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文檔簡介

在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從老式的構(gòu)造觀點看,但愿將高層與裙房脫開,這就需要設(shè)變形縫;但從建筑規(guī)定看又不但愿設(shè)縫。由于設(shè)縫會出現(xiàn)雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應(yīng)運(yùn)而生。關(guān)鍵詞:高層建筑構(gòu)造設(shè)計一、施工后澆帶1、施工后澆帶的功能施工后澆帶分為后澆沉降帶、后澆收縮帶和后澆溫度帶,分別用于處理高層主樓與低層裙房間差異沉降、鋼筋混凝土收縮變形相減小溫度應(yīng)力等問題。這種后澆帶一般具有多種變形縫的功能,設(shè)計時應(yīng)考慮以—種功能為主,其他功能為輔。施工后澆帶是整個建筑物,包括基礎(chǔ)及L:部構(gòu)造施工中的預(yù)留縫(“縫”很寬,故稱為“帶”),待主體構(gòu)造完畢,將后澆帶混凝土補(bǔ)齊后,這種“縫”即不存在,既在整個構(gòu)造施工中處理了高層主樓與低居裙房的差異沉降,又到達(dá)了不設(shè)永久變形縫的目的。2、施工后澆帶的作法一般高層主樓與低層裙房的基礎(chǔ)同步施工,這樣回填土后場地平整,便于上部構(gòu)造施工。對于上部構(gòu)造,無論是高層主樓與低層裙房同步施工,還是先施工高層,后施工低層,同樣要按施工圖預(yù)留施工后澆帶。對高層主樓與低層裙房連接的基礎(chǔ)梁、上部構(gòu)造的梁和板,要預(yù)留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體竣工后(有條件時再推遲某些時間),再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側(cè)地梁、上部梁和板連接成一種整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,由于高層主樓完畢之后,一般狀況下,其沉降量已完畢最終沉降量的60%-80%,剩余的沉降量就小多了,這時再補(bǔ)齊施工后澆帶混凝土,兩者差異沉降量就較小—廠,這部分差異沉降引起的構(gòu)造內(nèi)力,可由不設(shè)永久變形縫的構(gòu)造承擔(dān)。對于施工后澆收縮帶,宜在主體構(gòu)造竣工兩個月后僥筑混凝土,這時估計計混凝土收縮量已完畢60%以上。施工后澆帶的位置宜選在構(gòu)造受力較小的部位,一般在梁、板的變形縫反彎點附近,此位置彎矩不大,剪力也不大;也可選在梁、板的中部,彎矩雖大,但剪力很小。在施工后澆帶處,混凝土雖為后澆,但鋼筋不能斷。假如梁、板跨度不大,可一次配足鋼筋;假如跨度較大,可按規(guī)定斷開,在補(bǔ)齊混凝土前焊接好。后澆帶的配筋,應(yīng)能承擔(dān)由澆筑混凝土成為—整體后的差異沉降而產(chǎn)生的內(nèi)力,一般可按差異沉降變形反算為內(nèi)力,而在配筋上予以加強(qiáng)。后澆帶的寬度應(yīng)冬慮便于施工操作,并按構(gòu)造構(gòu)造規(guī)定而定,一般寬度以700—1000mm為宜。施工后澆帶的斷面形式應(yīng)考慮澆筑混凝土后連接牢固,一般宜避久留直縫。對于板,可留斜縫;對于梁及基礎(chǔ),可留企口縫,而企口縫又有多種形式,可根據(jù)構(gòu)造斷面狀況確定。二、對高層建筑混凝土施工的幾點意見在高層建筑中混凝土質(zhì)量的好壞,既對構(gòu)造物的安全,也對構(gòu)造物的造價有很大影響,因此在高層建筑施工中我們必須對混凝土的施工質(zhì)量有足夠的重視。1、混疆土強(qiáng)度及重要影響原因混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)之一是抗壓強(qiáng)度,從混凝土強(qiáng)度體現(xiàn)式不難看出,混凝土抗壓強(qiáng)度與混凝土用水水泥的強(qiáng)度成正比,按公式計算,當(dāng)水灰比相等時,高標(biāo)號水泥比低標(biāo)號水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度高許多。因此混凝土施工時切勿用錯了水泥標(biāo)號。此外,水灰比也與混凝土強(qiáng)度成正比,水灰比大,混凝土強(qiáng)度高3水灰比小,混凝土強(qiáng)度低,因此,當(dāng)水灰比不變時,企圖用增長水泥用量來提高溫凝土強(qiáng)度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。綜上所述,影響混凝土抗壓強(qiáng)度的重要原因是水泥強(qiáng)度和水灰比,要控制好混凝土質(zhì)量,最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比兩個重要環(huán)節(jié)。此外,影響混凝土強(qiáng)度尚有其他不可忽視的原因。粗骨料對混凝土強(qiáng)度也有一定影響,當(dāng)石質(zhì)強(qiáng)度相等時,碎石表面比卵石表面粗糙,它與水泥砂漿的粘結(jié)性比卵石強(qiáng),當(dāng)水灰比相等或配合比相似時,兩種材料配制的混凝土,碎石的混凝土強(qiáng)度比卵石強(qiáng)。因此我們一般對混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右,細(xì)骨料品種對混凝土強(qiáng)度影響程度比粗骨料小,因此混凝土公式內(nèi)沒有反應(yīng)砂種柔效,但砂的質(zhì)量對混凝土質(zhì)量也有一定的影響。因此,砂石質(zhì)量必須符合混凝土各標(biāo)號用砂石質(zhì)量原則的規(guī)定。由于施工現(xiàn)場砂石質(zhì)量變化相對較大,因此現(xiàn)場施工人員必須保證砂石的質(zhì)量規(guī)定,并根據(jù)現(xiàn)場砂含水率及時調(diào)整水灰比,以保證混凝土配合比,不能把試驗配比與施工配比混為一談。混凝土強(qiáng)度只有在溫度、濕度條件下才能保證正常發(fā)展,應(yīng)按施工規(guī)范的規(guī)定予在養(yǎng)護(hù)、氣溫高下對混凝土強(qiáng)度發(fā)展有一定的影響。冬季要保溫防凍害,夏季要防暴曬脫水。現(xiàn)冬季施工一般采用綜合蓄熱法及蒸養(yǎng)法。2、混凝土標(biāo)號與混凝土平均強(qiáng)度及其原則差的關(guān)系。混凝土標(biāo)號是根據(jù)混凝土原則強(qiáng)度總體分布的平均值減去1.645倍原則值確定的。這樣可以保證混凝土確定均有95%的保證率,低于該原則值的概率不不小于5%,充足保證了建筑物的安全,從此推定,抽樣檢查的幾組試件的混凝土平均確定一定不小于等于混凝土設(shè)計標(biāo)號,其值大小取決于施工質(zhì)———J90量水平,即取決于大小。通過公式計算可以看出,施工人員不僅要使混凝土平均確定不小于混凝土標(biāo)號,更重要的是千方百計的減少混凝土確定的變異性,即要盡量使混凝土原則差降到較低值,這樣,既保證了工程質(zhì)量,也減少了工程造價。3、混凝土質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)混凝土質(zhì)量控制包括兩個基本內(nèi)容:(1)使混凝土到達(dá)設(shè)計規(guī)定的質(zhì)量原則。(2)在滿足設(shè)計規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)前提下盡量減少成本,這兩條規(guī)定實際上是盡量減少泥凝土的原則差?;炷恋膹?qiáng)度有一定離散性,這是客觀的,但通過科學(xué)管理可以控制其到達(dá)最小值,因此混凝土原則差能反應(yīng)施工單位的實際管理水平,管理水平越高,原則差越小??梢哉f,混凝土質(zhì)量控制實質(zhì)上是原則差的控制。實際上控制原則差應(yīng)從如下幾種方面人手。(1)設(shè)計合理的混凝土配合比:合理的混凝土配合比由試驗室通過試驗確定,除滿足確定、耐久性規(guī)定和節(jié)省原材料外,應(yīng)當(dāng)具有施工規(guī)定的和易性。因此要試驗室設(shè)計合理的配比,必須提供合格的水泥、砂、石。水泥控制強(qiáng)度,砂控制細(xì)度、含水率、含泥量等,石控制含水率及含泥量等。只有材料到達(dá)合格規(guī)定,才能做出合理的混凝土配合比,才能使施工得以正常合理的進(jìn)行,到達(dá)設(shè)計和驗收原則。(2)對的按設(shè)計配合比施工:按施工配合比施工,首先要及時測定砂、石含水率,將設(shè)計配合比換算為\o"施工"施工配合比。另一方面,要用重量比,不要用體積比,最終,要及時檢查原材料與否與設(shè)計用原材料相符,這規(guī)定供方提供兩份同樣材料,一份提供應(yīng)試驗室,一份給工地,工地收料人員應(yīng)按樣本收料,如來料與樣本不符,應(yīng)立即向上級匯報,及時更改配合比(材料不合格不收料除外)。(3)加強(qiáng)原材料管理,混凝土材料的變異將影響混凝土強(qiáng)度。因此收料人員應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),不容許不合格品進(jìn)場,此外與原材料不符及時匯報,采用對應(yīng)措施,以保證混凝土質(zhì)量。(4)進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的測定,我們以28天\o"強(qiáng)度"強(qiáng)度為準(zhǔn),為施工簡便和質(zhì)量保證,我們\o"一般"一般做7天試塊等,以對混凝土強(qiáng)度盡量根據(jù)其齡期測定其發(fā)展,以明確確定其質(zhì)量。綜上所述,我們應(yīng)從各個方面控制\o"混凝土"混凝土質(zhì)量,以保證整個工程質(zhì)量,以保證企業(yè)信譽(yù)和發(fā)展。三、高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用:伴隨社會的不停進(jìn)步,物質(zhì)文明的極大提高及建筑設(shè)計施工技術(shù)水平的日臻成熟完善,同步,也因土地資源日漸減少與人口增長之間日益突出的矛盾,高層及超高層建(構(gòu))筑物越來越多。為了保證建構(gòu)筑物的正常使用壽命和建(構(gòu))筑物的安全性,并為后來的勘察設(shè)計施工提供可靠的資料及對應(yīng)的沉降參數(shù),建(構(gòu))筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯?,F(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定,高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及持續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測等均要進(jìn)行沉降觀測。