復(fù)雜混凝土框架結(jié)構(gòu)施工監(jiān)理

復(fù)雜混凝土框架結(jié)構(gòu)施工監(jiān)理摘要：結(jié)合工程實(shí)例，系統(tǒng)介紹江蘇廣電城電視劇場(chǎng)超大空間、大跨度混凝土結(jié)構(gòu)及大斷面預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)，討論了施工質(zhì)量和施工安全方面監(jiān)理控制的要點(diǎn)。著重介紹高支模排架的穩(wěn)定控制、變形控制及鋼筋混凝土原材料、全過(guò)程施工質(zhì)量控制，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工積累經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：大空間、大跨度、大截面、高支模、施工安全、原材料質(zhì)量、全過(guò)程控制工程概況1.1工程規(guī)模及概況描述江蘇廣電城位于南京市北京東路4號(hào)，工程建筑面積125899m2,地下2層，主樓地上36層，裙樓地上8層，為電視工藝用房。裙樓設(shè)1200個(gè)座位電視劇場(chǎng)（為國(guó)內(nèi)第一座專業(yè)電視劇場(chǎng)）一座（如圖一），為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，劇場(chǎng)包括池座區(qū)和舞臺(tái)區(qū)兩大部分，池座1000m2為橢圓形，跨度35m，跨2~5層空間，凈空高度20m。舞臺(tái)區(qū)1600m2，分側(cè)舞臺(tái)和主舞臺(tái)，兩側(cè)為側(cè)舞臺(tái)，跨2~3層空間，跨度20m，凈空高度10m，主舞臺(tái)居中，面積550m2，為機(jī)械升降舞臺(tái)，主舞臺(tái)的底倉(cāng)為地下室負(fù)一層（結(jié)構(gòu)標(biāo)高-5.2m），頂為裙樓屋面（結(jié)構(gòu)標(biāo)高38.00m），跨8層空間，凈空高度43.2m，整個(gè)主舞臺(tái)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)超大空間結(jié)構(gòu)。舞臺(tái)與池座分界處臺(tái)口上空17.00m標(biāo)高至屋面38.000m標(biāo)高段設(shè)鋼筋混凝土臺(tái)口桁架梁（HJ-1）一棉，凈跨度為28m。（如圖二）圖一裙樓平面圖圖二劇場(chǎng)剖面圖1.2電視劇場(chǎng)混凝框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及相關(guān)參數(shù)電視劇場(chǎng)池座區(qū)和舞臺(tái)區(qū)為大跨度大空間結(jié)構(gòu)，均采用大截面鋼筋混凝土框架柱和大截面預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁來(lái)實(shí)現(xiàn)大跨度大空間的結(jié)構(gòu)需求。池座區(qū)呈橢圓形，東西跨度35m，南北跨度30m，池座底板為跨2~3層階梯狀折板，南北方向?yàn)橹魇芰Ψ较?，設(shè)置四道800x1700mm高低跨預(yù)應(yīng)力斜梁，池座頂板東西方向?yàn)橹魇芰Ψ较?，設(shè)置三道800x1500mm預(yù)應(yīng)力梁，與南側(cè)臺(tái)口桁架梁協(xié)同受力承載上部建筑荷載。主舞臺(tái)屋面東西長(zhǎng)28.8m，南北長(zhǎng)19.2m，凈空43.2m，屋面標(biāo)高為38.0m，高出周邊裙樓36.0m屋面2m，該高差部分分別設(shè)置1000x3700mm、1000x3500mm預(yù)應(yīng)力屋面梁形成一個(gè)“井口”，主舞臺(tái)屋面梁板為滿足舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備安裝的吊掛荷載需要南北方向設(shè)置800x1500mm3根預(yù)應(yīng)力主梁和2根700x1000mm次梁，東西方向設(shè)置4根700x1000mm次梁形井字屋蓋擱置于“井口”上。池座與舞臺(tái)區(qū)之間臺(tái)口為實(shí)現(xiàn)28m寬凈跨、12m高凈空的演出需求，從臺(tái)口上空17.00mm標(biāo)高至屋面38.00mm標(biāo)高段設(shè)置四層大截面預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桁架梁。