新时期施工配合更重要。如工程例会、技术专题会、平常图纸疑问解答、甲方需要变更、二次设计、投资咨询、地基处理、土建和机电技术的协调等等,既要反映本部门的综合专业设计水平, 更要体现处理结果的合理性、及时性。
一、基础验槽中设计配合施工注意事项
1) 基槽检验:以勘探单位和施工为主,设计是配合角色,不是唱主角。设计配合验槽时主要采取现场“三验” 或“四验”:
一验有无施工不当使土质扰动( 采取机械开挖应预留保护层 0. 2 ~ 0. 4 m);
二验是否排水不及时使土质软化浸泡开裂( 有地下水施工应降水至开挖面以下 0. 5 ~ 0. 7 m) ;
三验是否因保护不当而使土体受冻( 气温低于零度开始受冻) ;
四验桩身质量和承载力( 抗拔桩还有完整性) 有缺陷的那些桩是否已经按验槽之前的技术洽商处理完毕,并得到质监部门认可。
2) 地基处理:以设计和施工为主,勘探单位应根据现场实际情况提出建议,设计可直接采纳确认或提出新措施并经勘探、业主、监理、施工同意即可。如基础下砂垫层施工压实系数0. 91,达不到原设计0. 94,但基本符合当地技术规程的要求,经原设计复核基本也满足地基的变形和强度要求,考虑到桩筏基础和地下室整体性较强,最后由施工、 监理和业主出具技术洽商,设计认可。
3) 基坑何时停止井点降水: 井点降水能疏干基土中的水分、促使土体固结,提高地基强度,同时可减少土坡土体侧向位移与沉降,稳定边坡,消除流砂,减少基底土的隆起,使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响,提供了人工和机械连续操作的有利施工条件,从设计角度来说,井点降水的始与终不得对原地基强度和变形以及水浮力对结构产生不利影响,一般建筑单体,没有特殊要求只要上了一层以后都会选择进行基坑回填,但何时可以停止井点降水时间,应等到结构能够使其自重平衡于水浮力后终止降水,此时施工后浇带一般已封闭( 滞后一个月以上即可封闭),若有沉降后浇带未封闭,也不会受影响而胀漏。例如兴化医院主体施工到3层即停止井点降水,坑提前回填稳定了主体,施工后浇带30天封闭而沉降后浇带在结构封顶且沉降差基本趋向稳定后才封闭。
二、主体验收中设计配合施工注意事项
一般各工序阶段出现的问题都在验收之前的分项工程中已验收解决( 设计代表也已签字完成),所以到主体验收不会有太大问题,主要是观感质量,看一看质量资料和结构表面及功能抽查结果,如结构几何尺寸、密实度、接头质量和强度、梁板墙有无裂缝。现二次结构的砌体及其圈梁和构造柱等也属于主体验收的后期部分。以上可由设计代表完成,结果须反馈给本总部。
三、竣工验收中设计配合施工注意事项
1) 单项竣工验收: 各自先报送资料至政府相关部门,合格后才具备验收条件。每个单项竣工验收过程中设计均是参加方,除配合业主、监理和施工部门外还需配合质检、消防、规划、环保、电力、卫生等部门分别对建筑( 含节能) 、结构、水、暖、电( 含楼宇自控) 、消防、动力、总图等主要8个单项的现场资料、设施和使用状况进行全面鉴定认定,意见不一致的需施工整改到位后再认定。
2) 综合竣工总验收( 设计简要介绍全过程和特点,并提醒业主施工需要完善的地方) 。
3) 政府建设主管部门备案。
四、直线加速器室
直线加速器室设计方面是照常规设计,也表明了需要深化设计,但因直线加速器室与整个主体或地下室是一个整体,施工不可能预留出来,待招标后再深化设计才单独施工。由于招标滞后( 一般结构封顶或装修阶段业主才招标),导致早已施工完的直线加速器室某些部位不满足厂家和验收要求,原墙1300mm厚需要加厚300 mm才能满足抗辐射要求。如果不给业主讲清楚原因,业主还会误解而产生意见,可见现场办公开会交流沟通协调是多么的重要,避免业主只注意厂家一面之词。
