结构工程师与施工配合要点

结构工程师与施工配合要点

在工程项目土建施工阶段，结构工程师是设计单位配合施工的主要实施者。

以下为结构工程师配合施工的9个典型案例供学习参考。

L设计交底

结构设计交底不能只拿着结构总说明照本宣科,应该有针对性地向施工单位

重点解释结构关键部位的设计意图及新技术、新材料、新工艺的施工注意事项。

例1某地下室长94.5m,宽72.5m,底板、顶板和侧壁均采用膨胀混凝

土作为应对超长地下室混凝土收缩开裂的技术措施，其中底板采用连续式膨胀加

强带，但完工后出现比较严重的渗漏。调查后发现，实际施工没有按设计要求连

续浇捣膨胀混凝土,而是采用后浇式膨胀加强带施工：先浇捣膨胀加强带以外的

膨胀混凝土，隔数天后再浇捣膨胀加强带，而且没有在两者之间施工缝处设置

钢板止水带。

混凝土的膨胀只有在限制条件下才能产生预压应力，该工程没有按设计要求

连续浇捣膨胀混凝土，先浇捣的大面积底板混凝土，由于缺少了相邻单元的约束

而在一定程度上可以自由膨胀，预压应力的效果大打折扣，而且留下了施工缝；

浇捣膨胀加强带时又麻痹大意、马虎处理，没有按后浇式膨胀加强带的要求设置

钢板止水带,终于留下了渗漏的后患。事故的直接原因是施工单位没有执行设计

要求，间接原因可能是结构工程师在设计交底时没有强调连续浇捣的重要性。

例2:在某工程结构标准层（图1）中，3C轴处梁悬挑达3.5m,为了满足

建筑的净空要求，在该挑梁的端部增设了连接柱，形成悬臂空腹桁架，有效地减

少了结构高度、增加刚度。为避免施工单位误会此部位仅是普通的框架梁柱而疏

于控制施工荷载，在设计交底时对此做了针对性说明，并要求"悬挑空腹桁架的

支撑系统必须在桁架所在的全部楼层混凝土达到设计强度要求后方可拆除"，避

免了该部位施工荷载超出设计荷载而危及结构安全、出现施工安全隐患的风险。

图1某工程标准层结构平面

2、试打（压、钻、挖）桩和地基验槽

例3:湖南某住宅小区共有37栋高层住宅，其中21#楼、22#楼和23-24#

楼采用了人工挖孔灌注桩基础、以中风化灰岩为桩端持力层。开工前进行了超前

钻补充勘察，发现与详勘报告对地质情况的描述出入很大,是否能按原基础方案

实施存疑。为此曾在23~24#楼选2根01000桩进行试挖，挖至超过20m仍未

到达原设计要求的中风化岩层，施工遇到很大困难。

原设计单位曾尝试按照补勘报告的设计参数将基础修改为冲（钻灌注桩,

仍以中风化岩为持力层。施工单位在21#楼选3根e800桩试冲,结果并不成

功：3根桩在施工过程中都出现不同程度的塌孔现象，耗时7~15天才完成1根

桩,灌注桩身混凝土充盈系数达2.1~2.70有关各方对桩终孔原则、施工进度、

工程量结算等事宜产生了很大的分歧，工程被迫停顿下来。

建设单位只好向外咨询处理方案，咨询方经研究分析认为补勘报告设计参数

偏于保守后，相应补充了基桩静载试验和浅层平板载荷试验，取得了比较准确的

基础设计参数提交给原设计单位。但原设计单位认为施工困难是施工单位的问

题,不愿继续跟进。最后由咨询方继续基础优化设计的工作,23~24#楼仍采用

人工挖孔灌注桩基础，考虑了桩侧阻力对竖向抗压承载力的贡献，变更了桩端持

力层；21#楼、22#楼则充分利用了浅层地基土承载力、将原设计的冲（钻）孔

灌注桩优化为筏形基础。通过基础优化设计使该工程恢复正常施工。