尤其在高層建筑物施工過程中應(yīng)用沉降觀測加強(qiáng)過程監(jiān)控,指導(dǎo)合理的施工工序,防止在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降,及時反饋信息為勘察設(shè)計施工部門提供詳盡的一手資料,防止因沉降原因?qū)е陆ㄖ镏黧w構(gòu)造的破壞或產(chǎn)生影響構(gòu)造使用功能的裂縫,導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)本人在高層建筑施工過程中沉降觀測的應(yīng)用,在此對高層建筑施工過程中沉降觀測工作淺談管窺之見。一、沉降觀測的基本規(guī)定1、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的規(guī)定根據(jù)沉降觀測精度規(guī)定高的特點,為能精確地反應(yīng)出建構(gòu)筑物在不停加荷作下的沉降狀況,一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)不不小于變形值的1/10~1/20,為此規(guī)定沉降觀測應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(S1或S05級),水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影肉小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。在不具有銦合金水準(zhǔn)尺的狀況下,使用一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺。人員素質(zhì)的規(guī)定,必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn),純熟掌握儀器的操作規(guī)程,熟悉測量理論能針對不一樣工程特點、詳細(xì)狀況采用不一樣的觀測措施及觀測程序,對實行過程中出現(xiàn)的問題可以會分析原因并對的的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計算,做到準(zhǔn)時、迅速、精確地完畢每次觀測任務(wù)2、觀測時間的規(guī)定建構(gòu)筑物的沉降觀測對時間有嚴(yán)格的限制條件,尤其是初次觀測必須準(zhǔn)時進(jìn)行,否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù),而是整個觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復(fù)測,根據(jù)工程進(jìn)展?fàn)顩r必須定期進(jìn)行,不得漏測或補(bǔ)測。只有這樣,才能得到精確的沉降狀況或規(guī)律。相鄰的兩次時間間隔稱為一種觀測周期,一般高層建筑物的沉降觀測按一定的時間段為一觀測周期(如:次/30天)或按建筑物的加荷狀況每升高一層(或數(shù)層)為一觀測周期,無論采用何種方式都必須按施測方案中規(guī)定的觀測周期準(zhǔn)時進(jìn)行。3、觀測點的規(guī)定為了可以反應(yīng)出建構(gòu)筑物的精確沉降狀況,沉降觀測點要埋設(shè)在最能反應(yīng)沉降特性且便于觀測的位置。一般規(guī)定建筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱,且相鄰點之間間距以15——30米為宜,均勻地分布在建筑物的周圍。一般狀況下,建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。再就是,埋設(shè)的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測規(guī)定,尤其要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點,不能持續(xù)觀測而失去觀測意義。4、沉降觀測的自始至終要遵照“五定”原則所謂“五定”,即一般所說的沉降觀測根據(jù)的基準(zhǔn)點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,點位要穩(wěn)定;所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測人員要穩(wěn)定;觀測時的環(huán)境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和措施要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性,使所測的成果具有統(tǒng)一的趨向性,保證各次復(fù)測成果與初次觀測的成果可比性更一致,使所觀測的沉降量更真實。5、施測規(guī)定儀器、設(shè)備的操作措施與觀測程序要熟悉、對的。在初次觀測前要對所用儀器的各項指標(biāo)進(jìn)行檢測校正,必要時經(jīng)計量單位予以鑒定。持續(xù)使用3~6個月重新對所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。在觀測過程中,操作人員要互相配合,工作協(xié)調(diào)一致,認(rèn)真仔細(xì),做到步步有校核。6、沉降觀測精度的規(guī)定根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的規(guī)定選擇沉降觀測精度的等級。再未有特除規(guī)定狀況下,一般性的高層建構(gòu)筑物施工過程中,采用二等水準(zhǔn)測量的觀測措施就能滿足沉降觀測的規(guī)定。我們在河北省交通培訓(xùn)中心工程施工過程中就采用二等水測量的觀測措施。各項觀測指標(biāo)規(guī)定如下:(1)來回較差、附和或環(huán)線閉合差:△h=∑a-∑b≤l√n—,表達(dá)測站數(shù)。(或△h=∑a-∑b≤1.0√L—,L表達(dá)觀測路線距離)(2)前后視距:≤30m(3)前后視距差:≤1.0m(4)前后視距累積差≤3.0m(5)沉降觀測點相對于后視點的高差容差:≤1.0mm(6)水準(zhǔn)儀的精度不低于N2級別7、沉降觀測成果整頓及計算規(guī)定原始數(shù)據(jù)要真實可靠,記錄計算要符合施工測量規(guī)范的規(guī)定,根據(jù)對的,嚴(yán)謹(jǐn)有序,步步校核,成果有效的原則進(jìn)行成果整頓及計算。二、詳細(xì)施測程序及環(huán)節(jié)1、建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制定測量施測方案,由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(或都市精密導(dǎo)線點)根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的規(guī)定建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。規(guī)定:(1)一般高層建筑物周圍要布置三個以上水準(zhǔn)點,水準(zhǔn)點的間距不不小于100米。(2)在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個水準(zhǔn)點,并且場區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點構(gòu)成閉合圖形,以便閉合檢校。(3)各水準(zhǔn)點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外,水準(zhǔn)點的埋深要符合二等水準(zhǔn)測量的規(guī)定(不小于1.5米)根據(jù)工程特點,建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng),與基準(zhǔn)點聯(lián)測,平差計算出各水準(zhǔn)點的高程。2、建立固定的觀測路線由場區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng),根據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)規(guī)定或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖,確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線,并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標(biāo)識樁,保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。3、沉降觀測根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期,初次觀測應(yīng)在觀測點安穩(wěn)固后及時進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下構(gòu)造,初次觀測應(yīng)自基礎(chǔ)開始,在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)局邊)按設(shè)計好的位置埋設(shè)沉降觀測點(臨時的),等臨時觀測點穩(wěn)固好,進(jìn)行初次觀測。初次觀測的沉降觀測點高程值是后來各次觀測用以比較的基礎(chǔ),其精度規(guī)定非常高,施測時一般用N2或N3級精密水準(zhǔn)儀。并且規(guī)定每個觀測點初次高程應(yīng)在同期觀測兩次后決定。伴隨構(gòu)造每升高一層,臨時觀測點移上一層并進(jìn)行觀測直到十0.00再按規(guī)定埋設(shè)永久觀測點(為便于觀測可將永久觀測點設(shè)于十500mm)。然后每施工一層就復(fù)測一次,直至竣工。4、將各次觀測記錄整頓檢查無誤后,進(jìn)行平差計算,求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。某個觀測點的每周期沉降量:△c=Hh,I—Hn,I-1.N表達(dá)某個觀測點,I表達(dá)觀測周期數(shù)(I=1,2,3……)且H1=H0合計沉降量:△C=∑△c(n),n表達(dá)觀測點號。5、登記表匯總(1)、根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量,列登記表,進(jìn)行匯總。