上下梁與梁之間由鋼筋混凝土短柱和斜撐連接，從臺(tái)口上空標(biāo)高17.00m起自下而上至標(biāo)高38.00m屋面四層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝梁截面分別為1000mmx2400mm、1000mmx1800mm、1000mmx1500mm、1000mmx3700mm。（如圖三）預(yù)應(yīng)力梁主筋均采用O32HRB400螺紋鋼，箍筋采用016HRB400@100螺紋鋼，全長(zhǎng)加密，腰筋采用028HRB400@200螺紋鋼，鋼筋連接采用滾軋直螺紋方式連接。預(yù)應(yīng)力配筋采用低松弛高強(qiáng)度鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fptk=1860N/mm2，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fpy=1260N/mm2,預(yù)應(yīng)力筋孔道采用金屬螺旋波紋管，錨具采用”YM”系列錨固體系，梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。1.3劇場(chǎng)混凝土框架結(jié)構(gòu)施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)池座大空間、大跨度區(qū)域混凝土梁柱結(jié)構(gòu)均為大截面構(gòu)件，池座平面為橢圓形，邊界構(gòu)件均為弧線，幾何尺寸精度控制難度大。池座底板為跨2~3層階梯狀折板，南低北高，結(jié)構(gòu)高支模排架搭設(shè)難度大。主舞臺(tái)屋面梁跨36.0m和38.0m兩個(gè)標(biāo)高屋面均為超大截面預(yù)應(yīng)力梁（截面分別為：1000x3700mm、1000x3500mm），其混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力施工是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。主舞臺(tái)屋面東西凈跨28.8m，南北凈跨19.2m，凈空43.2m，為超大空間結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)高支模排架搭設(shè)及剛度控制、變形控制是施工的難點(diǎn)。臺(tái)口桁架梁凈跨寬28m,位于池座與舞臺(tái)區(qū)之間，桁架梁截面大，施工線荷載較大，兩側(cè)臨空，首道梁和第三道梁兩側(cè)不與任何水平構(gòu)件相連，施工側(cè)向剛度控制是施工重點(diǎn)和難點(diǎn)。二施工方案及監(jiān)理審查2.1大跨度大空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)高支模排架設(shè)計(jì)及鋼筋混凝結(jié)構(gòu)施工方案描述池座區(qū)域、舞臺(tái)區(qū)域、臺(tái)口桁架梁均為大空間大跨度混凝土結(jié)構(gòu)，為確保該復(fù)雜結(jié)構(gòu)高支模施工的安全，結(jié)合現(xiàn)有塔吊的布置位置的起重能力，經(jīng)過(guò)多輪討論和方案比選，決定采用常規(guī)的扣件鋼管搭設(shè)支模排架。排架設(shè)計(jì)為：采用048x3.0腳手鋼管扣件搭設(shè)，按梁與板按不同的荷載分別計(jì)算：1000x3700mm梁下設(shè)橫向12根立桿，800x1500mm梁下設(shè)橫向5根立桿，600x1000、700x1000、600x900屋面梁下設(shè)橫向4根立桿，立桿縱距均為0.6m，步距均為1.6m，水平橫桿雙向拉通，設(shè)雙向剪刀撐；板下排架搭設(shè)，立桿縱橫距為600x1200mm，與梁下立桿模數(shù)吻合，步距采用1600mm，雙向水平桿與梁下排架拉通。臺(tái)口桁架梁兩側(cè)臨空，對(duì)架體南北兩側(cè)增設(shè)020鋼絲繩纜風(fēng)，確保架體穩(wěn)定和側(cè)向剛度。主舞臺(tái)屋面凈空43.2m，為了減少立桿接頭側(cè)向變形及施工動(dòng)荷載對(duì)高支模排架穩(wěn)定的影響，在主舞臺(tái)周邊的各層已完成的砼梁面按1.2m模數(shù)埋入短鋼管，排架的橫桿與短鋼管拉結(jié)固定，排架與周邊的砼結(jié)構(gòu)頂緊或與周邊的柱用鋼管夾固。在池座頂板和主舞臺(tái)屋面大空間的梁交點(diǎn)荷載集中位置設(shè)置4個(gè)腳手鋼管加強(qiáng)搭構(gòu)架（類似于塔吊塔身形式）的加強(qiáng)區(qū)，提高整體排架的承載能力和空間剛度。