经验总结: 一般业主新手多,设计和施工衔接他们了解不多,很多都是边干边学,应在初步设计就要特别提醒业主早日确定符合设计技术参数的目标,(下面讲的高压氧舱、冷却塔、电梯、柴油发电机等重而大的设备都存在类似问题) 如果后期招标又脱离了施工图的设计参数,就会带来一系列的修改,对业主非常不利。现在直线加速器室的墙厚除了常规的1300mm还有新的1600mm、1750mm墙厚,顶板和底板还没有新的变化,设计若按常规出图,应该考虑墙体可能要加厚的位置和方法及施工的可行性。
五、高压氧舱
因业主设备招标滞后,施工等不了,施工和监理从施工角度考虑得多,也不愿意增加投资而自己搞预留,一般都按原设计给出的模板配筋施工完,但原设计标明的那句“须与设备核实后方能施工”的阻止力度往往不够,很难使施工单方面做到,因而无法实现,这种实际情况与理论存在较大出入,最后可能导致设备订货后尺寸和荷载都会明显增大,改动较多,影响主要两个方面:
第一,高压氧舱房间楼板开洞尺寸;
第二,其下设备夹层楼板强度。
由于高压氧舱舱体入口标高比舱体底部高,为保证舱体入口与楼板基本平齐,所以必须对楼板开洞将舱体下沉一部分到下面设备夹层上空,其重量和基础均支承在其下设备夹层楼板上。
对于高压氧舱房间楼板开洞尺寸,设计前若无法被告知确定大小,因而往往预留不出具体洞,只能标注“须与设备核实后方能施工”,而实际情况是如上所述现场按无洞施工,待设备订货后对楼板重新开洞加固;同理,对于设备夹层楼板荷载的增大,当复核强度不够时,也需楼板加固或将基础下伸至地下室( 适用有地下室情况) 承重,哪种措施比较经济合理应经业主、监理、施工和设计的共同研究认可。
设计施工经验总结: 第一,高压氧舱房间楼板上的舱体洞口应在初步设计时提醒业主须确定参考类型和尺寸,如无参考资料,施工图设计时,楼板应有相似大一点的洞口预留,洞口长度一般不应小于8200mm,长度两侧可设略大于8200mm的柱距,两侧框架梁兼作洞口两侧梁;洞口宽度一般不应小于2800mm,宽度一侧可靠近已有的楼板梁,另一侧可设梁约离洞口边200 ~ 400 mm,便于今后加固简单;
第二,其设备夹层楼板可以按有地下设备层的锅炉房楼板那样均匀设计大梁直接承受舱体重量,对于储气罐、气水罐也可在其分布位置均匀设次梁解决,这样施工可一步到位,避免了后期重新开大洞、基础延伸和楼板加固,节省了投资。注意如果高压氧舱区域没有设置专用卫生间,应增设独立专用移动卫生间,这次验收部门提出了这个整改新要求。
六、冷却塔
有格构架的屋面,设计冷却塔时,结构和水道专业要专题汇签每个细节,避免格构开间高度不够而影响冷却塔顶部设备排风或相碰,同时还要避免设在屋面的基础( 含周围进出水管的基础) 过高而影响塔身高度无法安装。如兴化医院主楼屋顶冷却塔订货后安装时,就发现格构架高度不够,处理办法:各进出水管的基础按冷却塔回水管和出水管坡度要求切矮,其防水做了特殊处理; 冷却塔的基础高度不变( 塔体已安装) ,而其顶部排风设备没有伸出格构架但与格构板相碰,按排风设备圆弧形状切除格构板,做了修补处理。
现从运行效果和屋面排水以及整个建筑外立面来看都很不错, 整个南北两组冷却塔隐藏在格构架里,根本不影响建筑屋顶美观造型,是建筑专业与其他专业成功结合的范例,但上海肿瘤医院北楼屋顶冷却塔因招标选址选型等原因,与屋顶结合立面效果没能达到预期最佳效果。
七、手术室和 ICU 房间顶部对应的设备夹层楼板宜设大板,不设次梁