(2)、繪制各觀測點的下沉曲線首先建立下沉曲線坐標(biāo),橫坐標(biāo)為時間坐標(biāo),縱坐標(biāo)上半部為荷載值,下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將登記表中各觀測點對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標(biāo)中,并將對應(yīng)的荷載值也畫于坐標(biāo)中,連線,就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。(3)根據(jù)沉降量登記表和沉降曲線圖,我們可以預(yù)測建筑物的沉降趨勢,將建筑物的沉降狀況及時的反饋到有關(guān)主管部門,對的地指導(dǎo)施工。尤其座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。運(yùn)用沉降曲線還可計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度:q=│△Cm-△Cn│/Lmn,△Cm,△Cn分別為m,n點的總沉降量,Lmn為m,n點的距離。對沉降觀測的成果分析,我們還可以找出同一地區(qū)類似構(gòu)造形式建筑物影響其沉降的重要原因,指導(dǎo)施工單位編好施工組織設(shè)計對的指導(dǎo)施工大有裨益,同樣也為勘察設(shè)計單位提供寶貴的一手資料,設(shè)計出更完善的施工圖紙。6.觀測中的注意事項:(1)嚴(yán)格按測量規(guī)范的規(guī)定施測。(2)前后視觀測最佳用同一水平尺。(3)各次觀測必須按照固定的觀測路線進(jìn)行。(4)觀測時要防止陽光直射,且各觀測環(huán)境基本一致。(5)成像清晰、穩(wěn)定期再讀數(shù)。(6)隨時觀測,隨時檢核計算,觀測時要—?dú)獍⒊伞?7)在雨季前后要聯(lián)測,檢查水準(zhǔn)點的標(biāo)高與否有變動。(8)將各次所觀測沉降狀況及時反饋有關(guān)部門,當(dāng)建筑物每天(24h)持續(xù)沉降量超過1mm時應(yīng)停止施工,會同有關(guān)部門采用應(yīng)急措施。三、探討的兩個問題(1)確定\o"建筑物"建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現(xiàn)行規(guī)范對施工單位施工過程的\o"沉降"沉降觀測\o"規(guī)定"規(guī)定不明朗,這對施工單位在建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大,不過精度的高下直接關(guān)系到沉降觀測成敗。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低,要合理合適,適合工程特性的需要。既不導(dǎo)致無謂的揮霍也要保證觀測成果的精確性。這樣,本人認(rèn)為一般高層及重要的建(構(gòu))筑物在初次觀測過程中合用精密儀器的設(shè)備(高級水準(zhǔn)儀、銦合金尺等)在±0.00以上部分按二等以上水準(zhǔn)測量措施,采用放大率倍數(shù)較大的S2或S3水準(zhǔn)儀進(jìn)行\(zhòng)o"觀測"觀測,也可以測出較理想的成果。(2)在\o"沉降觀測"沉降觀測過程中,沉降量與時問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線,而是起伏狀現(xiàn)象。這就分析原因,進(jìn)行修正。①第二次觀測出現(xiàn)回升,而后來各次觀測又逐漸下降。也許是初次觀測精過低,若回升超過5mm時,第一次觀測作廢,若回升5mm內(nèi),第二次與第一次調(diào)整標(biāo)高一致。②曲線在某點忽然回升。原因:水準(zhǔn)點或觀測點被碰動所致且水準(zhǔn)點碰動后標(biāo)高下于碰前標(biāo)高,觀測點碰后高于碰前。處理措施:取相鄰另一觀測點的相似期間沉降量作為被碰\o"觀測點"觀測點之沉降量。③曲線自某點起漸漸回升原因:一般是水準(zhǔn)點下沉所致。詳細(xì)的設(shè)計過程按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來進(jìn)行。前者是控制構(gòu)造在喪失服務(wù)能力臨界狀態(tài)時的承載能力、設(shè)計的基本原則是規(guī)定荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計值,必須不不小于或等于構(gòu)造抗力的設(shè)計值。運(yùn)用荷載安全系數(shù)、材料安全系數(shù)及工作條件系數(shù)來考慮不確定原因作用下的構(gòu)造總體的安全儲備,是一種半概率的極限狀態(tài)設(shè)計法??梢哉J(rèn)為是對安全性規(guī)定的保證。后者控制構(gòu)造在正常使用狀態(tài)時應(yīng)力、裂縫和變形不不小于一定的限值,對應(yīng)于合用性的規(guī)定。暫且不管這些控制方程和計算理論與否完全合理,它們至少從定性和定量的形式上保證了安全性和合用性兩項規(guī)定,而對于經(jīng)濟(jì)、美觀的規(guī)定則沒有詳細(xì)的指標(biāo)進(jìn)行衡量。當(dāng)然,在方案設(shè)計和評審階段會考慮到經(jīng)濟(jì)和美觀的規(guī)定(中小橋梁重要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性,而大型和特大型橋梁對美觀問題越來越重視);但需要指出的是該階段對經(jīng)濟(jì)性的評估往往是只重視考慮建設(shè)成本,而對于后期的養(yǎng)護(hù)、維修等的長期綜合成本缺乏考慮,因此這種評估常常是比較片面的。一種經(jīng)典的例子是斜拉橋的換索問題。由于目前技術(shù)水平的限制,斜拉橋拉索的平均使用壽命在到30年之間,也就是在其服役期期間至少要進(jìn)行一次換索,假如考慮到后期換索的巨大投入,那么在跨度1000米如下的橋型競爭中,懸索橋與斜拉橋在經(jīng)濟(jì)性方面的差距將大大減小。目前,國內(nèi)的構(gòu)造設(shè)計過程中,有這樣的傾向:設(shè)計中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少;重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài),而構(gòu)造在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能體現(xiàn);重視構(gòu)造的建造而不重視構(gòu)造的維護(hù)。實際上,目前的橋梁設(shè)計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注,既沒有明確提出使用年限的規(guī)定,也沒有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計(從材料、構(gòu)造措施及設(shè)計程序上上保證耐久性,并明確申明在何種維護(hù)和使用條件下,橋梁具有哪種程度的耐久性)。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了目前工程事故頻發(fā)、構(gòu)造使用性能差、使用壽命短的不良后果;也與國際構(gòu)造工程界日益重視耐久性、安全性、合用性的趨勢相違反;也不符合構(gòu)造動態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)性(考慮構(gòu)造建設(shè)、使用、維護(hù)等整個周期的費(fèi)用)的規(guī)定。橋梁安全性、耐久性差的重要原因1)施工和管理水平低國內(nèi)外多座橋梁的忽然破壞與倒塌,已使工程界對橋梁安全性問題倍加關(guān)注。一般的見解認(rèn)為目前的工程事故重要是野蠻施工和管理腐敗所導(dǎo)致。對于短期內(nèi)發(fā)生的諸如忽然破壞與倒塌,多是由于施工質(zhì)量沒有到達(dá)規(guī)范和設(shè)計規(guī)定,經(jīng)典的問題包括材料強(qiáng)度局限性和施工工藝不合格等;也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴(yán)重的管理問題,更是對橋梁安全導(dǎo)致致命的損害。而大量的橋梁在遠(yuǎn)沒有到達(dá)預(yù)期使用壽命時,出現(xiàn)了影響正常使用的病害與劣化;尤其是某些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成很快就出現(xiàn)嚴(yán)重的耐久性局限性的問題,這也與施工質(zhì)量低下有重要關(guān)系,經(jīng)典的問題有鋼筋保護(hù)層局限性及目前廣泛存在于施工現(xiàn)場的嚴(yán)重的構(gòu)件開裂問題(重要原因包括:水泥選用、混凝土配合比、振搗、養(yǎng)護(hù)不妥及預(yù)應(yīng)力施加不合理等)。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產(chǎn)生明顯的影響,但卻會對構(gòu)造的長期耐久性產(chǎn)生非常不利的危害。2)設(shè)計理論和構(gòu)造構(gòu)造體系不夠完善在承認(rèn)施工存在問題的同步,也不可否認(rèn),在橋梁設(shè)計領(lǐng)域,尤其是有關(guān)橋梁施工和有效期安全性的問題尚有許多可以改善的地方。構(gòu)造設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)造方案,另一方面是構(gòu)造分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計,并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證構(gòu)造的安全性。許多設(shè)計人員往往只滿足于規(guī)范對構(gòu)造強(qiáng)度計算上的安全度需要,而忽視從構(gòu)造體系、構(gòu)造構(gòu)造、構(gòu)造材料、構(gòu)造維護(hù)、構(gòu)造耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中常常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強(qiáng)和保證構(gòu)造的安全性。有的構(gòu)造整體性和延性局限性,冗余性小;有的計算圖式和受力路線不明確,導(dǎo)致局部受力過大;有的混凝土強(qiáng)度等級過低、保護(hù)層厚度過小、鋼筋直徑過細(xì)、構(gòu)件截面過??;這些都減弱了構(gòu)造耐久性,會嚴(yán)重影響構(gòu)造的\o"安全性"安全性。不少橋梁、雖然滿足了設(shè)計規(guī)范的強(qiáng)度規(guī)定,僅用了5~就由于耐久性出了問題影響構(gòu)造安全。構(gòu)造耐久性局限性已成為最現(xiàn)實的一種安全問題,設(shè)計時要從構(gòu)造、材料等角度采用措施加強(qiáng)構(gòu)造耐久性。不一樣的環(huán)境和使用條件、不一樣的設(shè)計對象都會對構(gòu)造體系提出不一樣的布局和構(gòu)造等方面的規(guī)定。