王志祥 張小芳
建筑的結(jié)構(gòu)如同人的骨架,是抵抗風(fēng)吹雨打的重要保障,是建筑物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師做為設(shè)計單位重要的一員,要在保證安全的前提下,科學(xué)合理設(shè)計每一環(huán)節(jié),根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況,確定建筑物的結(jié)構(gòu)類型與體系,然后以計算分析的結(jié)果和相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范為依據(jù),進(jìn)行施工圖設(shè)計。在工程項(xiàng)目土建施工階段,是設(shè)計單位配合施工的主要實(shí)施者。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工質(zhì)量是相輔相成的,只有設(shè)計與施工兩者之間互相協(xié)調(diào),才能使設(shè)計更為合理,給施工單位及建筑投資單位都帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
1、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的可施工行
結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師與施工的配合從結(jié)構(gòu)設(shè)計階段就開始了。結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的成果是結(jié)構(gòu)施工圖,結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的構(gòu)想必須經(jīng)過施工過程、由施工單位建造出來。在目前我國的建筑市場尚不完全規(guī)范,一定范圍內(nèi)存在圍標(biāo)串標(biāo)、非法轉(zhuǎn)包、肢解發(fā)包、施工單位水平參差不齊、施工現(xiàn)場大量使用不熟練的工人等現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計時需要顧及這些現(xiàn)實(shí)情況,結(jié)構(gòu)方案、選型和構(gòu)件設(shè)計、細(xì)部構(gòu)造都要兼顧施工可行性,越是容易施工,工程質(zhì)量就越容易保證,越不容易出問題。
例1:某混凝土框架結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果大部分柱為構(gòu)造配筋,設(shè)計者從節(jié)省的角度對柱縱筋采用HRB335鋼筋、對梁縱筋采用HRB400鋼筋。這樣處理的話施工現(xiàn)場就存在直徑相同而強(qiáng)度不同的兩種變形鋼筋,僅從外觀難以分辨這兩種鋼筋,只有從刻在鋼筋上的標(biāo)號以及出廠銘牌才能區(qū)分,施工現(xiàn)場管理混亂的話就有可能發(fā)生混淆錯用。在設(shè)計階段施工單位還沒有確定,施工單位的技術(shù)能力和管理水平如何還是個未知數(shù),因此筆者建議對某些施工單位管理水平普遍較低的地區(qū)不要輕易這樣處理。
2、 設(shè)計交底和圖紙會審
設(shè)計交底和圖紙會審一般多是同一場合、同一時間在建設(shè)單位主持下進(jìn)行。設(shè)計交底時指在施工圖完成并經(jīng)審查合格后,設(shè)計單位在設(shè)計文件交付施工時,按法律規(guī)定的義務(wù)就施工圖設(shè)計文件向施工單位和監(jiān)理單位做出詳細(xì)的說明。結(jié)構(gòu)設(shè)計交底不能只拿著結(jié)構(gòu)總說明照本宣科,應(yīng)該有針對性的向施工單位和監(jiān)理單位解釋結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的設(shè)計意圖及新技術(shù)、新工藝、新材料的施工注意事項(xiàng);加深施工單位和監(jiān)理單位對設(shè)計文件特點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)的理解,掌握關(guān)鍵工程部位的質(zhì)量要求,確保工程質(zhì)量。圖紙會審是參建各方在詳細(xì)閱讀設(shè)計文件后,站在自己實(shí)施方立場看,圖紙表達(dá)上存在漏、缺、誤或各專業(yè)工種間有沖突問題需要設(shè)計來解決;實(shí)施方可能有沒看明白的問題需要清楚;選用材料與市場、施工設(shè)備、現(xiàn)場環(huán)境等的矛盾或有建設(shè)性建議供設(shè)計參考等等,設(shè)計人當(dāng)場能答復(fù)的或考慮后答復(fù)的,記錄在案形成文件,經(jīng)過規(guī)定程序后作為與施工圖同等效律的文件指導(dǎo)施工。設(shè)計交底和圖紙會審是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),是保證工程質(zhì)量的前提,更是保證工程順利施工的主要步驟。
3. 加強(qiáng)施工過程中的設(shè)計與施工的協(xié)作
施工階段,結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)常要到施工現(xiàn)場參加隱蔽驗(yàn)收、基礎(chǔ)驗(yàn)收、主體驗(yàn)收等工作,在此過程對施工單位提出的合理施工手段要給予支持,對有安全隱患的施工方案要提出異議。有時現(xiàn)場遇見野蠻施工或明顯違反設(shè)計意圖、存在嚴(yán)重安全隱患的施工操作,不能簡單的認(rèn)為這些都是施工方面的事跟設(shè)計沒關(guān)系。下面這個案例或許能說明一點(diǎn)問題。
