高层建筑结构转换层的施工监理

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  深圳市九州建设监理有限公司 广东深圳 518000
  摘要:转换层体积大,施工质量不易控制,施工中容易出现质量、安全事故。结合具体工程实践,本文介绍了高层建筑结构转换层施工监理的质量控制要点,以期对解决施工中的同类问题起到借鉴作用。
  关键词:高层建筑;转换层;监理问题;质量控制
  高层住宅的转换层是一个住宅建筑物中不同结构形式相连结的关节点,它既是下部结构的封顶,又是上部结构的“空中基础”,在整个建筑物结构体系中起着至关重要的连结纽带作用,并且在当前的建筑施工中应用越来越广泛。但转换层结构施工质量不易控制,施工中容易出现质量、安全事故,往往补救措施困难。因此,做好高层建筑结构转换层的施工监理工作至关重要。基于此,本文结合某工程项目,从模板工程、钢筋工程以及混凝土工程详细地介绍了高层建筑结构转换层中施工监理的质量控制要点,希望对解决施工中的同类问题起到借鉴作用。
  1 工程简介
  某工程项目总建筑面积40095m2;地下室建筑总面积4880m2,地下1层,地上30~32层。主楼为现浇钢筋混凝土框剪结构,裙楼为现浇钢筋混凝土框架结构;1~3层为商场、4层以上为住宅。4层为梁式转换层,承担转换4~31层、局部32层所有荷载,再将荷载传递至柱,传递至基础。转换层板厚250mm,大梁最大截面为1500×2000,梁最大跨度6.1m。地下室顶板梁板混凝土等级为C30,2~4层梁板混凝土等级为C30,转换层以下柱子混凝土等级为C45。
  2 模板工程
  模板工程因转换层梁柱钢筋规格大且密集、混凝土与钢筋自重以及施工荷载非常大,施工总荷载在10kN/m2及以上,集中线荷载在15kN/m及以上,属高大模板工程。因此如何保证荷载的安全传递、如何保证支撑系统的承载力和整体稳定性是转换层施工监理质量控制的重点。
  (1)熟悉设计图纸,选择合理的模板施工方案,保证荷载的安全传递。由于本工程转换层大梁最大截面尺寸达到1500×2000,梁最大跨度6.1m,个别最大集中荷载为40kN/m,而且施工时为了满足梁柱钢筋的锚固长度问题,柱混凝土无法先行浇筑,只能柱梁板混凝土同时浇筑,这样就必须采取措施解决荷载的安全传递问题,才能保证模板支撑系统的稳定性和安全性。经过专家组讨论研究决定本工程转换层模板工程采取通天支撑一次支模浇筑法,即将施工过程中转换层大梁自重等总荷载通过模板支撑,层层向下传递,直到地下室底板传给基础。因此,在现场施工监理中,监理的重点是要求施工单位在搭设模板支撑时,从三层到地下室底板每层全部弹出轴线,按照专项施工方案中确定的支撑间距,在楼板上采用油漆标出每根支撑立杆的准确位置,在搭设支撑时,必须立在标识的位置上。这样就有效保证了模板上下层支撑在同一位置,成功解决荷载的安全传递问题。
  (2)按照模板专项施工方案,认真细致地对模板支撑系统的细部进行检查,保证支撑系统的承载力和整体稳定性。①梁底主次楞断面尺寸和布置间距符合专项方案的要求。②梁侧穿墙螺杆间距和数量应符合专项方案的要求,并且检查穿墙螺杆是否有拧紧锁紧。③作为支撑立杆的钢管材料和顶托及扣件材料必须符合专项方案要求,钢管材料和顶托及扣件材料在使用前应送有检测资质的单位检测,应有相应的合格检测报告。④立杆间距、水平拉杆、扫地杆、剪刀撑、自由端高度符合专项方案要求。⑤梁两侧的立杆和梁底横档的扣件是否拧紧,是否加设防滑扣。采用扭力扳手检查,扭力满足要求。⑥转换层超重梁的支撑立杆与下层立杆必须相对,确保荷载一层一层往下传递,尤其需要注意的是:立在楼板上的模板支撑底部,必须加垫100×100的方木。
  (3)严格控制模板拆除的时间。为保证转换层在施工过程中的安全性和稳定性,在转换层混凝土强度达到100%之前,四层楼板以下的支撑架均不得拆除。转换层大梁底模须待同条件养护的混凝土试块强度达到100%设计强度后方可拆除。