為減小砼澆筑過(guò)程中振搗和泵管搏動(dòng)對(duì)高支模排架穩(wěn)定的威脅，施工過(guò)程嚴(yán)格嚴(yán)格控制施工載，混凝土澆筑對(duì)稱進(jìn)行，確保排架對(duì)稱受力。2.2專項(xiàng)施工方案審查監(jiān)理重點(diǎn)審查了施工方案支撐系統(tǒng)的計(jì)算書(shū)、支撐系統(tǒng)構(gòu)造措施、砼澆筑方法、澆筑程序、質(zhì)量安全保證措施，同時(shí)也對(duì)施工方案的形式進(jìn)行了審查，確認(rèn)了方案編制、審核、審批手續(xù)及施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字。根據(jù)建設(shè)部87號(hào)文件《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》要求，模板支撐系統(tǒng)高度超過(guò)8m，跨度超過(guò)18m，線荷載大于15kN/m，其模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分安全專項(xiàng)施工方案應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行專家論證。施工單位按文件要求組織專家對(duì)模板支撐系統(tǒng)專項(xiàng)施工方案進(jìn)行論證。專家提出如下意見(jiàn)：（1）支撐立桿立于樓面，由于荷載較大必須在立桿下通長(zhǎng)鋪槽鋼或墊板，建議下層原施工排架支撐保留不拆或在下層結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)位置增加立桿對(duì)傳遞上部荷載；（2）支撐立桿與頂部橫桿必須采用雙扣件，擰緊力矩應(yīng)達(dá)到40?65Nm且應(yīng)100%檢查；（3）支撐排架應(yīng)分層設(shè)置防墜落安全網(wǎng)，確保搭設(shè)和拆除安全。施工單位將專家書(shū)面意見(jiàn)作為附件對(duì)原方案進(jìn)行了完善，并按程序完成了申報(bào)手續(xù)。2.3模板支撐體系設(shè)計(jì)計(jì)算審查以截面最大梁（1000mmx3700mm）進(jìn)行驗(yàn)算為例:(1)鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：1mx3.7mx25kN/m3=92.5kN/m；模板及支架(木枋、鋼管、扣件)自重標(biāo)準(zhǔn)值：5.0kN/m；混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：梁寬x2.0kN/m2=2.0kN/m；施工人員及設(shè)備的的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：梁寬x1.0kN/m2=1.0kN/m；荷載設(shè)計(jì)值(鋼筋混凝土自重、模板及支架自重分項(xiàng)系數(shù)為1.2，混凝土澆筑、人員施工荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4)：(92.5kN/m+5.0kN/m)x1.2+(2.0kN/m+1.0kN/m)x1.4=121.2kN/m；立桿所受的力為偏心壓力，步距為1.6m偏心距為53mm，經(jīng)計(jì)算偏心受壓下穩(wěn)定承載力設(shè)計(jì)值為13.8kN：121.2kNH2=10.1kNV13.8kN安全；雙扣件抗滑移承載力取值為12.8kN：10.1kNV12.8kN安全。三支撐排架搭設(shè)和拆除控制要點(diǎn)3.1模板支撐體系材料質(zhì)量控制建筑市場(chǎng)鋼管、扣件質(zhì)量良莠不齊，不合格現(xiàn)象普遍，不加以控制及易給施工埋下安全隱患，尤其是高支模支撐體系更應(yīng)重視，因此監(jiān)理對(duì)鋼管、扣件質(zhì)量進(jìn)行如下預(yù)控：要求施工單位購(gòu)買(mǎi)或租賃鋼管、扣件必須具有產(chǎn)品合格證、生產(chǎn)許可證，簽購(gòu)買(mǎi)或租賃合同時(shí)要明確產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任；進(jìn)場(chǎng)鋼管壁厚不小于3.0mm，表面應(yīng)平直光滑、不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、硬彎、毛刺、壓痕、劃痕和孔洞；進(jìn)場(chǎng)扣件應(yīng)檢查，按比例抽樣送檢，有裂縫、變形、螺栓絲扣不完整嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng)；用于高支模支撐腳手架的鋼管、扣件要求統(tǒng)一著色，以防和其它部位腳手架鋼管、扣件混用。