規(guī)范再詳細(xì)也不能包羅本應(yīng)由設(shè)計人員處理的多種問題、規(guī)范更新得再快也適應(yīng)不了新認(rèn)識、新技術(shù)、新材料迅速發(fā)展對構(gòu)造提出的多種新的規(guī)定。因此,合理可靠的構(gòu)造設(shè)計除了滿足規(guī)范的規(guī)定外,還\o"規(guī)定"規(guī)定設(shè)計人員具有對構(gòu)造本性的對的認(rèn)識、豐富的經(jīng)驗和精確的判斷。需要改善和努力的方向1)應(yīng)當(dāng)愈加重視構(gòu)造的耐久性問題橋梁在建造和使用過程中,一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為原因等外來作用,同步橋梁所采用材料的自身性能也會不停退化,從而導(dǎo)致構(gòu)造各部分不一樣程度的損傷和劣化。在大跨橋梁領(lǐng)域,國內(nèi)從上世紀(jì)80年代以來,修建了大量的斜拉橋;雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴(yán)重?fù)p害的例子很少,但已經(jīng)有多座橋梁由于拉索的耐久性問題而不得不提前換索,既影響了使用又增大了經(jīng)濟(jì)損失。需要指出的是,諸多此類問題與沒有進(jìn)行合理的耐久性設(shè)計有關(guān),這也促使人們重新認(rèn)識橋梁的耐久性問題。大量的病害實例也證明,除了施工和材料方面的原因,影響構(gòu)造耐久性的決定性原因是來自構(gòu)造上(也即設(shè)計上)的缺陷。國內(nèi)從上世紀(jì)90年代開始重視了對構(gòu)造耐久性的研究,也獲得了不少成果。這些研究大多是從材料和記錄分析的角度進(jìn)行的,對怎樣從構(gòu)造和設(shè)計的角度及怎樣以設(shè)計和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性卻很少有人研究。并且,長期以來,人們一直偏重于構(gòu)造計算措施的研究,卻忽視了對總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注。構(gòu)造的耐久性設(shè)計與常規(guī)的構(gòu)造設(shè)計有著本質(zhì)的區(qū)別,目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。國外的橋梁設(shè)計有鑒于耐久性局限性導(dǎo)致的嚴(yán)重?fù)p失,近年來十分重視提高構(gòu)造物的耐久性并將其作為重要的設(shè)計原則,統(tǒng)一考慮合理的構(gòu)造布局和構(gòu)造細(xì)節(jié),強(qiáng)調(diào)使構(gòu)造易于檢查、維修,以保證橋梁的安全使用、盡量地減少維修費(fèi)用,獲得了很好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。實際上,國內(nèi)外的研究和實踐都表明,構(gòu)造耐久性對于橋梁的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。2)重視對疲勞損傷的研究橋梁構(gòu)造所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載,會在構(gòu)造內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力,不僅會引起構(gòu)造的振動,還會引起構(gòu)造的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和持續(xù)的,實際上存在許多微小的缺陷,在循環(huán)荷載作用下,這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷,并逐漸在材料中形成宏觀裂紋。假如宏觀裂紋不得到有效控制,極有也許會引起材料、構(gòu)造的脆性斷裂。初期疲勞損傷往往不易被檢測到,但其帶來的后果往往是劫難性的。疲勞損傷過去一直被認(rèn)為是鋼橋設(shè)計中的關(guān)鍵問題,由鋼構(gòu)造疲勞引起的鋼材開裂案例較多,亦有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的例子。近來,疲勞損傷的研究已進(jìn)入混凝土構(gòu)造,但對于有效期受腐蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件的動態(tài)性能和疲勞性能的研究還需加強(qiáng)。對疲勞損傷的研究不僅僅指對整個構(gòu)造而言,實際上橋梁構(gòu)造常常由于某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個構(gòu)造的失效,例如斜拉橋拉索錨固端的疲勞損害。3)充足重視橋梁的超載問題汽車超載重要有三種狀況:其一是初期修建的老橋超齡負(fù)載運(yùn)行;其二是橋梁通行的車流量超過原設(shè)計;另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因重要是設(shè)計荷載的變化和交通量的增長;后者是車輛使用者違法超載營運(yùn),后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運(yùn)送中較為普遍。橋梁的超載首先也許引起疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇,甚至?xí)霈F(xiàn)某些超載引起的構(gòu)造破壞事故。另首先,由于超載導(dǎo)致的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù),將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化,從而也許危害橋梁的安全性和耐久性。例如,混凝土橋梁一直被認(rèn)為具有足夠的耐久性,但在汽車超載作用下,也許發(fā)生開裂;裂縫雖然在荷載卸除后可以閉合,但由于混凝土構(gòu)造內(nèi)部已經(jīng)受到損傷,構(gòu)件的開裂彎距減少、剛度下降;于是在正常使用荷載作用下,本來不該開裂的構(gòu)造產(chǎn)生裂縫或本來較小的裂縫成為超過規(guī)范容許的裂縫或產(chǎn)生較大的變形。這些都會對構(gòu)造長期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響,因此除了交管部門要加強(qiáng)管理外,也需要對超載帶來的后果進(jìn)行研究、分析。4)積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果國內(nèi)橋梁設(shè)計存在的重要問題是構(gòu)造正常使用性能差(指與設(shè)計期望相比,可歸結(jié)為合用性能差,包括橋梁的過大振動、線形不平順、接頭跳車、構(gòu)造開裂和過大的變形等)、耐久性和安全性差(包括使用壽命短、維護(hù)費(fèi)用高、安全事故較頻繁等)。這些問題的產(chǎn)生當(dāng)然與目前國內(nèi)施工質(zhì)量和管理水平較低有關(guān),但平心而論,既然這種現(xiàn)實狀況不能在短期內(nèi)得到處理,那么作為工程設(shè)計人員就應(yīng)當(dāng)在正視這一問題的前提,充足考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平和材料工藝水平,采用合適的安全度、合適的設(shè)計措施來保證橋梁使用性能的到達(dá),這才是更為積極和有效的措施。尤其是\o"橋梁"橋梁存在的耐久性和安全性問題諸多與構(gòu)造體系或使用材料選擇不合理及構(gòu)造細(xì)節(jié)處理不妥有關(guān)。在歐洲國家(如德國、丹麥等),非常重視對構(gòu)造物進(jìn)行性能設(shè)計(即PBD,PerformanceBasedDesign),內(nèi)容包括構(gòu)造的變形、裂縫、振動、強(qiáng)健性、美觀、耐久性能、疲勞性等。PBD研究重要是為了使構(gòu)造在運(yùn)行過程中除了保證最低的安全性規(guī)定外,尚應(yīng)有良好的使用性能(包括壽命和耐久性、抗腐蝕、耐疲勞性、美觀等)。就其本質(zhì)而言,歐洲國家的PBD理論,重要\o"研究"研究構(gòu)造在使用過程中體現(xiàn)出來的服務(wù)性能,分析使性能受到弱化的原因和其發(fā)生的機(jī)理、規(guī)律,尋求新的構(gòu)造設(shè)計理念和措施。從歐洲人的觀點來看,PBD似乎是對以\o"耐久性"耐久性為關(guān)鍵的構(gòu)造使用性能指標(biāo)的綜合考慮。這一點對國內(nèi)工程界應(yīng)當(dāng)是有啟示的。目前國內(nèi)的設(shè)計可視為靜態(tài)的設(shè)計,它只定義了設(shè)計建成時刻構(gòu)造具有的工作能力和性能,而對營運(yùn)期間性能隨時間的劣化及其實際的性能體現(xiàn)缺乏足夠的認(rèn)識和考慮;換言之,從經(jīng)濟(jì)性的角度講是只\o"考慮"考慮了建導(dǎo)致本,而忽視了營運(yùn)期的維護(hù)成本和與使用壽命相對應(yīng)的成本效益。橋梁安全性和耐久性局限性已成為迫切需要處理的\o"問題"問題,要積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法,除了加強(qiáng)施工質(zhì)量管理外,要從橋梁設(shè)計理念和\o"構(gòu)造"構(gòu)造體系和構(gòu)造的角度做好耐久性的\o"設(shè)計"設(shè)計。先看看施工中各專業(yè)協(xié)調(diào)問題的實例:某住宅工程分包水電的安裝隊,在埋設(shè)開關(guān)線時沒有注意到門的啟動方向,成果待門安裝好后,發(fā)現(xiàn)開關(guān)的位置恰好在門后邊,使用起來十分不便,不得已只好把粉刷好的墻面鑿開,重新埋管改線路。另一種是某甲方人員按電梯生產(chǎn)廠家提供的電梯尺寸,讓設(shè)計院設(shè)計電梯井施工圖。而設(shè)計人員也沒有多問,就按原尺寸進(jìn)行設(shè)計,成果電梯運(yùn)到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn),電梯轎廂尺寸比電梯井的尺寸大了200毫米,這時大家才又翻圖紙查對,發(fā)現(xiàn)設(shè)計人員把電梯廠家標(biāo)注的凈空尺寸當(dāng)成電梯井的軸線尺寸,但此時發(fā)現(xiàn)已沒有措施,只好將電梯轎廂改小。在工程施工過程中,出現(xiàn)和產(chǎn)生這樣問題的例子并不少見,像消防、煤氣安裝等,由于是有關(guān)部門指定的專業(yè)施工隊,與土建及其他專業(yè)隊之間配合往往會出現(xiàn)某些問題。這些問題到了工程主體竣工被發(fā)現(xiàn)時已很難處理。