例2:某廠房為單層門式剛架鋼結(jié)構(gòu),建筑面積約2600㎡,填充墻為高10.8m,厚180mm磚砌體,設(shè)計圖紙要求“先做主體后砌筑填充墻體”,并有鋼柱與填充墻的連接大樣。該廠房在施工過程中突然發(fā)生填充墻倒塌事故,倒塌墻體面積約1500 m2,造成5名民工死亡,22人受傷。這是當(dāng)?shù)亟▏詠韨鋈藬?shù)最多的一次建筑工程安全事故,在社會上引起強(qiáng)烈反響。事故主要原因是施工單位沒有按照設(shè)計要求進(jìn)行施工,既沒有先安裝鋼柱,也沒有另外加墻體支撐系統(tǒng),砌起了一幅長達(dá)140m,高10.8m的大墻,而墻體(包括構(gòu)造柱和圈梁)厚度僅180mm,穩(wěn)定性明顯不滿足要求,最終導(dǎo)致大面積填充墻整體倒塌,釀成慘劇。事后除施工單位、監(jiān)理單位受到相應(yīng)處罰外,設(shè)計單位、負(fù)責(zé)該工程的注冊結(jié)構(gòu)工程師和具體設(shè)計人也受到處罰,處罰理由是:施工進(jìn)行很長一段時間,設(shè)計人也多次到現(xiàn)場參加驗(yàn)收并簽字,對如此明顯違反設(shè)計意圖的施工方案、存在安全隱患的施工流程未加制止。
有鑒于此,建議結(jié)構(gòu)工程師發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重安全隱患的施工操作時要向施工單位和監(jiān)理單位發(fā)函要求整改,并留下簽收的書面記錄,不要認(rèn)為這是多管閑事。如遇拒絕簽收的,應(yīng)根據(jù)問題的嚴(yán)重程度酌情考慮向建設(shè)行政主管部門(如工程安全監(jiān)督站等)反映匯報。
4.處理施工質(zhì)量問題
由于建筑工程具有結(jié)構(gòu)類型多、露天作業(yè)多、施工環(huán)境條件多變、交叉施工等特點(diǎn),在施工過程中稍有疏忽,極易發(fā)生工程質(zhì)量問題。當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問題時,結(jié)構(gòu)工程師要因地制宜,靈活處理,通過分析、論證,制訂出科學(xué)的處理方案盡快予以處理。這需要結(jié)構(gòu)工程師扎實(shí)的理論基礎(chǔ),充分了解規(guī)范條文的背景和意圖。
例3:某廠房為鋼筋混凝土框架,2層和天面預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁跨度16.4m,兩跨,設(shè)計混凝土強(qiáng)度C40,采用回彈法對2層和天面預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁進(jìn)行抽檢,發(fā)現(xiàn)有3根預(yù)應(yīng)力框架梁混凝土強(qiáng)度實(shí)測值低于設(shè)計要求,最小值為36.9MPa。設(shè)計單位認(rèn)為規(guī)范要求預(yù)應(yīng)力梁的最低強(qiáng)度為C40,因?qū)崪y強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計值C40,必須采取補(bǔ)強(qiáng)措施。最后參建各方?jīng)Q定采用粘碳纖維布進(jìn)行加固。設(shè)計人員沒有很好了解規(guī)范條文,造成了不必要的加固量?;炷烈?guī)范第4.1.3條條文說明指出:“考慮到結(jié)構(gòu)中混凝土的實(shí)體強(qiáng)度與立方體試件混凝土強(qiáng)度之間的差異,根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析并參考其他國家的有關(guān)規(guī)定,對試件混凝土強(qiáng)度的修正系數(shù)取為0.88”?;炷翉?qiáng)度等級是按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcuk)確定,實(shí)測混凝土強(qiáng)度結(jié)果屬于結(jié)構(gòu)中混凝土實(shí)體強(qiáng)度,修正為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件混凝土強(qiáng)度時,可除以修正系數(shù)0.88。按實(shí)測最小值36.9MPa換算成強(qiáng)度等級為41.9MPa??梢娫?根梁雖然實(shí)測混凝土強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計強(qiáng)度等級,但即使不作加固其承載力已滿足要求,頂多考慮耐久性做適當(dāng)處理即可。
5、促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師與施工單位的交流與溝通
結(jié)構(gòu)工程施工是一項(xiàng)比較復(fù)雜而且相當(dāng)耗時的工作。在施工過程中會不可避免的出現(xiàn)各種需要解決的問題,其中也會有很多繁瑣的細(xì)節(jié)需要明確,因此,施工單位要預(yù)先與結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師進(jìn)行有效的交流與溝通,對設(shè)計圖紙進(jìn)行全面準(zhǔn)確的了解,實(shí)現(xiàn)施工工作的順利進(jìn)行。結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師要有責(zé)任心,認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Υ约旱墓ぷ?,在與施工單位進(jìn)行交流時,要注意根據(jù)實(shí)際狀況采用相應(yīng)的交流方式。有些事情比較復(fù)雜難以說清,很難在口頭上得到全面的解決。在這種情況下,可以用本子記錄下來要解決的問題,同時在口頭上加以說明,這樣可以避免一些問題的遺漏。
6.結(jié)語
結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師一定要理解配合施工的重要性,優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師一定是喜歡跑工地的,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)建筑安全,施工過程能否貫徹設(shè)計意圖是非常重要的,只有通過施工才能將結(jié)構(gòu)工程師的構(gòu)想變成現(xiàn)。設(shè)計是施工的先導(dǎo),能指導(dǎo)施工的進(jìn)程,而施工則是設(shè)計的最佳體現(xiàn)。只有提高設(shè)計與施工的配合度,才能使施工的效果達(dá)到最佳狀態(tài),給施工單位及建筑投資單位都帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。