摘要:在建筑施工中,一旦发生结构质量隐患,后果就不堪设想,其实有好多问题在设计上加以预防,就可消除结构隐患。现就施工中容易产生的几个结构问题从设计方面进行讨论,并针对这些对结构不利的情况,提出可行的措施。
关键词:施工,设计,质量,预防,问题
0、引 言
工程施工中的结构设计质量通病,面大量广,危害极大。消除质量通病,是提高施工项目质量的关键环节。产生质量通病的原因虽多,涉及面亦广,但究其主要原因,是参与项目施工的组织者、指挥者和操作者缺乏质量意识,不讲认真二字。其实,消除质量通病,并不是什么高不可攀的要求,办不到的事。只要真正在思想上重视质量,牢固树立质量第一的观念,认真遵守施工程序和操作规程;认真贯彻执行技术责任制;认真坚持质量标准严格检查,实行层层把关;认真总结产生质量通病的经验教训,采取有效的预防措施。要消除质量通病,是完全可以办到的。
1、现浇钢筋砼楼板收缩产生裂缝
由于收缩产生的裂缝一般有如下特征:一是裂缝宽度中间大,两头小;二是板上的裂缝往往贯穿整个厚度,裂缝方向与受力方向平行;三是梁上的裂缝仅在侧面产生,且与梁的纵向垂直;四是裂缝在结构的中部多,两端少,甚至没有;五是裂缝数量多,宽度小,集中的宽裂缝较为少见。收缩裂缝多现于伸缩缝间距过大的建筑中,有的建筑物温度收缩缝的间距虽然符合规范要求,但是由于施工周期长,此时结构为暴露在大气中的露天结构,其收缩明显比室内收缩要大,因此好多在施工中就出现了裂缝,为此要在结构断面薄弱处、应力集中处宜采用各种加强措施。另外由于抗拉与抗压强度存在一定的比例关系,因此,影响抗压强度的因素都影响抗拉强度,但是结构设计中要考虑到提高强度后,有时收缩也随之加大,因此,应经提高抗裂安全度为目的,综合考虑后采取措施。
2、板面设置温度应力筋
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调。另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12×200。
3、面层和装修的超重超载
3.1施工中常常由于模板支撑不平,造成楼屋面板结构层不平整。有时由于砼浇捣不够认真,也会造成面层凹凸不平 ,这样就导致砂浆找平层加厚。一般设计找平层厚为20~25mm,而实际找平层最厚可达到70~80mm,平均也达到了20~30mm,无形之中就使恒载增加0.4~06kN㎡。同样砌体墙面不平,也存在面层加厚加重的情况。
3.2当前住宅多为毛坯房,由业主自行装修,木地板与花岗岩地面荷重相差较大,还有顶棚有无做吊顶、吊柜等,这样造成装修荷载较难确定。
以上超重情况相当于设计降低了楼面的使用活荷载、降低了结构安全性。针对这种情况,设计中可根据当地的施工水平适当加厚面层进行计算。装修荷载方面,可考虑卧室采用木地板,厅、厨、卫部分采用花岗岩或缸砖地面。
4、梁贯通钢筋的连接
由于抗震结构承受地震反复作用,规范规定梁顶面和底面应有贯通全梁的钢筋,并规定了相应的构造要求,但对钢筋的接头位置未给予明确,而施工单位对接头位置应设于何处比较合适未必很清楚,这样可能造成接头设在结构不利之处。因此设计中宜对接头位置加以明确。钢筋不应在梁柱节点中切断或搭接,宜避开梁端加密区,不宜位于构件最大弯矩处。同时接头数量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20040。由于基础梁的受力情况往往同楼层梁相反,更应注明接头位置。
5、负弯矩钢筋问题造成裂缝
5.1一般现浇楼板上的钢筋按设计要求绑扎完毕,隐蔽验收后方可开始浇捣砼,但施工中往往未注意保护已架立好的支座负钢筋,造成这些钢筋倒伏情况严重。这种情况造成支座负弯矩无足够的钢筋来承担,支座处板面就容易出现裂缝,板的刚度降低和挠度加大,使板的受力状态逐渐趋向简支,即跨中实际弯矩比设计弯矩大许多,因而使板配筋偏于不安全。