不得己只好改線路、打樓板,把一棟好好的建筑搞得亂七八槽,面目全非,并因此帶來了種種問題和隱患。諸多建筑物,就其各專業(yè)自身,如建筑的外形、使用功能、構(gòu)造型式、安全合理性等,不管在設(shè)計,還是在施工方面的質(zhì)量,都能得到很好地控制和保證。但各專業(yè)工程施工中的交叉配合與協(xié)調(diào)工作,常常處理得不盡人意。到了工程施工的后期,由于這些問題,往往出現(xiàn)返工,導(dǎo)致工程投資的極大消費(fèi),影響工期,有的還會影響到建筑物的使用功能,嚴(yán)重的甚至還會帶來質(zhì)量問題和安全隱患??梢姡こ淌┕ぶ懈鲗I(yè)的協(xié)調(diào)管理工作不僅很重要,同步也很必要。作為業(yè)主(甲方)或者監(jiān)理,在工程的設(shè)計階段以及施工過程中,應(yīng)當(dāng)怎樣更深入做好這項管理工作呢?出現(xiàn)和產(chǎn)生問題的原因出現(xiàn)上述問題的原因可以說諸多,牽涉到從設(shè)計、施工到甲方、監(jiān)理,多專業(yè)技術(shù)工種,多單位部門的方方面面,但歸納起來重要有如下幾點:一、從技術(shù)質(zhì)量的角度分析:由于現(xiàn)代建筑的科技含量越來越高,波及的專業(yè)也越來越多,有水電、空調(diào)、通風(fēng)、消防、對講、監(jiān)控、電視、電活、寬頻網(wǎng)等等,同步安裝的質(zhì)量技術(shù)規(guī)定也越來越高。每一種專業(yè)既有自己的特定位置空間、技術(shù)規(guī)定,同步又必須滿足其他專業(yè)施工的時間次序和空間位置的合理規(guī)定。假如在技術(shù)上不能充足全面考慮,尤其是—些交叉部位的細(xì)節(jié),假如考慮不周,則極易產(chǎn)生問題。再者,由于現(xiàn)代建筑的個性化,每一棟建筑都是—件特有的產(chǎn)品,每一條管線、設(shè)備均有特定的規(guī)定,少有類同,這也就增長了技術(shù)工作難度,增長了各專業(yè)之間出現(xiàn)矛盾和問題的也許性。同步由于新技術(shù)、新產(chǎn)品的不停出現(xiàn)和應(yīng)用,施工人員未能及時掌握,也會帶來問題。二、從管理的角度分析:由于現(xiàn)行的管理體制,施工單位的分包現(xiàn)象普遍存在、分包單位在工作范圍的界定上很難做到十分明確。主觀上各單位在利益的驅(qū)使下,總但愿有關(guān)單位承擔(dān)更多的工作。注往導(dǎo)致工序上的遺漏,人為的帶來某些問題,增長了協(xié)調(diào)管理的復(fù)雜性。此外,施工組織管理不健全,存在著人員責(zé)任不明確,或者是專業(yè)人員思想麻痹,認(rèn)為這樣大的工程項目,出現(xiàn)—些小問題,返返工是正常的,沒什么大不了,反正后來總有措施補(bǔ)救處理,加之施工人員、管理人員的水平素質(zhì)參差不齊都會給施工中各專業(yè)的協(xié)調(diào)工作帶來困難與不便,也是產(chǎn)生問題的重要原因。再者,由于各專業(yè)的分工協(xié)調(diào)不盡人意,每一種專業(yè)的技術(shù)管理人員,對其他專業(yè)的工作、工序以及技術(shù)、質(zhì)量規(guī)定很難全面理解和掌握,有的就是本專業(yè)問題,也由于是新產(chǎn)品、新技術(shù),對其性能與施工工序不太熟悉,這也就無疑給協(xié)調(diào)工作帶來更多的問題做好協(xié)調(diào)工作的措施從理論上講,協(xié)調(diào)工作并不十分復(fù)雜,只要我們在施工中能嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定做好每一道工序,也許就不會出現(xiàn)上而所說的才盾,至少會大大減少問題的出現(xiàn)。但在實際上作個,由于上述人為的、技術(shù)上、管理上的原因,各專業(yè)之間存在的問題和矛盾是非常突出。也是很傷腦筋的,我們究竟應(yīng)當(dāng)怎樣處理和處理這些問題呢?—、充足認(rèn)識協(xié)調(diào)工作的重要性:工程中各專業(yè)的交叉部位多數(shù)都是某些小的東西,一般狀況下對工程影響不大。但有時也會出現(xiàn)某些較大的問題,讓我們很難補(bǔ)救,甚至無法挽救。即便是這些小的問題,假如事先不設(shè)法考慮處理,事后處理起來也很麻煩,有時甚至要花幾倍的代價,并且還會影響工程的質(zhì)量,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。作為工程的建沒者、管理者,從設(shè)計、監(jiān)理到施工的各單位首先要從對業(yè)主、顧客負(fù)責(zé)的角度認(rèn)識問題,要從履行協(xié)議中自己的責(zé)任義務(wù)的角度,認(rèn)真看待協(xié)調(diào)問題。剛時,從提高行業(yè)原則,施工和管理水平上講,做好各專業(yè)的協(xié)調(diào)工作也是十分必要的。作為有關(guān)的技術(shù)管理人員首先要認(rèn)識到協(xié)調(diào)工作的重要性,才有也許真正做好協(xié)調(diào)管理工作。二、加強(qiáng)管理,建立科學(xué)的督理模式:—直以來我們的施工管理,更多的趨于表面形式。工地辦公室的多種圖表,給人的感覺是管理得井井有條,而實際問題處理的怎么樣,卻要打個問號。雖然這些工作也很重要,對施工有重要的指導(dǎo)作用,但假如我們過于追求這些,勢必有紙上談兵之嫌,反而束縛了施工管理人員的手腳,無益于工程管理工作的改善和提高。這里所強(qiáng)調(diào)的加強(qiáng)管理,是指在既有管理水平的基礎(chǔ)上,針對影響工程質(zhì)量品質(zhì)的—些關(guān)鍵問題,從技術(shù)上、人事制度上建立更有效的、愈加科學(xué)的管理體制,明確每一種施工人員的目的責(zé)任、從而到達(dá)深入提高管理水平的目的。三、加強(qiáng)協(xié)調(diào)管理的詳細(xì)措施:(1)技術(shù)協(xié)調(diào):提高設(shè)計圖紙的質(zhì)量,減少因技術(shù)錯誤帶來的協(xié)調(diào)問題。設(shè)計圖紙的好壞直接關(guān)系到工程質(zhì)量的優(yōu)劣,圖紙會簽又關(guān)系到各專業(yè)的協(xié)調(diào),設(shè)計人員對自己設(shè)計的部分,一般都較為嚴(yán)密和完整,但與其他人的工作就不一定可以一致。這就需要在圖紙會簽時找出問題,并認(rèn)真貫徹,從圖紙上加以處理。同步,圖紙會審與交底也是技術(shù)協(xié)調(diào)的重要環(huán)節(jié)。圖紙的會審應(yīng)將各專業(yè)的交叉與協(xié)調(diào)工作列為重點。深入找出設(shè)計中存在的技術(shù)問題,冉從圖紙上處理問題。而技術(shù)交底是讓施工隊、班組充足理解設(shè)計意圖,理解施工的各個環(huán)節(jié),從而減少交叉協(xié)調(diào)問題。(2)管理協(xié)調(diào);協(xié)調(diào)工作不僅要從技術(shù)下功夫,更要建立一整套健全的管理制度,通過管理以減少施工中各專業(yè)的配合問題。建立以甲方、監(jiān)理為主的統(tǒng)—領(lǐng)導(dǎo),由專人統(tǒng)一指揮,處理各施工單位的協(xié)調(diào)工作,作為甲方管理人員、監(jiān)理人員,首先要全面理解、掌握各專業(yè)的工序,設(shè)計的規(guī)定。這樣才有也許統(tǒng)籌各專業(yè)施工隊伍,保證施工的每一種環(huán)節(jié)有序到位。建立問題責(zé)任制度。建立由管理層到班組逐層的貴任制度。建立獎罰制度,在責(zé)任制度的基礎(chǔ)上建立獎懲制度,提高施工人員的責(zé)任心和積極性。建立嚴(yán)格的隱蔽驗收與中間驗收制度。隱蔽驗收中間驗收是做好協(xié)調(diào)管理工作酌關(guān)鍵。此時的工作已從圖紙階段進(jìn)入實物階段,各專業(yè)之間的問題也愈加形象與直觀,問題更輕易發(fā)現(xiàn),同步也最輕易處理和補(bǔ)救。通過各部門的認(rèn)真檢查,可以把問題減少到最小。(3)組織協(xié)調(diào):建立專門的協(xié)調(diào)會議制度、施工中甲方、監(jiān)理人員應(yīng)定期組織舉行協(xié)調(diào)會議,處理施工中的協(xié)調(diào)問題。對比較復(fù)雜的部位,在施工前應(yīng)組織專門的協(xié)調(diào)會,使各專業(yè)隊深入明確施工次序和責(zé)任。這里要強(qiáng)調(diào)的一點是,無論是會簽、會審還是隱蔽驗收,所有制定的制度決不能是一種形式,而應(yīng)是實實在在,或者說所有的技術(shù)管理人員,對自己的工作、簽名應(yīng)承擔(dān)有關(guān)的責(zé)任。這些只有在統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)基礎(chǔ)下,并設(shè)置有關(guān)獎罰措施,才有也許一級一級落到實處。四、發(fā)現(xiàn)問題總結(jié)經(jīng)驗:施工中會出現(xiàn)多種各樣的問題,協(xié)調(diào)管理也不例外,作為技術(shù)管理人員,要善于不停地總結(jié)前人的或者是此前工作中的經(jīng)驗教訓(xùn)。施工中協(xié)調(diào)部分的常見問題:電氣部分與土建的協(xié)調(diào):多種電氣開關(guān)與門啟動方向之間的關(guān)系,暗埋線管過密(配電箱比線處等)對構(gòu)造梁半的影響,線管在施工中的堵塞等。給排水與建筑構(gòu)造的協(xié)調(diào):衛(wèi)生間等地方給排水管線預(yù)留空洞與施工后衛(wèi)生潔具之間的位置,以及管線標(biāo)高,部分穿樓板水管的防滲漏。建筑的外表、功能與構(gòu)造的關(guān)系:多種預(yù)制件、頂埋件、裝飾與構(gòu)造的關(guān)系,施工的特點、規(guī)定。各輔助專業(yè)之間的協(xié)調(diào):多種消防、通風(fēng)管線穿梁時,樓面凈空與否影響構(gòu)造與使用,大型設(shè)備的安裝通道,附件的預(yù)埋深度,以及弱電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等五、提高專業(yè)管理人員、施工人員的業(yè)務(wù)水平、綜合素質(zhì):產(chǎn)品質(zhì)量的好壞與從業(yè)人員的水平素質(zhì)密不可分。在做好管理的同步,此加強(qiáng)施工管理人員的技術(shù)培訓(xùn),專業(yè)水平的提高,以及對新技術(shù)產(chǎn)品的理解掌握。培養(yǎng)施工人員的敬業(yè)精神與細(xì)致的工作作風(fēng)、施工中不遺瑣碎,不留后患。施工中的協(xié)調(diào)工作,牽涉面廣且又瑣碎。只有突出各專業(yè)協(xié)調(diào)對施工的重要性,加強(qiáng)這方面的管理,同步做好每一部分的工作,才有也許把問題、隱患消滅在萌芽狀態(tài),保證工程質(zhì)量。引言

