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桂林華廈建設(shè)監(jiān)理有限責任公司 李東輝
摘 要：通過對JGJ149-2006規(guī)程的解讀，結(jié)合異形柱的特點，闡述對異形柱結(jié)構(gòu)體系施工質(zhì)量控制的認識，提出工程監(jiān)理的質(zhì)量控制點。
關(guān)鍵詞：異形柱 規(guī)程 施工 監(jiān)理質(zhì)量
1． JGJ149-2006規(guī)程對施工提出了高要求
《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ149-2006）（以下簡稱“規(guī)程”）作為行業(yè)標準已于2006年3月9日發(fā)布，自2006年8月1日起實施。
規(guī)程的發(fā)布給予正處在蓬勃發(fā)展而又缺乏設(shè)計、施工依據(jù)的建筑業(yè)來說，恰似久旱逢雨，拍手稱快。從此，缺少混凝土異形柱技術(shù)規(guī)程的地區(qū)走出了困境，不再為設(shè)計、施工和監(jiān)理缺少針對性強的依據(jù)而困惑，避免了“套用”其他地方標準的尷尬。同時，規(guī)程的發(fā)布有利于混凝土異形柱結(jié)構(gòu)體系的有序發(fā)展，很大程度上保證了所建工程的安全性和經(jīng)濟性。
T形、L形、十字形等截面異形的柱代替具有雙向?qū)ΨQ軸的矩形、圓形構(gòu)件作為豎向支承構(gòu)件，避免了柱、梁在室內(nèi)凸邊、露角，節(jié)約了空間，改善了室內(nèi)景觀，為建筑設(shè)計及使用功能帶來靈活性和方便性。尤其是當前可以結(jié)合墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)等高效的墻體材料作為框架填充墻及內(nèi)隔墻，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)普通磚墻，較好地貫徹和落實國家有關(guān)“節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材”的基本國策。
但同時應看到，異形柱結(jié)構(gòu)與矩形柱結(jié)構(gòu)之間既存在共性，也存在各自不同的特性。尤其是異形柱與矩形柱在截面形狀、內(nèi)力、變形和抗震特性等方面存在顯著的差異，因而使得異形柱結(jié)構(gòu)不僅在設(shè)計上，而且在施工上存在不容忽視的因素，這些因素將會直接影響建筑工程的質(zhì)量。因此，在混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的施工中，必須針對異形柱結(jié)構(gòu)的特點，在施工質(zhì)量上予以嚴格的控制。
2． 異形柱施工特點和質(zhì)量控制
2.1 異形柱截面的肢厚相對于肢高而言，尺寸較小，受到軸壓比限值約束，縱向受力鋼筋和箍筋配置相對矩形截面較為密集，混凝土澆注不易密實，因此，異形柱結(jié)構(gòu)的模板及其支架應根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的形式、荷載大小、地基土類別、施工設(shè)備和材料供應等條件進行專門設(shè)計。模板及其支架須具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，應可靠的承受澆注混凝土的重量、側(cè)壓力和施工荷載。上述特點對模板支撐系統(tǒng)提出嚴格的要求，如何控制模板支護質(zhì)量成為保證異形柱結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的一個重要的條件。
2.2 異形柱結(jié)構(gòu)的縱向受力鋼筋應符合國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001第3.9.2條的要求，對抗震等級二級的框架結(jié)構(gòu)，檢驗所得的強度實測值須符合：
（1）鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25；
（2）鋼筋的屈服強度實測值與標準值的比值不應大于1.3。
這是為了保證二級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地震作用下，出現(xiàn)塑性鉸部位的鋼筋具有足夠的變形能力，即塑性鉸處有足夠的轉(zhuǎn)動能力與耗能能力，從而使采用的異形柱框架體系實現(xiàn)“強柱弱梁、強剪弱彎”的抗震設(shè)計原則。
