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桂林華廈建設監理有限責任公司 李東輝
摘 要：通過對JGJ149-2006規程的解讀，結合異形柱的特點，闡述對異形柱結構體系施工質量控制的認識，提出工程監理的質量控制點。
關鍵詞：異形柱 規程 施工 監理質量
1． JGJ149-2006規程對施工提出了高要求
《混凝土異形柱結構技術規程》（JGJ149-2006）（以下簡稱“規程”）作為行業標準已于2006年3月9日發布，自2006年8月1日起實施。
規程的發布給予正處在蓬勃發展而又缺乏設計、施工依據的建筑業來說，恰似久旱逢雨，拍手稱快。從此，缺少混凝土異形柱技術規程的地區走出了困境，不再為設計、施工和監理缺少針對性強的依據而困惑，避免了“套用”其他地方標準的尷尬。同時，規程的發布有利于混凝土異形柱結構體系的有序發展，很大程度上保證了所建工程的安全性和經濟性。
T形、L形、十字形等截面異形的柱代替具有雙向對稱軸的矩形、圓形構件作為豎向支承構件，避免了柱、梁在室內凸邊、露角，節約了空間，改善了室內景觀，為建筑設計及使用功能帶來靈活性和方便性。尤其是當前可以結合墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質等高效的墻體材料作為框架填充墻及內隔墻，代替傳統的燒結普通磚墻，較好地貫徹和落實國家有關“節能、節地、節水、節材”的基本國策。
但同時應看到，異形柱結構與矩形柱結構之間既存在共性，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，因而使得異形柱結構不僅在設計上，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量。因此，在混凝土異形柱結構的施工中，必須針對異形柱結構的特點，在施工質量上予以嚴格的控制。
2． 異形柱施工特點和質量控制
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，異形柱結構的模板及其支架應根據工程結構的形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供應等條件進行專門設計。模板及其支架須具有足夠的承載力、剛度和穩定性，應可靠的承受澆注混凝土的重量、側壓力和施工荷載。上述特點對模板支撐系統提出嚴格的要求，如何控制模板支護質量成為保證異形柱結構施工質量的一個重要的條件。
2.2 異形柱結構的縱向受力鋼筋應符合國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011-2001第3.9.2條的要求，對抗震等級二級的框架結構，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構的構件在地震作用下，出現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動能力與耗能能力，從而使采用的異形柱框架體系實現“強柱弱梁、強剪弱彎”的抗震設計原則。
2.3 施工、監理人員必須理解和執行“當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時，應辦理設計變更文件”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、級別或規格上的代換是難以避免的。而異形柱結構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，應征得設計人員的同意；
（2）對于抗震設防的異形柱結構，除應按鋼筋受拉承載力設計值相等的原則換算，并滿足正常使用極限狀態外，尚應滿足抗震構造措施的要求。
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，必須經設計者的校核和確認。
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現，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量有保證的前提下宜優先采用焊接，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格，而且體現了“節材”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強度不足，并造成節點核心區鋼筋設置的困難；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，在嚴格執行規程第7.0.9條異形柱截面不允許出現負偏差的規定時，對于一類環境下混凝土強度等級不低于C40的異形柱構件，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量標準及試驗方法》JGJ53的有關規定。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，影響混凝土結構的耐久性和安全性。
2.9 要求每層異形柱混凝土連續澆筑、分層振搗，且不得在凈高范圍內設置施工縫；框架節點核心區的混凝土應振搗密實，并應采用相交構件混凝土強度等級的最高值。施工、監理人員要充分了解上述要求對保證異形柱施工質量的重要性。
2.10 由于異形柱結構構件的肢厚較薄，寒冷季節施工時應特別注意加強混凝土的養護。冬季施工應符合國家現行標準《建筑工程冬期施工規程》JGJ 104的規定。異形柱結構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 與普通框架柱結構相比，異形柱框架結構在軸線位置、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、異形柱框架核心區構造的合理性，因此規程特別要求施工單位在制訂施工方案時應針對異形柱結構的特點，提出專門的施工技術方案并嚴格執行。
2.12 其他要求：
（1）規程條文6.1.2規定異形柱結構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、本構關系等方面與一般強度混凝土有著較大的差異。高于C50時，異形柱的結構性能、計算方法、構造措施等尚缺少深入的研究，因此尚未納入規程的采用范圍；
（2）墻體材料關系到結構體系計算結果和影響建筑抗震性狀，因此不得隨意更改和超越設計要求；
（3）異形柱肢體及節點核心區尺寸較小，柱肢損壞對結構的安全影響較大。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件的安全性、可靠性，因此不可忽視。
3． 混凝土異形柱施工質量控制點
混凝土異形柱結構是最近十多年在全國各地蓬勃發展的一種經濟型結構體系，受到廣大用戶和房地產開發商的歡迎。同時在實踐中也取得較好的效益。
據有關信息報道，南寧市某小區等六個項目，采用混凝土異形柱結構住宅的建筑面積達21.34萬m2。與普通鋼筋混凝土框架結構相比，異形柱框架結構住宅的每m2造價降低了31.27元，有效使用面積增加2.8%，取得了較好的經濟效益。
但異形柱特殊的截面形狀和受力性狀，使得施工質量控制成為整個工程質量的決定性因素。因此，除應按照現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204-2002執行外，還應與設計單位密切配合，針對異形柱結構的特點，結合施工技術裝備及施工工藝，對結構方案、構造處理等全面考慮，嚴格按圖施工，以保證異形柱結構的施工質量。為此，工程監理應特別關注：
（1）針對異形柱結構的特點，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量的嚴格要求；
（2）針對混凝土異形柱結構節點核心區較小，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量控制措施；
（3）考慮異形柱截面尺寸較小，表面系數較大的特點，應制定整個施工過程中可靠的養護措施；制定寒冷季節施工的有效的養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象突出，須在混凝土施工中作為養護工藝的質量控制點；
（5）異形柱結構施工，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正偏差，不允許出現負偏差。
參 考 文 獻
1．《混凝土異形柱結構技術規程》JGJ149-2006
2．《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204－2002
3．《建設工程監理規范》GB50319-2000
4．《鋼筋混凝土異形柱結構技術規程》DG/TJ08-009-2002 J10208-2002
5．《全國民用建筑工程設計技術措施結構》（2003年版）
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