近幾年,伴隨大批高層建筑及高等級公路的建設(shè),作為基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式——鉆孔灌注樁,在現(xiàn)階段的施工中得到了廣泛應(yīng)用。但在施工過程中因工藝落后、地下施工,狀況不明確等原因仍存在較多問題,本文著重從工程實踐及監(jiān)理的角度,對鉆孔灌注樁的重要問題進(jìn)行探討。二.施工監(jiān)理與工程管理按照國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范施工并不存在什么困難,然而施工質(zhì)量卻常常達(dá)不到規(guī)定,如施工單位在施工中能對最微弱的環(huán)節(jié)予以關(guān)注,予以加強(qiáng),就能收到事半功倍的效果。下面對鉆孔灌注樁施工中影響承載力及的施工監(jiān)理的要點作一剖析。(一)施工監(jiān)理要點1.孔的垂直度鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要一環(huán),目前絕大多數(shù)的施工現(xiàn)場不檢查垂直度,有的單位沒有檢查設(shè)備或主線不懂得怎樣檢測,有的單位則因測孔斜費(fèi)時費(fèi)力不愿多此一舉。斜率超標(biāo),樁的受力狀態(tài)被變化,樁頭偏位,影響上部構(gòu)造質(zhì)量,嚴(yán)重影響鋼筋籠的安頓;在砂土類地層中孔壁極易塌孔,沉渣不適宜清除。為防止鉆孔傾斜,在鉆機(jī)就位和鉆孔過程中,要隨時注意校核鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正。對于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其他硬物的情形,施工前必須作好準(zhǔn)備。在不均勻地層中鉆孔時,鉆機(jī)自重大、鉆桿剛度大較為有利。進(jìn)入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時,鉆速要打慢檔。處理大孤石和堅硬巖石,采用自重大的復(fù)合式牙輪鉆或換用沖擊鉆都是有效的措施。

