仪、2m铝合金靠尺、砂浆吊斗及垂直运输工具等。

7.成品保护措施与质量控制要点

7.1成品保护

（1）砌块在装运过程中，轻装轻放，U型与半U型陶粒砼砌块容易破碎，运输过程中应轻拿轻放，注意搬运过程中的保护。计算好各房间的用量，分别码放整齐。搭拆脚手架时不要碰坏已砌墙体和门窗口角。

（2）已经砌筑好的U型与半U型陶粒砼砌块墙在未灌注砼前严禁施工过程中的碰撞，刚灌注完细石砼的芯柱严禁施工过程中的碰撞。

（3）墙体中现浇板带以下芯柱砼未达到一定强度之前不得施工现浇板带。

（4）U型与半U型陶粒砼砌块砌筑过程中及时清理干净孔内杂物。

（5）灌注芯柱用的砼应随时清理回收利用，落地砂浆及时清除，收集再用。

（6）搭拆施工脚手架过程中严禁撞坏已经砌筑好的墙体芯柱。

（7）设备槽孔以预留为主，尽量减少剔凿，必要时剔凿设备孔槽不得乱剔硬凿损坏，可划准尺寸用刀刃镂划。如造成墙体砌块松动，必须进行补强处理。

7.2质量控制要求点

1）芯柱与结构顶板或梁底部位的连接部位不符合要求，出现较大空隙。在结构施工时按要求在结构顶板、梁底部留好拉结筋，按要求做到墙顶连接牢固，并加强该部位砼灌注工作，避免出现较大空隙。

2）排块及局部做法不合理造成U型与半U型陶粒砼砌块位置不符合要求。原因是砌筑前对整体立面、剖面及水平砌筑时不按规定排块，造成构造不合理，影响砌体质量。

3)芯柱混凝土与墙体中现浇板带混凝土是坍落度相差较大的两种混凝土，不宜同时浇灌使用。若用坍落度大的芯柱混凝土浇圈梁，则水泥浆易从圈梁侧模与墙体间空隙漏掉，造成蜂窝麻面;反之，以小坍落度圈梁混凝土灌注芯柱，则势必造成芯柱混凝土与小砌块孔洞内壁间粘接差、混凝土不够密实等弊病。

4）由于芯柱混凝土坍落度、流动性大，故硬化过程中水分会大量蒸发，混凝土体积必将收缩。若芯柱与墙体中现浇板带一起整浇，可能会在芯柱与现浇板带界面接触处产生微细裂缝等隐患，故先浇芯柱混凝土，让其有个干硬收缩、沉入稳定的过程后再浇现浇板带混凝土较为妥当。因此，芯柱应与现浇板带连成整体，但两者混凝土不宜同时浇灌。要达到这个目的，一可通过芯柱与现浇板带结合处增设环箍筋，使其加强连接;二是浇好后的芯柱混凝土面应低于芯柱最上一皮小砌块顶面50mm，在此形成暗槎，以增强两者间连接与提高房屋抗震作用。

5）关于芯柱质量的检测问题

在施工结束之后，要对芯柱混凝土结构的质量进行检测，确保工程符合要求。首先用于砌筑芯柱的小砌块孔洞四周毛边要预先清除干净，以保证芯柱断面较一致。其次，要按规程要求绑扎钢筋、浇灌芯柱混凝土，浇时须设专人检查混凝土灌入量。第三，灌注芯柱所用砼要按规定要求制作混凝土试块。

6）内外墙抹灰所有陶粒砖与加气混凝土砌块之间加钉钢板网，防止抹灰层开裂。

8.安全措施

8.1施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。

8.2墙体砌筑到一步架高度应及时搭设施工脚手架，并保持脚手架的稳定

8.3搬运到一步架高度以上的砌块、砂浆、细石砼应2人作业，防止坠落砸伤。

8.4外墙砌筑前，特别是浇筑芯柱细石砼，对施工操作人员进行专项安全技术交底。

9.环保措施

9.1加强施工现场文明施工管理，楼地面基层清理垃圾，必须统一收集到指定地点堆放封闭。

9.2优先选用先进的环保低噪音机械，同时尽可能避免夜间施工。

9.3砼料运输车清洗必须到指定地点清洗。

10.效益分析

实践效果证明，北京顺义海亦通1#车间等2项工程二次结构墙体砌筑外墙窗户两则抱框柱的工程做法全部改为芯柱做法，室内墙体门洞口两侧抱框柱及部分构造柱也改为芯柱做法。施工十分方便，极大的降低施工人工成本，减少模板材料投入，施工较快工期较短，且抱框柱砼的浇筑质量易于保证。该施工做法是一种效果好，造价较低的比较好的施工工法，值得推广应用。

11.应用实例

以下是海亦通1#车间等2项工程二次结构墙体砌筑芯柱施工过程的图片。

芯柱砌筑施工过程中图片

窗户抱框柱施工过程图片

窗户抱框柱砌筑完以及与过梁结合处理的图片