高聳構(gòu)筑物關(guān)鍵部位質(zhì)量安全控制案例分析

羅兆青，劉云晉，馮 浩

（山西誠聯(lián)工程項目管理有限公司，山西 長治 046000）

1 工程概況

長治市氣象局多普勒天氣雷達(dá)觀光塔工程（以下簡稱“本工程”）為山西省長治市 2007 年度重點工程，是集氣象預(yù)報、科普教育、旅游觀光于一體的綜合性建筑。該建筑總高為 128.50 m，建筑面積為 4 360 m2，地下 1 層、地上 23 層，屬于框架剪力墻筒體結(jié)構(gòu)。第 1 層為門廳和科普知識展廳，第 5 層為觀光平臺，第 21 層為旋轉(zhuǎn)觀光廳，第23 層為雷達(dá)機房，頂部為雷達(dá)和雷達(dá)罩。塔內(nèi)設(shè)有兩部觀光電梯。該工程建成后將成為當(dāng)?shù)氐淖罡呓ㄖ锖蜆?biāo)志性建筑物。該建筑筒體直徑為 9 m，采用滑模施工工藝；在100 m～104 m 標(biāo)高處設(shè)有直徑為 25 m 的旋轉(zhuǎn)觀光廳，自筒體向外挑出 8.35 m，結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜。該建筑屬于超高建筑，施工難度大，安全防護(hù)等級高，對監(jiān)理工作提出了很高的要求。

2 關(guān)鍵受力部位

本工程的關(guān)鍵部位是 85 m 以上突出筒身的旋轉(zhuǎn)觀光廳及其下部支撐體系，包括突出筒體的沿水平面相隔 60° 的 6個弧形鋼筋混凝土斜支撐，3 層依次外突的弧形箱體（最下一層是滑模改動筒體厚度滑上去的實心部分），6 個扇形碗體及旋轉(zhuǎn)觀光層。

3 關(guān)鍵受力部位的施工順序

（1）在塔身 85 m 處搭設(shè)寬度為 6 m 的環(huán)形 H 型鋼施工鋼平臺。

（2）在施工鋼平臺上搭建倒圓臺形滿堂施工腳手架，沿圓周用安全網(wǎng)和密目網(wǎng)進(jìn)行全封閉。

（3）按弧形支撐→弧形箱體→弧形碗體→旋轉(zhuǎn)觀光層的順序施工。施工內(nèi)容主要包括腳手架支設(shè)、鋼筋綁扎（含植筋、鋼筋焊接）、模板安裝、澆筑混凝土和拆除模板等工序。

4 關(guān)鍵部位監(jiān)理審核和檢查要點

（1）審核施工單位編制的關(guān)鍵部位專項施工方案和安全專項施工方案。檢查方案的編制、審核和批準(zhǔn)人員的簽字蓋章是否齊全，重點檢查專項方案的可行性和抗傾覆計算是否正確，核查鋼平臺設(shè)計單位出具的圖紙簽字和圖章是否齊全。

（2）核查施工項目部項目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、工長、技術(shù)員、質(zhì)量員和安全員是否持證上崗且在有效期內(nèi)。

（3）檢查塔吊司機、電焊工、架子工等特種作業(yè)人員持證上崗的情況，資格證是否在有效期內(nèi)，特種作業(yè)人員上崗證件復(fù)印件加蓋施工單位公章并留存項目監(jiān)理部備查。

（4）檢查現(xiàn)場鏟車、混凝土配料機、電子稱、攪拌機和振動棒的維修保養(yǎng)記錄，現(xiàn)場查看設(shè)備運轉(zhuǎn)情況是否正常。

（5）查看材料供應(yīng)計劃與現(xiàn)場物資儲備情況，確保原材料及時供應(yīng)。

（6）根據(jù)監(jiān)理實施細(xì)則，及時檢查驗收各工序檢驗批，驗收合格后方可進(jìn)入下道工序。

（7）各工序檢驗批的驗收至關(guān)重要，一旦疏忽大意，必將留下質(zhì)量隱患。85 m 處的施工鋼平臺拆除后，隱患問題暴露，再去處理，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度已不可行，代價巨大。因此，工程監(jiān)理部通知施工單位對每道工序的檢驗批及時報驗，監(jiān)理人員輪流倒班，24 h 在崗，隨時跟進(jìn)，確保萬無一失。

5 案例分析

5.1 關(guān)鍵部位鋼筋能收案例分析

在第一次驗收弧形支撐鋼筋綁扎檢驗批時，監(jiān)理對照施工圖紙檢查未發(fā)現(xiàn)問題，鋼筋的型號、規(guī)格和綁扎的間距符合施工圖紙要求，但總覺得該部位哪里不對勁，詢問施工單位技術(shù)員有沒有漏綁鋼筋，施工單位技術(shù)員堅定表示：“這么重要的部位不敢少了鋼筋，絕對是按圖紙施工。”經(jīng)過仔細(xì)觀察，監(jiān)理發(fā)現(xiàn)弧形支撐的頂部 AB 段（8.35 m）沒有暗梁，只有兩側(cè)的雙向網(wǎng)片鋼筋（見圖 1）。弧形支撐與塔身筒體相交的部位 AC 段設(shè)有暗柱，弧形邊緣設(shè)有 CE 和 BD 兩個暗柱，頂部沒有暗梁，相當(dāng)于人體的肩膀缺少了鎖骨，存在重大質(zhì)量安全隱患。于是，現(xiàn)場指令施工單位暫停該部位施工，立即與設(shè)計單位聯(lián)系，確認(rèn)該部位的配筋是否遺漏。果不其然，設(shè)計單位查看圖紙后，立即發(fā)來了設(shè)計變更通知單，增加了鋼筋混凝土弧形支撐頂部的暗梁。

