1、复杂混凝土框架结构施工监理内容摘要：结合工程实例，系统介绍江苏广电城电视剧场超大空间、大跨度混凝土结构及大断面预应力混凝土梁施工的重点、难点和注意事项，讨论了施工质量和施工安全方面监理控制的要点。着重介绍高支模排架的稳定控制、变形控制及钢筋混凝土原材料、全过程施工质量控制，为复杂结构施工积累经验。 关键词：大空间、大跨度、大截面、高支模、施工安全、原材料质量、全过程控制 中图分类号：TU714 文献标识码： A 工程概况 1.1 工程规模及概况描述 江苏广电城位于南京市北京东路 4 号，工程建筑面积 125899m2，地下 2 层，主楼地上 36 层，裙楼地上 8 层，为电视工艺用房。裙楼设
2、1200个座位电视剧场（为国内第一座专业电视剧场）一座（如图一） ，为钢筋混凝土框架结构，结构形式较为复杂，剧场包括池座区和舞台区两大部分，池座 1000m2 为椭圆形，跨度 35m，跨 25 层空间，净空高度 20m。舞台区 1600m2，分侧舞台和主舞台，两侧为侧舞台，跨 23 层空间，跨度 20m，净空高度 10m，主舞台居中，面积 550m2，为机械升降舞台，主舞台的底仓为地下室负一层（结构标高-5.2m） ，顶为裙楼屋面（结构标高 38.00m） ，跨 8 层空间，净空高度 43.2m，整个主舞台区域为一个超大空间结构。舞台与池座分界处台口上空 17.00m 标高至屋面 38.000
3、m 标高段设钢筋混凝土台口桁架梁（HJ-1）一榀，净跨度为 28m。 （如图二） 图一裙楼平面图 图二剧场剖面图 1.2 电视剧场混凝框架结构设计特点及相关参数 电视剧场池座区和舞台区为大跨度大空间结构，均采用大截面钢筋混凝土框架柱和大截面预应力钢筋混凝土梁来实现大跨度大空间的结构需求。 池座区呈椭圆形，东西跨度 35m，南北跨度 30m，池座底板为跨 23层阶梯状折板，南北方向为主受力方向，设置四道 8001700mm 高低跨预应力斜梁，池座顶板东西方向为主受力方向，设置三道 8001500mm预应力梁，与南侧台口桁架梁协同受力承载上部建筑荷载。 主舞台屋面东西长 28.8m，南北长 19.
4、2m，净空 43.2m，屋面标高为38.0m，高出周边裙楼 36.0m 屋面 2m，该高差部分分别设置10003700mm 、10003500mm 预应力屋面梁形成一个“井口” ，主舞台屋面梁板为满足舞台机械设备安装的吊挂荷载需要南北方向设置8001500mm 3 根预应力主梁和 2 根 7001000mm 次梁，东西方向设置 4根 7001000mm 次梁形井字屋盖搁置于“井口”上。 池座与舞台区之间台口为实现 28m 宽净跨、12m 高净空的演出需求，从台口上空 17.00mm 标高至屋面 38.00mm 标高段设置四层大截面预应力钢筋混凝土桁架梁。上下梁与梁之间由钢筋混凝土短柱和斜撑连接
5、，从台口上空标高 17.00m 起自下而上至标高 38.00m 屋面四层预应力钢筋混凝梁截面分别为1000mm2400mm、1000mm1800mm、1000mm1500mm、1000mm3700mm。（如图三） 预应力梁主筋均采用 32HRB400 螺纹钢，箍筋采用 16 HRB400100 螺纹钢，全长加密,腰筋采用 28 HRB400200 螺纹钢，钢筋连接采用滚轧直螺纹方式连接。预应力配筋采用低松弛高强度钢绞线，其抗拉强度标准值为 fptk=1860 N/mm2,强度设计值为 fpy= 1260N/mm2,预应力筋孔道采用金属螺旋波纹管，锚具采用“YM”系列锚固体系，梁板混凝土强度等级