2.3 施工、監(jiān)理人員必須理解和執(zhí)行“當鋼筋的品種、級別或規(guī)格需作變更時，應辦理設(shè)計變更文件”這一強制性的要求。由于在施工中，受鋼材供貨等多種因素影響，鋼筋在品種、級別或規(guī)格上的代換是難以避免的。而異形柱結(jié)構(gòu)的特點使鋼筋代換帶來的影響更為敏感，因此必須作出嚴格的控制：
（1）不宜以強度等級較高的鋼筋代替原設(shè)計中強度等級較低的縱向受力鋼筋。當需要替換時，應征得設(shè)計人員的同意；
（2）對于抗震設(shè)防的異形柱結(jié)構(gòu)，除應按鋼筋受拉承載力設(shè)計值相等的原則換算，并滿足正常使用極限狀態(tài)外，尚應滿足抗震構(gòu)造措施的要求。
一般情況下，鋼筋代換的原則是代換后的受拉承載力設(shè)計值不降低，但須注意在抗拉力不變的情況下，應力變化可能引起伸長變形的差異。
施工過程中應注意，鋼筋代換會引起混凝土保護層厚的變化和縱向鋼筋間距的變化，而這些變化又往往會引起構(gòu)件混凝土拉應力的變化。拉應力的變化往往是在混凝土表面產(chǎn)生裂縫的原因。同時，對鋼筋直徑變化可能會引起裂縫寬度和耐久性變化的特性不容忽視。
因此，鋼筋代換絕非僅僅是施工的變更，必須經(jīng)設(shè)計者的校核和確認。
2.4 箍筋配置時，應特別注意以下原則：箍筋間距s與縱向鋼筋直徑d之比s/d是異形柱縱向受壓鋼筋壓曲的直接影響因素：s/d大，將會加速受壓縱筋的壓曲；反之，則可延緩縱筋的壓曲，從而提高異形柱截面的延性。對箍筋合理配置的研究發(fā)現(xiàn)，當體積配箍率 相同時，采用較小的箍筋直徑dv和箍筋間距s比采用較大的箍筋直徑dv和箍筋間距s的延性好；只增大箍筋直徑來提高體積配箍率而不減小箍筋間距并不一定能提高異形柱的延性，只有在箍筋間距s對受壓縱筋支撐長度達到一定要求時，增大體積配箍率 ，才能達到提高延性的目的。
2.5 異形柱截面較小，受力鋼筋在焊接連接的質(zhì)量有保證的前提下宜優(yōu)先采用焊接，以方便縱向受力筋的布置，有利于混凝土的澆注。對于小高層住宅建筑，柱縱向受力鋼筋宜采取每兩層焊接連接的方式，不僅符合當前鋼材供貨的規(guī)格，而且體現(xiàn)了“節(jié)材”的原則。
2.6 縱向鋼筋的直徑不應大于25mm，這是因為異形柱肢厚有限。當縱向鋼筋直徑大于25mm時，會造成鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度不足，并造成節(jié)點核心區(qū)鋼筋設(shè)置的困難；但也不應小于14mm。鋼筋直徑小于14mm時，在相同的箍筋間距下，由于s/d增大使柱延性下降。
2.7 由于異形柱構(gòu)件受力鋼筋對混凝土保護層有較高的要求，因此較高強度等級的混凝土由于具有較好的密實性，在嚴格執(zhí)行規(guī)程第7.0.9條異形柱截面不允許出現(xiàn)負偏差的規(guī)定時，對于一類環(huán)境下混凝土強度等級不低于C40的異形柱構(gòu)件，其保護層的厚度最小厚度允許減少5mm。
2.8 異形柱混凝土粗骨料宜采用碎石，其最大顆粒粒徑不宜大于30mm，并應符合《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及試驗方法》JGJ53的有關(guān)規(guī)定。應注意對碎石中堿含量的控制，避免堿－集料反應引起的裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。
2.9 要求每層異形柱混凝土連續(xù)澆筑、分層振搗，且不得在凈高范圍內(nèi)設(shè)置施工縫；框架節(jié)點核心區(qū)的混凝土應振搗密實，并應采用相交構(gòu)件混凝土強度等級的最高值。施工、監(jiān)理人員要充分了解上述要求對保證異形柱施工質(zhì)量的重要性。
2.10 由于異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的肢厚較薄，寒冷季節(jié)施工時應特別注意加強混凝土的養(yǎng)護。冬季施工應符合國家現(xiàn)行標準《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ 104的規(guī)定。異形柱結(jié)構(gòu)在寒流襲擊下抵抗混凝土急劇的收縮變形能力較矩形柱要弱，因此需要注意在施工過程中防止混凝土冷縮的可靠措施。
2.11 與普通框架柱結(jié)構(gòu)相比，異形柱框架結(jié)構(gòu)在軸線位置、層間垂直度、表面平整等尺寸允許偏差上更為嚴格，在截面尺寸偏差上不允許負偏差。這是由于偏差所導致的質(zhì)量問題涉及到縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度、框架梁與異形柱連接的可靠性、異形柱框架核心區(qū)構(gòu)造的合理性，因此規(guī)程特別要求施工單位在制訂施工方案時應針對異形柱結(jié)構(gòu)的特點，提出專門的施工技術(shù)方案并嚴格執(zhí)行。