圖 1 斜撐配筋示意圖

分析表明，100 m～104 m 處的旋轉(zhuǎn)觀光廳外挑部分主要靠下部的 6 個弧形支撐托住，如果漏掉頂部的暗梁，輕則觀光廳開裂，重則垮塌，后果不堪設(shè)想。這種配筋遺漏，審圖機構(gòu)未能發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場施工技術(shù)人員更會疏忽，但在監(jiān)理驗收過程中被及時發(fā)現(xiàn)，靠的是監(jiān)理的責(zé)任心（終身負(fù)責(zé)制）、施工經(jīng)驗和臨場感受。筆者認(rèn)為，監(jiān)理只有全身心地投入到現(xiàn)場工作，才能更仔細(xì)地去發(fā)現(xiàn)安全隱患和思考解決方案。

5.2 斜拉工法案例分析

斜拉工法的整體施工順序如下：基礎(chǔ)→筒身滑?！粚咏Y(jié)構(gòu)→筒身滑模→下部斜撐→五層平臺→滑模至頂部→上部斜撐及觀光層。

圖 2 底板拉結(jié)示意圖

塔身上部 100 m～104 m 是旋轉(zhuǎn)觀光廳，施工至 100 m旋轉(zhuǎn)觀光廳底板鋼筋綁扎工序，監(jiān)理巡查時發(fā)現(xiàn)施工人員在加固 85 m 處鋼平臺挑梁，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)，鋼平臺的一支挑梁有輕微扭曲變形。施工單位采取如下措施：在此梁的兩側(cè)各加焊一支同規(guī)格的支撐桿件，同時增加鋼平臺上腳手架的密度，以防鋼平臺上部支撐體系變形失穩(wěn)。

監(jiān)理認(rèn)為，加密腳手架的方法不妥。鋼平臺上的鋼梁之所以發(fā)生變形，是因為不能承受上部荷載，若在鋼平臺上再增加腳手架，無疑是雪上加霜。若用鋼絲繩從上部拉住觀光廳底板，則為固定筒身（直徑為 9 m、壁厚為 0.4 m，之前已施工完畢，混凝土強度經(jīng)試驗檢測達(dá)到設(shè)計強度 C30）的鋼絲繩提供了強有力的保障。具體技術(shù)路線如下。

（1）在旋轉(zhuǎn)觀光廳底板梁梁端和梁中主筋上（梁主筋直徑為 25 mm 的三級鋼）各焊接一個吊耳。

（2）觀光廳層高為 5 m，底板在 100 m 標(biāo)高處，在105 m 處的環(huán)形暗梁的對應(yīng)位置用沖擊鉆鉆直徑為 32 mm的孔，此孔固定 Φ16 鋼絲繩與底板梁梁中拉結(jié)，繩中用花籃螺栓漲緊。

（3）同理，梁外端 8.35 m 處與該底板上 10 m 處暗梁鋼絲繩拉結(jié)，下部用花籃螺絲漲緊，同時從內(nèi)向外起拱 0.2%。

（4）重復(fù)以上步驟，共做 6 組拉結(jié)，按 180° 對稱漲緊。

（5）荷載計算復(fù)核（見圖 3）。① 計算單元的確定：氣象塔水平面環(huán)形結(jié)構(gòu)中，6 個弧形支撐將觀光廳底板分成了 6 個相同的受力單元，圖 3 中陰影部分為第一道鋼絲繩拉結(jié)單元；環(huán)形陰影兩端分別支撐在弧形斜撐頂部，下部有滿堂腳手架支撐，K 點為框架梁上拉結(jié)點；底板受力以下部滿堂腳手架支撐為主，上部斜拉的鋼絲繩為輔，鋼絲繩拉結(jié)僅為下部鋼平臺卸荷的 1/3。② 荷載取值：a.鋼筋混凝土底板按 2 400 kg/m3，底板厚度 120 mm，則底板自重g＝2 400×0.12＝288 kg/m2≈2.88 kN/m2；b.施工活載取 1 kN/m2，計算荷載＝2.88+1＝3.88 kN/m2；c.環(huán)形陰影面積A＝（θπ）/360 （R2－r2）＝（60×3.14）/360（10.772－6.592）＝37.97≈38 m2；d. 根據(jù)上述受力分析，則豎直向上的卸荷F＝38×1/2×3.88×1/3＝24.57 kN；e.驗算公式 3αFg≤[Fg]、cosθ＝F/Fg，式中，3 為安全系數(shù)，θ為鋼絲繩與豎直方向的夾角，α為鋼絲繩的不均勻系數(shù)（取α＝0.85），F(xiàn)g為鋼絲繩的計算拉力，[Fg]為鋼絲繩的容許拉力，∮16 鋼絲繩取 133 kN， 由于 cosθ＝F/Fg，F(xiàn)g＝F/cosθ，F(xiàn)g＝F/cosθ＝24.57/0.4992＝49.22 kN，3αFg＝3×0.85×49.22＝125.51 kN≤Fg＝133 kN，符合要求。

圖 3 荷載計算簡圖