6、为 C40。 1.3 剧场混凝土框架结构施工控制的重点和难点 池座大空间、大跨度区域混凝土梁柱结构均为大截面构件，池座平面为椭圆形，边界构件均为弧线，几何尺寸精度控制难度大。池座底板为跨 23 层阶梯状折板，南低北高，结构高支模排架搭设难度大。 主舞台屋面梁跨 36.0m 和 38.0m 两个标高屋面均为超大截面预应力梁（截面分别为：10003700mm 、10003500mm） ，其混凝土浇筑和预应力施工是质量控制的重点。主舞台屋面东西净跨 28.8m，南北净跨19.2m，净空 43.2m，为超大空间结构，其结构高支模排架搭设及刚度控制、变形控制是施工的难点。 台口桁架梁净跨宽 28m，位于
7、池座与舞台区之间，桁架梁截面大，施工线荷载较大，两侧临空，首道梁和第三道梁两侧不与任何水平构件相连，施工侧向刚度控制是施工重点和难点。 二 施工方案及监理审查 2.1 大跨度大空间复杂结构高支模排架设计及钢筋混凝结构施工方案描述 池座区域、舞台区域、台口桁架梁均为大空间大跨度混凝土结构，为确保该复杂结构高支模施工的安全，结合现有塔吊的布置位置的起重能力，经过多轮讨论和方案比选，决定采用常规的扣件钢管搭设支模排架。排架设计为：采用 483.0 脚手钢管扣件搭设，按梁与板按不同的荷载分别计算：10003700mm 梁下设横向 12 根立杆，8001500mm 梁下设横向 5 根立杆， 600100
8、0、7001000、600900 屋面梁下设横向4 根立杆，立杆纵距均为 0.6m，步距均为 1.6m，水平横杆双向拉通，设双向剪刀撑；板下排架搭设，立杆纵横距为 6001200mm，与梁下立杆模数吻合，步距采用 1600mm，双向水平杆与梁下排架拉通。台口桁架梁两侧临空，对架体南北两侧增设 20 钢丝绳缆风，确保架体稳定和侧向刚度。主舞台屋面净空 43.2m，为了减少立杆接头侧向变形及施工动荷载对高支模排架稳定的影响，在主舞台周边的各层已完成的砼梁面按 1.2m 模数埋入短钢管，排架的横杆与短钢管拉结固定，排架与周边的砼结构顶紧或与周边的柱用钢管夹固。在池座顶板和主舞台屋面大空间的梁交点荷载
9、集中位置设置 4 个脚手钢管加强搭构架（类似于塔吊塔身形式）的加强区，提高整体排架的承载能力和空间刚度。为减小砼浇筑过程中振捣和泵管搏动对高支模排架稳定的威胁，施工过程严格严格控制施工载，混凝土浇筑对称进行，确保排架对称受力。 2.2 专项施工方案审查 监理重点审查了施工方案支撑系统的计算书、支撑系统构造措施、砼浇筑方法、浇筑程序、质量安全保证措施，同时也对施工方案的形式进行了审查，确认了方案编制、审核、审批手续及施工单位技术负责人签字。根据建设部 87 号文件危险性较大的分部分项工程安全管理办法要求，模板支撑系统高度超过 8m，跨度超过 18m，线荷载大于 15kN/m，其模板支撑系统设计部
10、分安全专项施工方案应按规定进行专家论证。施工单位按文件要求组织专家对模板支撑系统专项施工方案进行论证。专家提出如下意见：（1）支撑立杆立于楼面，由于荷载较大必须在立杆下通长铺槽钢或垫板，建议下层原施工排架支撑保留不拆或在下层结构对应位置增加立杆对传递上部荷载；（2）支撑立杆与顶部横杆必须采用双扣件，拧紧力矩应达到 4065Nm 且应 100%检查；（3）支撑排架应分层设置防坠落安全网，确保搭设和拆除安全。施工单位将专家书面意见作为附件对原方案进行了完善，并按程序完成了申报手续。 2.3 模板支撑体系设计计算审查 以截面最大梁（1000mm3700mm）进行验算为例： （1）钢筋混凝土自重标准值
