建筑施工與結構設計是建筑工程建設的兩個重要環節,對于一個工程完成的好壞,建筑施工與結構設計起到了決定性的作用。建筑結構設計完成后,接下來就是按照施工圖紙進行施工。建筑施工能否做到按圖施工?設計是否符合實際情況?施工質量是否能達到設計要求?這些問題都是作為建筑施工人員應該關注的。下面就施工中容易產生的幾個結構質量問題進行探討,同時結構設計人員應該針對以下這些對結構不利的情況,采取適當的補救加強措施,以確保工程質量,滿足建筑物使用的安全性、可靠性。
一、現澆鋼筋混凝土樓板支座負筋倒伏問題
現澆鋼筋混凝土樓板上的鋼筋按照設計要求綁扎完畢后,經監理工程師隱蔽驗收通過后方可開始澆搗混凝土,但施工中往往未采取有效的成品保護措施來保護已架立好的支座負筋,因此經常造成樓板負筋倒伏情況嚴重。這種情況造成支座負彎矩無足夠的鋼筋來承擔,這樣支座處鋼筋混凝土樓板面就容易出現裂縫,樓板的剛度降低且撓度加大,使樓板的受力狀態逐漸趨向簡支,即跨中實際彎矩比設計彎矩增大許多,因而使樓板配筋偏于不安全。
這種由于施工不當引起的安全隱患,當然首先應從施工方法及操作規程上采取措施,加強質量管理及隱蔽驗收。另外結構設計也應針對這種實際情況采取必要的加強措施,設計文件中應明確指出施工中必須保證支座負筋位置準確,施工時應設置足夠的鋼筋撐腳(馬凳筋),以加強支座負筋的抗踩踏能力,設計時還應注意適當加粗支座負筋和架立筋的直徑。既然計算中連續板支座負筋按彈性分析與實際情況有出入,樓面板宜按塑性內力重分布的方法計算,從而減小支座彎矩,增大跨中彎矩,而屋面板因為考慮到防水防裂問題,所以僅跨中彎矩按塑性分析,這樣就可使計算結果較為接近實際,同時也提高了樓板的安全度。
二、面層和裝修的超重超載
建筑施工中常常由于模板支撐不平,造成樓板表面不平整。有時由于混凝土澆搗不夠認真,也會造成樓板結構面凹凸不平,這樣就導致了水泥砂漿找平層厚度的加厚。一般設計中找平層厚度為20~25mm,而實際找平層最厚可達到70~80mm,平均也達到了25~30mm,這無形之中就使樓板恒荷載增加0.4~0.6KN/m
2。同樣如果砌體墻面不平整,也存在粉刷面層加厚加重的情況。
當前住宅交房時多為毛坯房,由業主自行裝修,木地板與花崗巖地面荷重相差較大,此外頂棚有無吊頂、吊柜等,這些不確定因素就造成了裝修荷載的較難確定。
以上超重情況相當于設計降低了樓面的使用活荷載、降低了結構安全性。針對這種情況,設計中可根據當地的施工水平適當加厚面層進行計算。裝修荷載方面,可考慮臥室采用木地板,廳、廚、衛部分采用花崗巖或地磚地面。
三、柱與非承重墻、構造柱與梁的連接
在框架結構中后砌的填充墻與框架柱交接處,沿高度每隔500mm或400mm設2Φ6.5鋼筋與框架柱拉結,伸入柱內的錨固長度不小于規范規定的受拉鋼筋最小錨固長度,施工中澆柱混凝土之前可預留插筋,在框架柱側面模板上鉆孔,但這在施工上存在一定的難度,再加上如果施工措施未跟上,容易造成漏筋、錯位等情況。另對后澆的構造柱往往都是采取上下各預留插筋的方法,構造柱下端在梁上預留的插筋連接施工中應該沒什么問題,問題在于構造柱上端插筋的預留,這需要在梁底模板上鉆孔,此做法定位困難,常常造成插筋上下錯位,形同虛設。通常施工單位對遺漏、錯位的插筋不夠重視,一般采取鉆孔,灌環氧樹脂,然后插筋的辦法,這種措施存在孔深不足,抗拔不滿足要求的弊端。有的施工單位干脆鑿開混凝土保護層,將拉結筋焊在柱箍筋上,這種破壞柱結構的做法更是不可取。拉結筋與構造柱對于抗震構造來講有著相當重要的作用,無論是施工還是設計都應該采取相應的措施以保證它們的有效作用。針對這種情況結構設計可修改插筋做法,以便于施工和質量保證。對于遺漏、錯位的柱插筋、拉結筋,設計上須明確采用后植筋的做法,鉆孔,灌結構膠,插筋錨入的深度不小于10d,只有這樣才能確保構造柱和拉結筋起到應有的作用。
四、現澆混凝土樓板的干縮開裂問題
現澆混凝土樓板澆筑完混凝土后,往往在很短的時間內樓板面就開始出現龜裂,在溫差較大的季節或地區尤為明顯。很顯然這種裂縫不是樓板受荷載引起的,而是混凝土在干縮開始時出現的裂縫。這種裂縫的產生多數都是由于混凝土的水灰比太大引起的,這種干縮裂縫的存在使結構的剛度降低,撓度增大,受力后加速裂縫的開展,從而降低整個結構的安全性和耐久性。
現在大多工程采用的都是商品混凝土(泵送混凝土),由混凝土攪拌站提供,因為泵送混凝土要求混凝土的和易性要好,流動性高,要有較大的坍落度。普通梁板結構的非泵送混凝土的坍落度是30~50mm,而泵送混凝土坍落度是100~200mm,相差很大。混凝土攪拌站為了達到可泵性,可能采取多摻水的做法,從而導致混凝土水灰比太大。
為了防止因混凝土水灰比太大引起的干縮裂縫,應根據不同環境條件下混凝土的耐久性要求,在結構設計文件上注明該工程允許的最大水灰比,以避免混凝土出現太大的水灰比。同時混凝土攪拌站、施工單位和監理單位必須加強對混凝土制作質量的管理和監督,以避免水灰比太大的混凝土在工程中使用。
五、梁貫通鋼筋的連接
由于抗震結構要承受地震反復作用,因此規范規定梁頂面和底面應有貫通全梁的鋼筋,并規定了相應的構造要求,但對鋼筋的接頭位置未給予明確,而施工單位對接頭位置應設于何處比較合適未必很清楚,這樣可能造成接頭設在結構不利之處。因此設計中宜對接頭位置加以明確。鋼筋不應在梁柱節點中切斷或搭接,宜避開梁端加密區,接頭不宜位于構件最大彎矩處。同時接頭數量應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2002的要求。對于基礎梁的受力情況往往同樓層梁相反,更應該注明接頭的位置。
六、結束語
綜上所述,建筑施工與結構設計的關系是息息相關的,結構設計人員應該要經常的深入施工現場,了解具體的施工工藝以及施工中存在的具體問題,這樣就能不斷的吸取教訓、積累經驗。同時還應針對工程質量通病及施工難度,對設計進行不斷的改進,以提高設計水平,最大限度的降低工程中的安全隱患,確保結構的安全性和耐久性。
參考文獻
[1]《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010)
[2]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002)