该夹层设备很多,负责施工的厂家深化设计后,楼板开洞较多较大且不同厂家有不同要求,与原设计出入很大,若有次梁挡道,厂家一般是不会同意设备管道绕开或移位而影响净化效果;若将次梁切断,加固起来更麻烦。这些洞 80% 也只有招标后才由厂家给出( 如兴化医院) ,设计事先是无法有效预定,故手术室和 ICU房间顶部对应的夹层楼板宜设大板便于后开洞加固。另外防水层不能少,所有孔口要翻边( 如苏北医院缺防水层后加一层防水卷材)。
八、电梯井道和机房由于后期招标,局部调整和修改经常出现
按当地习惯和厂家新要求,井道层间圈梁跟门洞过梁在一个标高,不是在层间的1/2;机房的吊钩位置常重新设定而使梁移位;电梯门、井道隔墙、机房楼板留洞也有变化,电梯井道四角构造柱很重要,有时加固需要利用。如苏北医院医技楼原设计电梯门为侧开门,业主改为对开门,对于已浇筑的钢筋混凝土结构,局部改动和加固施工也不是一件轻易的事;又如兴化医院由于招标型号有出入,井道隔墙为通透网板,圈梁设在周圈有埋板的过梁处;有机房的吊钩和无机房的吊钩以及无机房顶部的起重设备重量位置的变化,都使得设计需要重新作一些局部修改,加固还需专业队( 吊钩主要用于安装和检修电梯曳引机,重新设置的吊钩有时用加固钢梁代替或焊接吊环; 有时电梯厂家负责临时搭个安全可靠的架子也能代替吊钩) 。
九、冷冻机房、换热站、空压机房、水泵房间顶部的楼板吊顶荷载宜考虑4.5~5.0 kN/㎡
兴化医院地下1层和上海肿瘤医院地下2层的冷冻机房、换热站、空压机房、水泵房的设备较大较密,其管道荷载通过支架悬挂在顶部楼板底下,有蒸汽管道、热水管道( 最大直径 700 mm,还有推力)、冷水管道、冷凝水管道、普通水管道、压缩空气、风管及电缆桥架等,有时还上下交叉重叠。这些管道荷载基本上都传给了顶部的楼板。当管道分布较均匀宜按平均荷载4. 5 ~5. 0 kN/m2考虑,对于较大较集中的局部管道活荷载,当其下无支承时应与满布静荷载组合计算顶部楼板的强度和变形,否则易导致该楼板颤抖和挠度过大。
十、柴油发电机房的隔振设计需注意的地方
其承重楼板及基础的设计可一步到位,尽量避免二次修改调整或初步预留。虽然设备平常不用,但一旦应急需要运行,噪音大,有一定振动,柴油发电机振动对楼板结构的影响是以波动方式使楼板结构产生振动,影响的因素较为复杂,除机组振动能量外,还与机组基础类型、楼板结构的厚度、被强迫振动响应、频率特性以及楼板结构自振频率特性等因素有关,从过往工程数据建模来看,振型介于一二振型之间即偏中下振动; 从外感上来讲,竖向振动相当于坐公交车那种感觉。设备自身重量一般 90 ~ 100kN,不含基础重, 设备全高( 含基础和顶部管道) 约3. 5 m,全长( 含进出管) 约4. 5 m,全宽约 1. 4 m。
设计基础应考虑隔振;设计房间应加强隔音。兴化医院首层柴油发电机房与主体及配电室连在一起,配套确实经济合理,但带来隔振问题,解决办法:其基础用梁柱代替; 梁与楼板脱开 100 mm;柱向下穿过楼板与楼板周圈脱开50mm,再用沥青麻丝油膏嵌缝,生根于地下室底板,使楼板达到很好隔振效果;柴油发电机底座连接点和重心作用点基本无偏心且主要横向受力,基础由4个柱和2道梁组成纵横框架,横向刚度已较强,纵向刚度由于该方向柱截面边长加长也满足要求,纵向每侧 2 柱没有合并是因下层有其他管线需从 2 柱间通过。
经验总结:第一,初步设计时要提醒业主,此隔振由厂家负责,如果厂家负责不了该设备本身对楼板的隔振,也可考虑降板 500 mm 底铺 200厚聚苯板再用碎石回填( 参考铁道路基要求) 作为设备基础的隔振地基;
第二,可事先将设备设计于主体地下室或无地下室的附属后勤服务楼首层房间。
十一、医院走廊吊顶里面大部分管线密而多且交叉,影响吊顶标高,似乎是施工现场的通病