5.2这种由于施工不当引起的安全隐患,当然首先应从施工方法及操作规程上采取措施,加强质量管理及隐蔽签证。另外结构设计也应针对这种实际情况采取必要的加强措施,设计文件中应明确提出施工要保证支座负筋位置准确的要求,施工时应设置足够的钢筋撑脚(马凳筋),以加强支座负筋的抗踩踏能力,目前较为成熟的做法是设置混凝土保护层定位件来控制上下钢筋间的间距,设计时应注意适当加粗支座负筋和架立筋的直径。既然计算中连续板支座负钢筋按弹性分析与实际情况有出入,楼面板宜按塑性内力重分布的方法计算,从而减小支座弯矩,增大跨中弯矩,而屋面板考虑到防水防裂,仅跨中弯矩按塑性分析,这样使计算结果较为接近实际,也提高了板的安全度。
6、柱与非承重墙、构造柱与梁的连接
在框架结构中后砌的填充墙与框架柱交接处,沿高度每隔500mm或400mm设2φ6与柱拉结,伸入柱内的锚固长度不小于规范规定的受拉钢筋最小锚固长度,施工中浇柱砼之前须预留插筋,在柱侧模上钻孔,这在施工上存在一定难度,再加上如果施工措施未跟上,容易造成漏筋、错位情况严重。对后浇的构造柱往往都是上下各预留插筋,柱下端与梁上预留的插筋连接施工没什么问题,问题在上端,需要在模板上钻孔,定位困难,常常造成上下错位,插筋形同虚设。通常施工单位对遗漏、错位的插筋不够重视,采取钻孔,灌环氧树脂,然后插筋的办法,这种措施存在孔深不足、抗拔不满足要求的弊端。有的施工单位干脆凿开砼保护层,将拉结筋焊在柱箍筋上,这种破坏柱结构的做法更是不可取。拉结筋与构造柱对于抗震结构来讲有着相当重要的作用,无论是施工还是设计都应采取措施保证它们的有效作用。针对这种情况结构设计可修改插筋做法,以有利于施工和质量保证。对于遗漏错位的柱插筋、拉结筋设计上须明确采用植筋的做法,钻孔,灌结构胶,插筋锚入的深度不小于10d,这样才能确保起到构造柱和拉结筋的作用。
7、剪力墙结构中的几个问题
短肢剪力墙结构设计中有几个问题值得我们重视,处理不当经常会成为薄弱点,这也是抗震审查中经常发现的问题。其一是对普通长墙的界定,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第7.1.2条中规定一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙,短肢剪力墙是指截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。这就给我们带来一个困惑,高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙受力特性截然不同的,由此而引起的配筋亦相差甚远(对四级剪力墙而言,短肢剪力墙在一般部位的配筋率要求大于1.0%,而普通墙则仅要求边缘构件配筋率0.4%,墙身部分配筋率仅为0.2%。)因此笔者在布置长墙时建议控制高厚比大于9,这样就与短肢剪力墙有所区分而不会混淆。其二是关于小墙肢,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第7.2.5条规定矩形截面独立墙肢的截面高度不宜小于截面厚度的5倍,因为当墙肢高厚比较小时受力特性是脆性破坏,属抗震不利构件。因此认为在剪力墙结构设计中应尽量避免次类构件的出现,特别是高厚比小于3的小墙肢应不出现,如出现建议一种是按构造柱考虑,不作为抗侧力构件,否则应按框架柱设计,尽量降低轴压比,加强配筋。
8、结 语
综上所述,设计与施工的关系是息息相关的,结构设计人员如能经常深入施工现场,了解具体的施工工艺以及施工存在的具体问题,就能不断积累经验,针对工程通病及施工难度,对设计进行不断地改进,提高设计水平,最大限度地降低工程中的安全隐患。