11、：1m3.7m25kN/m3=92.5 kN/m； （2）模板及支架（木枋、钢管、扣件）自重标准值：5.0 kN/m； （3）混凝土浇筑时产生的荷载标准值：梁宽2.0 kN/m2=2.0 kN/m； （4）施工人员及设备的的荷载标准值：梁宽1.0 kN/m2=1.0 kN/m； （5）荷载设计值（钢筋混凝土自重、模板及支架自重分项系数为1.2，混凝土浇筑、人员施工荷载分项系数为 1.4）：（92.5 kN/m+5.0 kN/m）1.2+（2.0 kN/m +1.0 kN/m）1.4121.2 kN/m； （6）立杆所受的力为偏心压力，步距为 1.6m 偏心距为 53mm，经计算偏心受压下稳定承
12、载力设计值为 13.8 kN：121.2 kN12=10.1 kN13.8 kN 安全； （7）双扣件抗滑移承载力取值为 12.8 kN：10.1 kN12.8 kN 安全。三 支撑排架搭设和拆除控制要点 3.1 模板支撑体系材料质量控制 建筑市场钢管、扣件质量良莠不齐，不合格现象普遍，不加以控制及易给施工埋下安全隐患，尤其是高支模支撑体系更应重视，因此监理对钢管、扣件质量进行如下预控： （1）要求施工单位购买或租赁钢管、扣件必须具有产品合格证、生产许可证，签购买或租赁合同时要明确产品质量责任； （2）进场钢管壁厚不小于 3.0mm，表面应平直光滑、不应有裂缝、结疤、硬弯、毛刺、压痕、划痕和孔
13、洞； （3）进场扣件应检查，按比例抽样送检，有裂缝、变形、螺栓丝扣不完整严禁进场； （4）用于高支模支撑脚手架的钢管、扣件要求统一着色，以防和其它部位脚手架钢管、扣件混用。 3.2 模板支撑体系搭设及拆除要求 搭设质量缺陷往往是造成高支模支撑脚手架坍塌事故的重要原因，主要表现为未按规范和设计施工方案搭设，如杆件间距步距偏大、立杆顶部双扣件拧紧力矩不足、杆件搭接不规范、扫地杆设置不规范、剪刀撑设置不到位等。为确保高支模支撑脚手架搭设质量，监理从以下方面进行了预控： （1）要求施工单位明确高支模支撑脚手架现场施工技术负责人，负责高支模支撑脚手架搭设、砼浇筑过程中及拆除全过程管理工作； （2）要求搭
14、设对高支模支撑脚手架的操作工必须是专业架子工（持有特殊工种上岗证） ，搭设和拆除之前现场施工技术负责人必须对其进行技术和安全交底，并填写交底纪录； （3）高支模支撑脚手架搭设完成必须进行自检和报验，监理应对照高支模支撑脚手架施工方案、专家论证意见、相关规范规定进行验收，重点检查：立杆垂直度偏差应1/500、立杆接头形式（应为对接接头） 、立杆接头是否错开（同一截面错开500mm） 、扫地杆应双向连续设置、剪刀撑应连续设置、连墙件应可靠连接、立杆顶部双扣件拧紧力矩必须达到 4065Nm（专业扳手抽查） 。 （4）高支模支撑脚手架拆除前应向监理办理拆除申请，待监理确认条件具备方可进行拆除施工。拆除
15、亦应由专业架子工进行。 四 钢筋工程施工质量控制 4.1 钢筋原材料质量及加工质量控制 按规范要求审查核对钢材、直螺纹接头、应力波纹管、钢绞线、锚具原材料质保书，预严格按批量进行见证取样抽检、复试，并审查复试报告的有效性、准确性和完整性，严控材料进场质量检查关，杜绝不合格材料流入。加强了对钢筋、钢绞线下料尺寸和直螺纹接头加工质量的检查力度，监理重点针对箍筋几何尺寸、弯钩角度和长度、主筋锚固长度、直螺纹丝扣加工质量进行平行检查并做好记录。 4.2 钢筋连接及预应力安装质量控制 由于该结构大梁主筋采用 32、28、25，规格较大，跨度最长近 30m，配筋量较大，上下层钢筋均分二排配置，为确保钢筋安