3.2模板支撐體系搭設(shè)及拆除要求搭設(shè)質(zhì)量缺陷往往是造成高支模支撐腳手架坍塌事故的重要原因，主要表現(xiàn)為未按規(guī)范和設(shè)計(jì)施工方案搭設(shè)，如桿件間距步距偏大、立桿頂部雙扣件擰緊力矩不足、桿件搭接不規(guī)范、掃地桿設(shè)置不規(guī)范、剪刀撐設(shè)置不到位等。為確保高支模支撐腳手架搭設(shè)質(zhì)量，監(jiān)理從以下方面進(jìn)行了預(yù)控：（1） 要求施工單位明確高支模支撐腳手架現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)高支模支撐腳手架搭設(shè)、砼澆筑過(guò)程中及拆除全過(guò)程管理工作；（2） 要求搭設(shè)對(duì)高支模支撐腳手架的操作工必須是專業(yè)架子工（持有特殊工種上崗證），搭設(shè)和拆除之前現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)負(fù)責(zé)人必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)和安全交底，并填寫(xiě)交底紀(jì)錄；（3） 高支模支撐腳手架搭設(shè)完成必須進(jìn)行自檢和報(bào)驗(yàn)，監(jiān)理應(yīng)對(duì)照高支模支撐腳手架施工方案、專家論證意見(jiàn)、相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收，重點(diǎn)檢查：立桿垂直度偏差應(yīng)＜1/500、立桿接頭形式（應(yīng)為對(duì)接接頭）、立桿接頭是否錯(cuò)開(kāi)（同一截面錯(cuò)開(kāi)＞500mm）.掃地桿應(yīng)雙向連續(xù)設(shè)置、剪刀撐應(yīng)連續(xù)設(shè)置、連墻件應(yīng)可靠連接、立桿頂部雙扣件擰緊力矩必須達(dá)到40?65Nm（專業(yè)扳手抽查）。（4） 高支模支撐腳手架拆除前應(yīng)向監(jiān)理辦理拆除申請(qǐng)，待監(jiān)理確認(rèn)條件具備方可進(jìn)行拆除施工。拆除亦應(yīng)由專業(yè)架子工進(jìn)行。四鋼筋工程施工質(zhì)量控制4.1鋼筋原材料質(zhì)量及加工質(zhì)量控制按規(guī)范要求審查核對(duì)鋼材、直螺紋接頭、應(yīng)力波紋管、鋼絞線、錨具原材料質(zhì)保書(shū)，預(yù)嚴(yán)格按批量進(jìn)行見(jiàn)證取樣抽檢、復(fù)試，并審查復(fù)試報(bào)告的有效性、準(zhǔn)確性和完整性，嚴(yán)控材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量檢查關(guān)，杜絕不合格材料流入。加強(qiáng)了對(duì)鋼筋、鋼絞線下料尺寸和直螺紋接頭加工質(zhì)量的檢查力度，監(jiān)理重點(diǎn)針對(duì)箍筋幾何尺寸、彎鉤角度和長(zhǎng)度、主筋錨固長(zhǎng)度、直螺紋絲扣加工質(zhì)量進(jìn)行平行檢查并做好記錄。4.2鋼筋連接及預(yù)應(yīng)力安裝質(zhì)量控制由于該結(jié)構(gòu)大梁主筋采用中32、中28、025，規(guī)格較大，跨度最長(zhǎng)近30m，配筋量較大，上下層鋼筋均分二排配置，為確保鋼筋安裝施工質(zhì)量除要求施工單位施工過(guò)程施工管理和施工質(zhì)量自查力度外，監(jiān)理重點(diǎn)對(duì)如下方面進(jìn)行質(zhì)量控制：抽查鋼筋直螺紋接頭擰緊力矩、外露絲扣數(shù)量、接頭位置和同一截面街頭數(shù)量；檢查鋼筋支座的錨固長(zhǎng)度，檢查二排鋼筋有效高度及是否有效固定；抽查鋼筋保護(hù)層厚度和起步箍筋位置。