  3 钢筋工程
  钢筋工程是本工程结构施工阶段重点控制项目,是影响结构工程施工质量的主要因素。转换层承受的荷载很大,除了梁板配筋较多,钢筋骨架高度较高,主筋长、规格大且布置密之外,尤其在梁柱节点区域钢筋更是密集交错,施工难度大。因此,如何有效控制梁柱节点区域钢筋施工质量,是钢筋工程施工监理的一个重点工作,在施工监理中,由于钢筋工程属于隐蔽工程,在施工监理中应尤其注意遵循事前质量控制的原则,对梁柱节点区域钢筋施工质量实行质量预控。
  对此,施工监理人员应根据以往的施工监理资料,统计分析梁柱节点区域钢筋现场施工中可能存在或可能发生的问题,然后针对问题采取相应的措施和对策,在施工前及施工过程中实行有效的质量控制。本文针对梁柱节点区域钢筋工程现场施工中存在的主要问题、形成的主要原因及所采取的对策措施进行总结,以期共同做好梁柱节点区域钢筋质量控制工作。
  3.1 节点区柱箍筋绑扎不牢或不绑扎、数量不足、间距不均、安装质量差
  (1)具体问题。现场施工时,箍筋堆在一起,造成一定长度范围内没有箍筋;柱外圈箍筋满足要求,但中间十字交箍筋数量不足甚至没有安装;擅自烧断箍筋。
  (2)形成原因。施工单位项目部对钢筋班组技术交底不到位,部分施工管理人员对节点区的箍筋重要性缺乏认识,认为节点区箍筋可有可无,质量意识比较淡薄;施工单位在施工中所采取的不合理的工艺流程,使得要做到节点区箍筋完全符合设计及规范要求十分困难,特别是箍筋规格较大(Ф12),安装难度大,安装人员存在偷懒而安装不到位。目前,在工程实践中最常见的框架梁柱钢筋施工做法有两种:一是用“沉梁法”绑扎框架梁钢筋,即在绑扎柱箍筋时留下节点区箍筋不安装,等节点模板、梁模板和楼板底模都安装好后,再在楼面上绑扎梁钢筋,绑完后拆除临时支架将梁钢筋骨架落到梁模内,这种做法的缺点是:容易漏掉节点区的柱箍筋。二是先将节点区的箍筋全部按要求绑扎好,然后绑扎框架梁钢筋。这种做法缺点是:节点箍筋影响了框架梁钢筋绑扎,节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋将会很麻烦,尤其是穿带弯钩(如在边支座)的底筋十分困难。这时钢筋工就会不得不敲打已绑好的节点箍筋或解开扎丝,甚至会擅自烧断箍筋。   (3)采取的对策措施。施工前,要求施工方对施工人员、班组进行详细的技术交底,对操作人员进行岗前培训,并做样板引导,考核合格后才准予上岗。为提高施工人员质量意识,加强责任心,需落实责任制,要求有关施工人员从技术上、质量上及施工工艺上层层把关,严格按技术交底施工,坚持以“样板制”和“三检制”为核心,提高质量意识。技术交底时,要求施工人员要明确:为防止在地震发生时节点核心区发生剪切破坏,在设计上按照规范要求节点区箍筋一般与节点上下柱箍筋加密区相同,包括箍筋的规格、直径和间距等,设计采用复合箍筋时也是如此。施工中应细分工艺流程,改变不合理的传统施工,合理安排施工顺序,只有木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区箍筋符合设计及规范要求。合理的施工流程为:柱头混凝土凿毛→安装柱钢筋→安装框架梁底模及楼板模板→框架梁底筋绑扎→节点箍筋绑扎→框架梁梁面钢筋绑扎→梁面上加节点(定位)箍筋一道→框架梁侧模安装→梁板钢筋安装→柱模板安装→浇筑柱梁板混凝土。
  3.2 梁纵筋有效锚固长度不足
  (1)具体问题。表现为梁纵筋未伸至远端柱边(柱纵筋内侧)或未过柱中线即弯钩,梁纵筋有效锚固长度小于0.4laE,或弯钩被人为烧短、切断。