導(dǎo)正裝置經(jīng)工程實踐表明,也是防止孔斜的簡樸有效的措施。終孔后再發(fā)現(xiàn)孔斜糾正起來費(fèi)時費(fèi)力,且修孔常使樁的充盈系數(shù)增大,最大達(dá)1.6以上。2.孔深在惡性工程事故的樁基工程中,孔深不到位的例子諸多,對于孔深的量測應(yīng)是監(jiān)理工作的重點,實際操作中應(yīng)注意的問題有:(l)測量有誤達(dá)不到設(shè)計深度。一般施工隊常用的測繩一經(jīng)水泡就會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,有的收縮量可達(dá)

lcm/lm左右,測50m的孔就會產(chǎn)生0.5m左右的誤差。更大的測量誤差是由于測繩易斷引起的,斷了后來不懂得的人仍以斷處為起點繼續(xù)使用,往往可差數(shù)米。采用細(xì)鋼絲測繩要當(dāng)心數(shù)標(biāo)松動錯位。徹底防止誤測的措施是在施工現(xiàn)場或附近地面上設(shè)置長度標(biāo)識作為準(zhǔn)繩,每次終孔一定把測繩拿去核算。(2)鉆孔入巖深度達(dá)不到設(shè)計規(guī)定,更多的是由于地層分布不均勻,如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導(dǎo)致判斷失誤。因此入巖深度的控制應(yīng)引起設(shè)計、施工和質(zhì)檢部門的共同重視。入巖深度的控制因鉆孔工藝不一樣而有所區(qū)別。反循環(huán)工藝和沖擊鉆成孔的樁,可采用巖樣鑒別法。此外,還需注意每個樁的入巖和終孔的巖樣最佳留樣立案,直至工程使用正常,沉降穩(wěn)定。正循環(huán)工藝成孔的樁由于取不到完整巖樣確定嵌巖深度很困難。較可靠的措施是認(rèn)真分析鉆探資料,根據(jù)各鉆孔土層分布狀況綜合評判場地地質(zhì)概況,然后做出巖層分布的等高線圖,按等高線圖確定成孔深度。因本法有一定的隨機(jī)性,應(yīng)合適加大安全系數(shù),有時尚需合適補(bǔ)充鉆探孔,在某些缺乏鉆孔的控制區(qū)域,也可用鉆機(jī)換取芯鉆頭直接取巖芯鑒定。正循環(huán)工藝采用的措施難度大。3.孔徑在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的粘性土和粉士中鉆孔輕易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。尤其要重視液性指數(shù)

IL>0.75呈軟塑狀態(tài)和流塑狀態(tài)的粘性土而在

IL>1.0

呈流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)軟土層成孔縮孔現(xiàn)象更不可防止。與孔徑有關(guān)的質(zhì)量問題有:(l)由于孔徑不不小于規(guī)范規(guī)定,樁的截面縮小,承載能力減少,實際上減少了樁的安全系數(shù)。(2)軟弱土層一般都在地層上部,縮頸現(xiàn)象也發(fā)生在此段,而樁的內(nèi)力也是上段大,輕易導(dǎo)致樁身抗壓強(qiáng)度不夠而破壞。(3)由于孔徑達(dá)不到規(guī)定,導(dǎo)致鋼筋籠無保護(hù)層,樁的抗壓彎能力減弱或喪失。防治的重要措施是加強(qiáng)對孔徑的檢測與控制,提高泥漿質(zhì)量,增大泥漿比重和粘性及稠度。鉆頭直徑應(yīng)合適加大,也可采用處理孔斜的導(dǎo)正器法,在導(dǎo)正器上焊一定數(shù)量的合金刀片,在鉆進(jìn)或起鉆的過程中起掃孔作用。此外在易于產(chǎn)生縮孔的土層中施工,減少空孔時間也是非常重要和有效的措施。4.

泥漿在鉆孔灌注樁的施工中,無論對于成孔質(zhì)量還是最終對樁的承載能力的發(fā)揮,泥漿質(zhì)量都是相稱重要的原因。目前樁基施工隊伍絕大多數(shù)缺乏對泥漿質(zhì)量和泥漿管理的重視,泥漿質(zhì)量差,其后果是:(1)形成不了護(hù)壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脫落,導(dǎo)致孔壁穩(wěn)定性差,在砂性土地層易于塌壁,在流塑狀粘土層則易于縮孔。(2)泥漿稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮質(zhì)量差、厚度大,大大減少樁的側(cè)摩阻力。(3)稠漿在鋼筋籠鋼筋上沉積粘附,導(dǎo)數(shù)鋼筋與砼握裹力減少。泥漿比重過大,使得砼水下灌注阻力增大,減少砼的流動半徑,使砼骨料大部分堆積在樁芯部位,而鋼筋籠外幾乎無骨料,不僅樁身質(zhì)量不好并且樁的側(cè)摩阻力也難以發(fā)揮。有的工程計算承載力為14000kN以上,而靜載試驗不到5000kN就破壞,其中就有泥漿的影響。在空氣中坍落度為21cm、擴(kuò)散直徑為38cm的砼,在水中坍落度下降為16.5cm、擴(kuò)散直徑為30.5cm,而在比重為1.2的泥漿中,坍落度則為14cm,擴(kuò)散直徑只有27cm。因此,對泥漿質(zhì)量的管理決不是個小問題,監(jiān)理一定要嚴(yán)格規(guī)定施工單位按規(guī)范規(guī)定嚴(yán)格控制。5.沉渣與沉淤一般把沉渣與沉淤混為一談,但凡孔底的沉積物統(tǒng)稱沉渣,實際上是有區(qū)別的。沉渣是鉆孔過程中鉆機(jī)切削和孔壁塌落的巖士,重要是砂、礫石和碎巖硝等,而沉淤則是比重大、稠度大的劣質(zhì)泥漿由于空孔時間過長沉淀而成的流塑狀混合物,沉淤的厚度往往不小于沉渣,沉渣與沉淤均在樁底形成軟弱隔層,能導(dǎo)致端承力喪失殆盡。沉淤的控制重要是提高泥漿質(zhì)量和減少空孔時間。沉渣的清除采用反循環(huán)成孔工藝能到達(dá)很好的效果速度能到達(dá)2~3m/s.是正循環(huán)的40倍以上,故攜渣能力強(qiáng)。為此,可采用正循環(huán)成孔,氣舉反循環(huán)清孔的工藝。此法現(xiàn)場只需增長一臺6m3的空壓機(jī)即可,費(fèi)用不大,簡便易行,效果良好。采用該法,關(guān)鍵是控制好孔內(nèi)泥漿面的落降,落降快、落差大則易塌孔,因此補(bǔ)漿要跟上,并且抽渣時間要短。實踐證明,應(yīng)用得當(dāng),樁的承載力能大幅度提高。無論采用反循環(huán)還是正循環(huán)成孔工藝,都應(yīng)重視砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分鐘左右,首先抽出一定的沉渣,另首先泥漿的抽吸作用導(dǎo)致一部分沉渣、沉淤上浮,并且短時間內(nèi)不會沉淀。