波紋管及預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)質(zhì)量是結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力有效建立的基礎(chǔ)，質(zhì)量控制的重點(diǎn)為：波紋管的定位應(yīng)準(zhǔn)確、牢固，應(yīng)確保澆筑混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)移位和變形；孔道應(yīng)平順，端部的預(yù)埋錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線；波紋管應(yīng)密閉良好，接頭應(yīng)嚴(yán)密且不得漏漿，泌水管周邊及波紋管端部采用發(fā)泡劑密封；預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量應(yīng)逐束檢查，且應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋纏繞。五混凝土工程施工及預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量控制5.1混凝土原材料質(zhì)量控制由于該屋面鋼筋混凝土梁為大跨度、大截面構(gòu)件，鋼筋較密，又涉及預(yù)應(yīng)力波紋管預(yù)埋，為確?；炷翝仓┕べ|(zhì)量，預(yù)防混凝土收縮裂縫和溫度裂縫，監(jiān)理提出參照基礎(chǔ)大體積混凝土要求對(duì)屋面C40混凝土原材料和配合比進(jìn)行調(diào)整，采用42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥10?30mm粒徑石子，中粗砂，混凝土坍落度控制在160?180mm，后期證實(shí)效果較好。5.2混凝土澆筑施工質(zhì)量和安全控制主舞臺(tái)屋面大空間、臺(tái)口桁架梁，排架支撐系統(tǒng)側(cè)向剛度較薄弱，尤其±0.00?三層（17.00mm）主舞臺(tái)周邊為劇場(chǎng)池座和側(cè)舞臺(tái)大空間問(wèn)題更為突出，為保證支撐體系的穩(wěn)定和降低施工載荷，在臺(tái)口桁架梁和主舞臺(tái)屋面混凝土澆筑時(shí)監(jiān)理要求施工單位放棄混凝土泵而改用塔吊吊斗進(jìn)行澆筑，由大梁的兩端同時(shí)向中間分層、對(duì)稱推進(jìn)。為便于澆筑過(guò)程中能夠有效觀察排架支撐系統(tǒng)變形影響，混凝土澆筑選擇在白天進(jìn)行?；炷翝仓耙笫┕挝蛔龊没炷翝仓M(jìn)行技術(shù)交底，規(guī)范澆筑作業(yè)?；炷翝仓^(guò)程中要求施工單位項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全員在現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程監(jiān)控，并安排專職人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)觀察模板及其支撐系統(tǒng)的變形情況，監(jiān)理亦安排專人對(duì)混凝土澆筑過(guò)程進(jìn)行旁站。5.3混凝土養(yǎng)護(hù)為防止混凝土收縮裂縫和溫度裂縫等有害裂縫的產(chǎn)生，監(jiān)理建議大截面混凝土構(gòu)件側(cè)模高出混凝土梁板面標(biāo)高10cm，對(duì)混凝土采用蓄水形式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求在澆筑完成48?60小時(shí)放松側(cè)模對(duì)拉螺栓，使側(cè)模與混凝土脫開(kāi)2?5mm，確保側(cè)面混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)，并且采用動(dòng)態(tài)形式保持蓄水面高度＞5cm。后期證實(shí)效果較好。5.4預(yù)應(yīng)力張拉階段質(zhì)量控制預(yù)應(yīng)力筋張拉是整個(gè)預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)鍵，它將最終決定構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力建立的成敗。由于混凝土梁跨度較大、鋼絞線較長(zhǎng)，為確保預(yù)應(yīng)力值有效建立，按常規(guī)方法張拉，可能導(dǎo)致實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值之間存在較大偏差，因此監(jiān)理要求提高初始張拉應(yīng)力（由0.2ocon提高到0.3ocon），從而減少初始張拉應(yīng)力值以下推算伸長(zhǎng)值的偏差。張拉以應(yīng)力控制為主，并輔以伸長(zhǎng)值校核。千斤頂與油表應(yīng)按配套標(biāo)定嚴(yán)格對(duì)應(yīng)使用。張拉程序?yàn)椋?—0.3ocon（量初值）一0.6ocon一1.03ocon（量終值）一錨固?？?/p>