2.12 其他要求：
（1）規(guī)程條文6.1.2規(guī)定異形柱結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于C25，亦不應高于C50。這主要是考慮到C50以上等級的混凝土在力學性能、本構(gòu)關(guān)系等方面與一般強度混凝土有著較大的差異。高于C50時，異形柱的結(jié)構(gòu)性能、計算方法、構(gòu)造措施等尚缺少深入的研究，因此尚未納入規(guī)程的采用范圍；
（2）墻體材料關(guān)系到結(jié)構(gòu)體系計算結(jié)果和影響建筑抗震性狀，因此不得隨意更改和超越設(shè)計要求；
（3）異形柱肢體及節(jié)點核心區(qū)尺寸較小，柱肢損壞對結(jié)構(gòu)的安全影響較大。水、電、燃氣等管道和線纜安裝時，不應損傷或削弱異形柱截面。
以上要求雖然看似瑣碎，但因涉及到異形柱構(gòu)件的安全性、可靠性，因此不可忽視。
3． 混凝土異形柱施工質(zhì)量控制點
混凝土異形柱結(jié)構(gòu)是最近十多年在全國各地蓬勃發(fā)展的一種經(jīng)濟型結(jié)構(gòu)體系，受到廣大用戶和房地產(chǎn)開發(fā)商的歡迎。同時在實踐中也取得較好的效益。
據(jù)有關(guān)信息報道，南寧市某小區(qū)等六個項目，采用混凝土異形柱結(jié)構(gòu)住宅的建筑面積達21.34萬m2。與普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，異形柱框架結(jié)構(gòu)住宅的每m2造價降低了31.27元，有效使用面積增加2.8%，取得了較好的經(jīng)濟效益。
但異形柱特殊的截面形狀和受力性狀，使得施工質(zhì)量控制成為整個工程質(zhì)量的決定性因素。因此，除應按照現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204-2002執(zhí)行外，還應與設(shè)計單位密切配合，針對異形柱結(jié)構(gòu)的特點，結(jié)合施工技術(shù)裝備及施工工藝，對結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)造處理等全面考慮，嚴格按圖施工，以保證異形柱結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。為此，工程監(jiān)理應特別關(guān)注：
（1）針對異形柱結(jié)構(gòu)的特點，對模板、混凝土用粗骨料、鋼筋和鋼筋的連接等應提出控制施工質(zhì)量的嚴格要求；
（2）針對混凝土異形柱結(jié)構(gòu)節(jié)點核心區(qū)較小，且鋼筋密集，混凝土不易澆注等特點，在施工中應制定相應的質(zhì)量控制措施；
（3）考慮異形柱截面尺寸較小，表面系數(shù)較大的特點，應制定整個施工過程中可靠的養(yǎng)護措施；制定寒冷季節(jié)施工的有效的養(yǎng)護措施以及防止寒潮襲擊時混凝土急劇收縮的可靠措施；
（4）用于10～15層小高層住宅時，底部異形柱往往需要較高強度等級的混凝土，而較高強度等級的混凝土存在較大坍落度、高水灰比和高收縮性。同時因混凝土的商品化及泵送、免振等工藝的推廣，混凝土體積穩(wěn)定性變差，收縮加大。反映在樓板因收縮和溫度變化而引起裂縫現(xiàn)象突出，須在混凝土施工中作為養(yǎng)護工藝的質(zhì)量控制點；
（5）異形柱結(jié)構(gòu)施工，須嚴格保證縱向受力鋼筋的保護層厚度，保證截面尺寸只出現(xiàn)正偏差，不允許出現(xiàn)負偏差。
參 考 文 獻
1．《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006
2．《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204－2002
3．《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》GB50319-2000
4．《鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》DG/TJ08-009-2002 J10208-2002
5．《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》（2003年版）
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