16、装施工质量除要求施工单位施工过程施工管理和施工质量自查力度外，监理重点对如下方面进行质量控制：抽查钢筋直螺纹接头拧紧力矩、外露丝扣数量、接头位置和同一截面街头数量；检查钢筋支座的锚固长度，检查二排钢筋有效高度及是否有效固定；抽查钢筋保护层厚度和起步箍筋位置。波纹管及预应力筋铺设质量是结构预应力有效建立的基础，质量控制的重点为：波纹管的定位应准确、牢固，应确保浇筑混凝土时不应出现移位和变形；孔道应平顺，端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线；波纹管应密闭良好，接头应严密且不得漏浆，泌水管周边及波纹管端部采用发泡剂密封；预应力筋数量应逐束检查，且应避免预应力筋缠绕。 五 混凝土工程施工及预应力张拉施工
17、质量控制 5.1 混凝土原材料质量控制 由于该屋面钢筋混凝土梁为大跨度、大截面构件，钢筋较密，又涉及预应力波纹管预埋，为确保混凝土浇筑施工质量，预防混凝土收缩裂缝和温度裂缝，监理提出参照基础大体积混凝土要求对屋面 C40 混凝土原材料和配合比进行调整,采用 42.5 号普通硅酸盐水泥 1030mm 粒径石子，中粗砂，混凝土坍落度控制在 160180 mm，后期证实效果较好。 5.2 混凝土浇筑施工质量和安全控制 主舞台屋面大空间、台口桁架梁，排架支撑系统侧向刚度较薄弱，尤其0.00三层（17.00 mm）主舞台周边为剧场池座和侧舞台大空间问题更为突出，为保证支撑体系的稳定和降低施工载荷，在台口
18、桁架梁和主舞台屋面混凝土浇筑时监理要求施工单位放弃混凝土泵而改用塔吊吊斗进行浇筑，由大梁的两端同时向中间分层、对称推进。为便于浇筑过程中能够有效观察排架支撑系统变形影响，混凝土浇筑选择在白天进行。混凝土浇筑前要求施工单位做好混凝土浇筑进行技术交底，规范浇筑作业。混凝土浇筑过程中要求施工单位项目经理、技术负责人、安全员在现场全过程监控，并安排专职人员根据监测数据观察模板及其支撑系统的变形情况，监理亦安排专人对混凝土浇筑过程进行旁站。 5.3 混凝土养护 为防止混凝土收缩裂缝和温度裂缝等有害裂缝的产生，监理建议大截面混凝土构件侧模高出混凝土梁板面标高 10cm，对混凝土采用蓄水形式进行养护，要求在
19、浇筑完成 4860 小时放松侧模对拉螺栓，使侧模与混凝土脱开 25mm，确保侧面混凝土处于湿润状态，并且采用动态形式保持蓄水面高度5cm。后期证实效果较好。 5.4 预应力张拉阶段质量控制 预应力筋张拉是整个预应力施工的关键，它将最终决定构件中预应力建立的成败。由于混凝土梁跨度较大、钢绞线较长，为确保预应力值有效建立，按常规方法张拉，可能导致实际伸长值与理论伸长值之间存在较大偏差，因此监理要求提高初始张拉应力（由 0.2con 提高到0.3con） ，从而减少初始张拉应力值以下推算伸长值的偏差。张拉以应力控制为主，并辅以伸长值校核。千斤顶与油表应按配套标定严格对应使用。张拉程序为：00.3con（量初值）0.6con1.03con（量终值） 锚固。控制要点如下： （1）安装锚具前必须把梁端埋件清理干净，先装好锚板，后逐孔装上夹片。 （2）安装张拉设备时，千斤顶张拉力的作用线应与预应力筋末端的切线重合。 （3）张拉时，应先从零加载至量测伸长值起点的初拉力，然后分级加载至所需张拉力，要严格控制进油速度，回油应平稳。 （4）张拉过程中，应认真测量预应力筋的伸长，并作好记录，实测伸长值与理论值之差应在 610范围内，否则应停止张拉，待查明原因并采取措施后方可继续张拉。