影响因素不外乎是: 第一,施工带来的结构尺寸误差( 如梁板下净高误差);
第二, 各管道支架安装及本身占有的空间( 如支架横梁高度);
第三, 各管道连接件( 如法兰连接和卡箍连接及阀门开关);
第四,检修空间( 这是投产运行时业主时常抱怨的地方);
第五,一些可变因素( 如由于业主招标滞后某专业水平线路没能赶在土建施工楼板之前预埋);
第六,规范规定的管道之间距离太多。
经验总结:设计阶段应尽量考虑到以上因素,至少在暖通、给排水专业施工图上有定位示意图,交叉节点也要有示意图,特别重要大厅如门诊、住院、急诊大厅的吊顶标高除施工阶段要严格遵守原设计和精装修设计的要求外,原设计应将从走廊进入大厅里的管道层较多的管道提前进行分流;施工阶段应严格按图纸施工,精装修深化设计不能将原设计吊顶标高减低,各专业施工队至少每层必须现场一起汇总,制定施工先后次序,准确放线定位,尽量往上抬,避免主要部位因吊顶标高不够而返工产生连锁反应。例如,某医院首层门诊大厅周边各走廊管道进入大厅一般都有 3 层及以上布置,若不提前分流降低管道层数,势必造成大厅吊顶局部降低而影响整个效果。
解决办法: 下面 2 层管道各自在即将进入大厅之前提前从走廊向两侧房间扩散( 即分流)进入相邻房间的吊顶 ( 此吊顶一般比大厅里吊顶低) 后再向上按一定坡度敷设至大厅要求的吊顶标高,再进入大厅吊顶里面。这次新建的兴化市人民医院门诊大厅、住院大厅、急救中心大厅、医疗街等的吊顶使用效果很不错,处理得比较完美和称心如意。
十二、较高屋顶上的大跨度悬臂构件设计修改要慎重;增加悬挑大跨度雨篷要注意拉杆上部节点的连接
施工一般不愿意再评估再方案再风险,不同意修改的多,也有业主监理的意愿,不愿为大屋顶好看而花费钱,愿意按原设计组织专家对屋面构架悬挑梁结构施工安全专项施工方案进行技术审查。如格构式悬挑改成实板式悬挑,前后对称,效果新颖,但实板受风荷载大,又增加自重和投资,设计院出具了修改参考图,但最终未实施; 大跨度雨篷业主同意钢结构承包商深化设计和施工,并同意设计单位提出的拉杆上部节点不能放在柱间应设在梁柱节点处。
另外,屋顶上机房、楼梯房、附属房的门洞上的雨篷,建筑图上已表达了而结构图上有时容易遗漏,每次现场设计交底基本都会碰到类似缺陷。
十三、结构封顶后屋面板常有些局部区域因没有把上层筋拉通或无构造筋时,容易开裂贯通
对贯通开裂的局部区域当面积较大时处理如下: 考虑防水的重要,表面凿毛后做 40 厚 C25 防水细石混凝土,双向配6@ 200,且周边均从裂缝末端延伸 250,此 40 厚包含在以后做建筑层中的找坡层里。从现场渗水试验来看,此修补举措合理,符合要求。
十四、地下室外侧回填土
地下室外侧进出管较多,回填 2∶8( 现在一般施工多用 3∶7,江苏地区少用 2∶8) 灰土分层夯实,实际情况是: 施工方自己用挖土机来完成回填的多,少见到人工蛙式机或平板机分层夯实;另外建筑物密集的地方,地下室外周围设置有竖向围护结构,都与地下室外侧靠得非常近,人都下不去,回填土没办法分层夯实,现场经常见到有建筑垃圾往里填,也没人清理。与过去理论上讲的出入大,设计要慎重( 特别对侧移有严格要求的结构) 。
所以对于一些局部要求回填密实的地方采用中粗砂回填比较靠谱,如上海肿瘤医院地下室外侧需要施工紧靠的连廊桩基础,桩周围的土是必须要密实的,用中粗砂回填压实系数能达到 0. 9;对于严格要求的部位且间隙又小,应采用素混凝土填实,如六安医院外科大楼地下室一侧紧靠马路和旧家属大楼,而马路和旧家属大楼地面又比地下室高出 5 m多,地下室和坑壁间隙也不大,局部分段用素混凝土填实,这些有效措施切实保证了施工质量,消除了主体周围的安全隐患。