  (2)形成原因。节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋,影响了框架梁钢筋绑扎,以至擅自烧断弯钩造成纵筋的锚固不够;施工人员认识不到位,认为直锚水平段满足长度等于0.4laE后拐直角弯15d即可,从而造成梁筋锚固长度不符合规范要求。
  (3)采取的对策措施。按合理的施工流程解决钢筋绑扎中出现的问题。提高施工人员质量意识,加强培训,熟悉施工规范,做好技术交底工作。在技术交底时,要求施工人员应明确:直锚水平段长度大于等于0.4laE只是一个检验梁纵筋在端支座锚固的条件,并不是说可以取定直锚水平长度等于0.4laE。在计算梁纵筋在端支座锚固的时候,首先是伸至柱对边(柱纵筋内侧),然后才比较直锚水平段长度大于等于0.4laE。当直锚水平段长度大于laE时,可以不弯15d的直钩;反之,则必须弯15d的直钩。应当注意保证水平段大于等于0.4laE非常必要,如果不能满足,应将较大直径的钢筋以“等强度或等面积”代换(须经设计单位变更)为直径较小的钢筋予以满足,而不应采用加长直钩长度使总锚长达laE的错误方法。当弯锚时,在弯折点处钢筋的锚固机理发生本质的变化,直钩长度到15d这个地方,已经没有内力作用,把直钩长度加大,起不到任何作用。
  3.3 梁纵筋在节点区连接不符要求、梁筋净距不足
  (1)具体问题。表现为梁纵筋在节点区存在断点及接头,梁底筋扎堆,钢筋并排紧挨造成线状通直内缝。
  (2)形成原因。施工传统习惯做法错误。传统做法是将两边(等高)梁的下部筋并排锚入柱节点中(这是发达国家已经废弃的做法),这样混凝土中钢筋并排紧挨,造成线状通直内缝,影响节点区的刚度,削弱节点的塑性变形能力,当地震受力时,线状通直内缝就可能发展成破坏裂缝,这对于抗震结构来说是严重的隐患。
  对梁、柱纵筋接头位置认识不正确。错误认为:集中标注的梁下部通长钢筋贯穿通过中间支座,而原位标注的下部钢筋是在中间支座锚固。还错误认为:如果相邻跨的同一规格的下部钢筋都在中间支座锚固的话,会增加支座的钢筋密度,对结构不利,也违背了“能通则通”的原则。
  (3)采取的对策措施。改变施工传统习惯做法。下部钢筋一端是直锚固,另一端要“弯起”锚固,锚固长度满足lae要求,要强力推广这种做法。
  加强对标准规范的理解。“能通则通”通常指支座上部钢筋,集中标注的梁下部通长筋与原位标注的构造相同,一律按“单跨”考虑,在中间支座锚固。当有短跨梁时,梁下部钢筋可采用一根钢筋贯穿通过中间支座。若梁下部筋在节点区连接,应按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第6.5.1和6.5.3条的有关规定进行施工。
  3.4 柱变截面以及柱筋变化处纵筋施工方法错误
  (1)具体问题。表现为同一纵向受力钢筋设置了两个接头;节点混凝土施工完毕后,才发现柱截面和柱筋变化。
  (2)形成原因。施工人员对图纸阅读、理解不细。
  (3)采取对策措施。施工人员应仔细阅读、理解图纸,特别注意图纸变截面以及柱筋变化处位置,并根据图集11G101-1第60页要求,提前做好施工准备。为避免“下一层”柱纵筋出现两个连接点,钢筋工应在前一层钢筋下料时谋划好。若施工过程中出现柱中部有一个钢筋接头,在柱上部又有一个钢筋接头,违背“同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头”的规定时,应由设计单位结构设计师出具处理意见。
  3.5 端节点钢筋制作、绑扎不符合要求
  (1)具体问题。表现为梁柱钢筋互锚长度不足,钢筋绑扎混乱。
  (2)形成原因。施工人员对标准理解不深;在钢筋施工中偏差较大,偏差累积形成。