此時灌注砼,砼墜落的巨大沖擊力還能濺除最終殘存的部分沉渣與沉淤,可基本上將孔底沉渣清除潔凈。6.砼灌注砼灌注是最終一道也是最關(guān)鍵的一道工序。首先必須嚴(yán)格按設(shè)計強(qiáng)度配制砼。許多施工單位都是現(xiàn)場攪拌砼,其常見問題是:1)砂石的含泥量偏大;2)配料的計量不精確;3)水泥保管不善受潮。水下砼灌注由于阻力大不易流暢灌入,于是施工單位常隨意加大水灰比,增大塌落度便于砼灌注,成果砼的強(qiáng)度等級嚴(yán)重減少。質(zhì)檢和設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)理,決不能輕易相信試塊的試驗成果。在保證砼質(zhì)量合格的前提下,導(dǎo)管法水下灌注砼質(zhì)量難以控制的重要原因是:1)不能象上部構(gòu)造施工那樣逐層振搗;2)由于導(dǎo)管埋在泥漿和砼中,砼的灌入阻力是相稱大的,

灌入阻力可按下式估算:R=π(D2—d2)(l1rw+l2rh)/4

(l)式中,

D為樁直徑;d為導(dǎo)管直徑;

rww為泥漿重度;rh為砼重度;

要克服很大的灌入阻力保證砼樁身質(zhì)量,必須有相稱大的沖擊力,沖擊力越大,完畢每一斗砼灌注的時間越短,砼樁身越均勻。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料,不一樣材料、不一樣粒徑則摩擦系數(shù)不一樣樣,因此僅靠靜力平衡產(chǎn)生的超壓力緩慢流淌,則易導(dǎo)致砼粗骨料在樁芯堆積,隨半徑增大而遞減。樁身不勻,則影響樁的抗壓強(qiáng)度。目前最常見的水下砼灌注法的缺陷是:(l)

在向大斗投料過程中,砼的絕大多數(shù)勢能在撞擊大斗壁的碰撞中損耗掉,砼料落人導(dǎo)管中不持續(xù),形不成較大的沖擊能量,使砼沒有足夠的力量向四面擠壓、擴(kuò)散,樁的摩阻力嚴(yán)重減少。此外,還輕易使樁身不均勻。(2)

砼料絕大多數(shù)要通過反彈再落入導(dǎo)管,輕易導(dǎo)致砼離析和堵管。(3)

吊臂上下移動速度慢,產(chǎn)生不了大的加速度,因此砼料的下落沒有足夠的超壓,導(dǎo)致砼料在導(dǎo)管附近堆積成鐘形斷面。

由于不能將隔漿層水平頂升,在鐘形斷面塌落時輕易裹入泥漿,導(dǎo)致夾泥芯。(4)

由于導(dǎo)管上下移動次數(shù)過于頻繁,使得\o"泥漿"泥漿不停沿導(dǎo)管壁滲透砼中,影響樁身砼質(zhì)量。鑒于以上缺陷,監(jiān)理應(yīng)倡導(dǎo)施工單位使用大體積砼沖擊灌注法,如樁的初斗砼灌注同樣,每一斗灌注都是將2至3方砼在大斗中積蓄夠量,出料口直接插入導(dǎo)管,然后打開活門一次持續(xù)沖擊下去,其長處是:(l)

功能大,沖擊力強(qiáng)。物體的沖擊能量與質(zhì)量和速度有關(guān),在速度相似的狀況下就取決于質(zhì)量。根據(jù)動量原理可得自由落體的平均沖力公式如—下:F=mg[(2h/gt2)0.5+1]

(2)式中,

m為落體質(zhì)量;t為作用時間;h為落體高度;g為重力加速度。假設(shè)大斗方量為2.5m3;,砼容重為22KN/m3

則m約為5.5t,假設(shè)h=30m,

t=1.0s,由式(2)求得F=1872.679kN。

平均沖力是砼自重的34倍,與前面根據(jù)式(l)計算的砼灌入阻力相比大6倍。

實際瞬時沖力的峰值比平均沖力高達(dá)一倍以上。在巨大沖力的作用下,砼的向上頂升力和側(cè)向擠壓力就有了保證,樁的摩阻力和樁身砼密實性都得以提高。(2)

首斗砼灌注沖力大,\o"沉渣"沉渣、沉淤被濺開,樁端與持力層能很好地結(jié)合,保證了端承力的發(fā)揮。(3)

灌注時間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強(qiáng)度能得到保證。但用大體積砼沖擊灌入法應(yīng)注意如下幾種問題:(l)

必須注意排氣技術(shù),防止形成氣堵,使砼料灌不下去。大斗出料口與導(dǎo)管不可用螺扣聯(lián)接成一體,會形成氣堵。應(yīng)改為插入式聯(lián)接方式,大斗出料口外徑比導(dǎo)管內(nèi)徑小2至3cm。此外,還要在出料管活門的下方焊上比導(dǎo)管外徑大2~3cm的法蘭盤。(2)

砼料最佳通過網(wǎng)篩(網(wǎng)眼8~10cm左右)進(jìn)入料斗,防止夾雜大直徑塊石、水泥塊等導(dǎo)致卡管。(3)

砼和易性要好,如砼離析,則輕易在料斗下部和出料口處形成堆積,導(dǎo)致出料困難,同步也輕易堵塞導(dǎo)管.(4)

砼灌注時,吊車司機(jī)的配合也至關(guān)重要。當(dāng)打開活門砼料下落時,必須隨砼料的下落不停向上提動導(dǎo)管,提動量要小,注意掌握時機(jī)。實踐證明,有經(jīng)驗的吊車司機(jī)對縮短砼的灌注時間,防止卡管、堵管事故,起相稱大的作用。(5)

當(dāng)砼灌注到樁頂部位時,為了保持足夠的沖力,必須注意導(dǎo)管要留有一定的長度,一般為10m左右,灌注時及時上撥,保證高度產(chǎn)生沖力,使樁頭部分的砼質(zhì)量不至減少。此外,不可忽視大斗和導(dǎo)管的保養(yǎng),內(nèi)壁光滑可大大減小摩擦\o"阻力"阻力,同步也減少堵管的發(fā)生率。當(dāng)施工單位機(jī)械化程度低時,現(xiàn)場攪拌砼可采用臥式大斗,在地

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