十五、节能设计( 江苏地区) 施工验收合格的简要汇报
兴化市人民医院新址建设工程由中国中元国际工程公司设计,2008 年施工图与结构计算书及节能计算书由江苏省建筑施工图审查中心审定和消防部门审查,保温材料保温性能和防火等级达到当时国家规范要求,取得合格证书。工程进行过程中,我们严格按照审定的节能标准施工。本工程的节能内容主要包括:
外墙保温: 建筑物外墙约 50000m2,主楼全部采用 B1 级( 高层) 和 B2 级( 裙房低于24 m) 防火保温板在砂浆面外贴,然后作仿大理石氟碳漆外装;2011 年按公安部 65 号文新要求所有在建附楼均采用 A 级防火保温板在砂浆面外贴再作仿大理石氟碳漆外装,最终验收达标。
铝合金门窗及幕墙窗: 合计约 20000 m2,均采用断桥结构,并应用 Low-E 中空玻璃。热水供应: 主楼采用屋顶太阳能供热,教学、宿舍楼采用空气能热水泵供应; 并由弱电专业安装智能控制阀,限时限量可控。
给水控制: 公共区域和医护人员办公场所自来水龙头采用感应控制,人走水停。
热源供应: 采用热电公司直供饱和蒸汽,2 台燃气锅炉仅为备用,在热电厂及管路维修时短暂使用。
电力及暖通供应: 均能实现区域整控和房间单控,照明电根据光照强度分路控制,医疗区公共照明用智能化模块集中控制;空调利用电厂余热来制冷、制热;以水冷代替风冷等。
十六、感染病房楼南侧主入口为通长门窗,其顶无通长过梁即梁板下无挂板,类似的问题在主楼外立面门窗洞口和幕墙顶部也存在
往往反映在结构图上有的是梁下无挂板;有的是有挂板但标高与建筑图对不上;有的是形状与建筑节点对不上或偏位,这种后期处理一般植筋补混凝土,但室内浇灌混凝土难操作,特别对于弧形的解决办法是用钢结构代替挂板,业主希望设计开始就一步到位避免此缺陷。
十七、污水处理站格栅太短,导致水位过高,运行不理想
起初还以为是污水管路太长,原因实际是池里的格栅短了1 m 多,厂家没有再深化设计,安装没有伸至池底,由于无法伸至池底厂家自行砌墙抬高。现场多次开会协调, 解决办法: 厂家将格栅加长2m,为合理倾斜放置格栅,按厂家要求池壁重新开口2. 25 m 深,楼板对应开口加固,操作间隔墙和门洞局部移位,施工作业环境较差,异味用鼓风机强排,处理结果: 水位下降恢复到原设计标高,水流循环正常,业主满意。
十八、管井预留洞
楼板上预留洞除暖通、强弱电专业外多采用后浇区域法。单独强电井预留洞一般无问题;其他专业综合管井往往是暖通专业预留洞不适或遗漏;出屋面管井预留洞也容易遗漏; 单独弱电井常因设备原因发热发味而墙体又无法预留洞安装排风扇时,业主希望能用空调解决。
十九、沉降观测
兴化市人民医院新址建设工程从 2009 年观测至今已5年,该楼的平均沉降现只有24.18mm,满足建筑物地基变形允许值( 100 mm) ,同时桩基沉降量也符合建筑物的沉降允许值;平均沉降速率0. 1mm/100d已小于要求的1 mm/100d,说明沉降已稳定且趋于终止。从沉降量与时间曲线图也可看出(图略),去年9月至今年3月共 180 d沉降趋于平缓稳定 显示出水平台阶线,平均沉降速率0.001mm/d 符合 JGJ 8 规范所要求的当最后 100 d 沉降速率小于0. 01 ~ 0. 04 mm /d 时可认为已进入稳定阶段,已被江苏省评为省优结构和省扬子杯。
二十、加固