  (3)采取的对策措施。加强施工人员对标准11G101-1理解。11G101-1对抗震边柱和角柱柱顶纵向钢筋构造做法分两种类型:第一种类型是柱筋锚入梁中,当柱外侧纵向钢筋配筋率小于等于1.2%时,建议采用“B”节点做法(因为“B”节点是所有的边柱外侧纵筋不是伸进顶梁内、就是伸进顶板内),施工控制相对容易。但应注意框架顶层端节点处,梁上部纵向钢筋应伸至柱远边并向下弯折到梁底标高,对于角柱,两个邻边的柱纵筋肯定要交叉;第二种类型是顶梁上部纵筋伸入边柱外侧,当梁筋锚入柱时,梁筋从弯折处开始计算垂直段长度应大于等于1.7laE,同时柱外侧纵向钢筋伸到柱顶后向内弯折的水平投影长度应大于等于12d。
  加强日常施工中的监理质量控制。当采用第一种类型做法时,顶层柱筋下料不要过早,充分考虑到柱筋累计偏差后再进行钢筋加工;当采用第二种类型做法时,顶层边柱混凝土浇筑时要注意留够梁筋的锚固位置。   4 混凝土工程
  转换层梁板混凝土与梁柱节点混凝土等级不同,梁柱交叉的核心区域钢筋纵横交错,钢筋间距小,梁、柱截面尺寸大。因此,如何保证梁柱节点区混凝土强度和质量,如何保证混凝土顺利浇筑,如何防止混凝土开裂是混凝土工程施工质量监理控制的重点。
  4.1 梁柱节点区混凝土强度等级质量控制
  工程结构转换层梁板(C45)与下层柱混凝土(C30)强度等级不同,施工人员在施工时往往会忽视节点区混凝土强度等级,在施工时采用与梁板同一强度等级的混凝土一起浇筑,从而造成节点区混凝土强度偏低。
  梁柱节点作为梁的支座本身属于柱的一部分,所以节点区混凝土强度等级应与柱相同。在高层框架结构抗震设计中,为了满足框架柱的轴压比要求,且又要避免柱截面尺寸过大,往往框架柱的混凝土强度等级比梁板混凝土强度等级高,我们在施工时就要采取特别措施保证节点区混凝土强度等级。正确有效地做法是:在梁柱节点附近离开柱边大于等于500mm,且大于等于1/2梁高处,沿45°斜面从梁顶面到梁底面用5mm网眼的密目铁丝网分隔,作为高低等级混凝土的分界,先浇高等级混凝土后浇低等级混凝土,即先浇节点区C45混凝土后浇节点区以外的C30梁板混凝土。应注意的是:节点区混凝土与梁板混凝土应连续浇筑,不得将高低强度等级混凝土交界处留成施工缝或出现冷缝。同时加强对混凝土的养护,以防高低等级混凝土交界附近出现混凝土收缩裂缝。
  4.2 混凝土浇筑质量的控制。
  转换层大梁钢筋密集,特别是梁柱节点处钢筋密度更大,混凝土浇筑时下落和振捣都有困难,稍有疏忽就容易造成混凝土不密实,甚至造成蜂窝、空洞、露筋等质量问题。为此,混凝土应采用5~30mm粒径较小、流动性较大、具有自密实特性的商品混凝土,施工时直接泵送至工作面。在混凝土振捣时应注意分层捣实,避免过振、漏振。当钢筋较密、振动棒不能插入震动时,应有人工用钢钎仔细插捣,确保混凝土的密实性。
  4.3 混凝土测温与养护的控制。
  转换层梁及下层柱属大体积混凝土施工,在混凝土浇筑过程中及完成后应加强温度监控。当混凝土内部温度与底面或表面温度差超过或低于25℃时,及时采取降温、升温措施。在混凝土泵送之前应指派专人对混凝土拌合物的塌落度进行检测。在梁、板混凝土浇筑完毕,二次收面后,应立即用塑料薄膜覆盖,其上再覆盖麻袋或草垫,指派专人定期浇水,保证混凝土表面湿润,养护时间不小于14d。
  5 结语
  总之,结构转换层是高层建筑结构中的关键部位,它的施工质量控制不仅直接影响高层建筑的工程质量,而且对建筑企业的施工成本、工期和施工安全有着重要的影响。本从模板工程、钢筋工程、混凝土工程三个方面对高层建筑转换层结构施工监理控制要点展开了探讨,并对工程中的施工人员提出了更高的要求,以期能预防施工中可能发生的质量问题,实现“事前”质量控制的目的,提高工程综合效益。
  参考文献:
  [1]赵野.浅谈高层建筑转换层施工质量控制[J].科学时代.2015(07)
  [2]叶红军.浅谈某高层建筑转换层结构的施工监理控制[C].10月建筑科技与管理学术交流会.2013
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