对原结构有影响的部位,如大到加层,小到开洞,都需要根据外部条件由设计单位出具加固设计修改通知单并经业主、监理、承包商共同确认,由有资质的承包商施工完成并经质监部门检验通过。如常州市中医院主体结构施工中业主根据新情况希望增加 1 层,得到了相关部门同意, 经原设计复核,高层建筑的桩基、底板、竖向构件、楼板及多层裙楼的基础、楼板、部分竖向构件可以满足加层的需要,仅多层裙楼部分框架柱在地下室及地上一层轴压比不满足设计要求,需进行加固( 节点图略),其技术要求: 框架柱采用粘贴碳纤维复合材环向围束加固法,加固范围为框架柱全高;复合材采用高强度Ⅰ级,计算厚度 0. 111 mm,层数为 3 层,环向围束上下层搭接宽度不小于 50 mm,环向截断点的延伸长度不小于 200mm,且各条带搭接位置相互错开;框架柱截面棱角应打磨加以圆化,圆化半径不小于 25 mm;复合材各项技术指标、施工工艺及使用的原材料、配套的树脂类粘结材料和表面防护材料均应满足《混凝土结构加固设计规范》 相关规定要求,最后通过了质检相关部门专题验收,业主也反映比较合理经济。又如该高层主体西立面幕墙改动,需要凹进去,楼梯间立柱外凸需切除,同时用小钢柱代替且内移至楼梯平台梁下修补加固。
二十一、变、配电室的二次设计
变、配电室施工图完成后由于其安全特别重要需要当地供电权威部门确认,由于地方性的管理和当地供电设施的现场特殊性以及当地习惯做法,一般业主再请供电部门做二次设计并施工,原设计单位需重新确认并参加验收。
二十二、行政区生活热水源利用空气能设备提供,是设计施工又一创新
某医院医疗区较大,生活热水源是蒸汽外网提供;而行政区较小,相隔较远,无蒸汽外网,采暖是利用搬迁的老医院旧分体式空调,生活热水源的解决办法是利用空气能设备提供,因地下室空旷暖和,冬天储藏热能多,夏天空气流通,故空气能设备置于宽敞的地下室内,其管线在室内管井走,敷设也比较简单,更不影响室外美观,投产运行以来效果确实不错,满足了该行政区的生活热水用量。据估计其用电量比烧电炉节省四分之三,比烧气或烧煤节省一半,是华南华中目前推广的一种较经济新型节能设施,符合绿色二星要求。
二十三、位于地下室外墙的框架柱或剪力墙,其地下部分的混凝土强度等级如何合理与外墙统一
每次设计交底施工方都要求解决此统一问题,以便外墙墙柱按同一混凝土强度等级浇筑。目前设计地下室外墙墙柱之间的混凝土强度等级还存在差级(柱混凝土等级比墙高很多),墙柱间又不允许留竖向施工缝,两侧不同等级混凝土须在初凝前整体浇筑,施工确有较大难度且浇筑期易将等级混淆,不利于质量控制,采取挂网支模太多对于防水和出户埋管较多的外墙也不是好办法( 由于长期防水主要靠混凝土本身,有些工程投产后外墙渗水点常出现于挂网处和水平施工缝处) 。
如何合理消除此差级,按同一混凝土等级浇筑外墙墙柱,多年来的设计施工经验是: 对于小高层建筑,置于地下室高度范围的外墙框架柱、外墙剪力墙的混凝土强度等级可降低二级与地下室外墙混凝土统一,倘若还有差级,应将外墙混凝土等级提高一级或二级对接统一。这种差级主要是框架或框剪的嵌固端设在地下室基础底板上而引起( 若嵌固端设在顶板上,仅仅是构造上引起,那就更易统一,甚至层数偏低时还可再降一级) 。
从数个工程实例核算和运行结果来看,可降低二级甚至层数偏低时可再降一级主要基于两个因素:
第一,地下室墙柱连续共同浇筑,整体性非常强,墙厚大于350其刚度较大,柱内力可以有效充分地向墙体扩出,能弥补构造上的欠缺。
第二,柱在地下室顶面的局部受压核心区内其受力纵筋较多且上下都有加密箍约束,况且有顶板双层筋和梁纵筋及外墙水平筋交叉贯通,都显著提高了局部受压承载力。例如四川省科学城医院、六安医院地下室高度范围的外墙框架柱及剪力墙原混凝土为C50/P6,而外墙原混凝土为 C30/P6,经核算并考虑以上有利因素,同意统一调整为C40/P6,极大方便了墙柱一次性连续无缝无网施工,既节省人力物力又消除内外隐患,确保了墙柱每个细部抗压抗弯抗裂抗渗的质量。