3、对施工方案的配合

在设计阶段结构工程师的注意力往往只集中在如何满足受力需要，到施工阶

段施工单位更多的是考虑如何把施工图的设想变成实体。两种不同出发点的思路

有时难免会有冲突。对施工单位提出的施工方案，结构工程师需要评估其结构合

理性，既不能认为事不关己、一推了之，又不能一味盲目迁就、遗留结构安全隐

患。

例4图2为某工程第5层结构转换层转换梁最大截面尺寸为1950x2200,

首层至4层的层高较大。施工单位在编制转换层高支模专项施工方案时发现最大

施工线荷载设计值达到137.6kN/m，觉得支模系统的施工荷载偏大，存在相当

大的施工难度，向设计单位建议转换梁分两次浇筑混凝土，第一次从梁底浇筑至

离板面标高800mm,第二次浇筑至板面,以便将高支模系统所需考虑的施工

荷载大致减少一半。

为了配合施工，对此进行了专门的分析，用叠合梁的概念复核了施工阶段工

况，确认满足要求后同意了施工单位的建议，并提出如下施工要求：

(1)两次浇筑的界面需要作专门处理，清除干净浮渣，用界面剂处理，植

竖向短钢筋①16@200x200(锚入上下界面各15d)0

(2)对转换梁第一次浇筑部分，需要留同条件养护混凝土试块，确认强度

达到设计强度70%后方可浇筑第二层。

(3)落实措施控制大体积混凝土内外温差不超过规范要求。

注：转换层下面各层均在结构平面边缘设有钢支撑以增加其层刚度，上下层

刚度比满足规范要求。

图2某工程第5层结构转换层平面

4、如何处理明显违反设计意图、存在严重安全隐患的施工操作

例5:某厂房为单层门式刚架钢结构，建筑面积约2600平方米，填充墙为

高10.8m,厚180mm砖砌体,设计图纸要求"先做主体后砌筑填充墙体"，

并有钢柱与填充墙的连接大样。该厂房在施工过程中突然发生填充墙倒塌事故，

倒塌墙体面积约1500平方米,造成5名民工死亡,22人受伤。这是当地建国

以来伤亡人数最多的一次建筑工程安全事故。

事故主要原因是施工单位没有按照设计要求进行施工，既没有先安装钢柱,

也没有另外加墙体支撑系统，砌起了一幅长达140m、高10.8m的大墙，而墙

体(包括构造柱和圈梁)厚度仅180mm,稳定性明显不满足要求，最终导致大

面积填充墙整体倒塌。

事后除施工单位、监理单位受到相应处罚外，设计单位、负责该工程的注册

结构工程师和具体设计人也受到处罚，处罚理由是：施工进行很长一段时间，设

计人也多次到现场参加验收并签字，对如此明显违反设计意图的施工方案、存在

严重安全隐患的施工流程未加制止。

有鉴于此，建议结构工程师发现存在严重安全隐患的施工操作时要向施工单

位和监理单位发函要求整改，并留下签收的书面记录，不要认为这是多管闲事。

如遇拒绝签收的，应视乎问题的严重程度酌情考虑向建设行政主管部门(如工程

安全监督站等)反映汇报。

5、处理施工质量问题的几个案例

例6折板楼梯在图3(a)中的内折角A点处于受拉区时,为避免内折角A

点处混凝土开裂，通常需要将钢筋断开。实际在实际工程中，若施工现场已按图

3(b)所示把钢筋连起来，结构工程师在隐蔽验收时当然可以要求按图3(a)返工。

但对某些工期非常紧张的项目，死板地要求返工有时会引起施工单位甚至甲方代

表的抵触情绪，甚至激化矛盾。在满足负弯矩承载力要求的情况下其实可以适当

地变通，在图3(b)的上层钢筋与下层钢筋之间加设拉筋，拉筋应能承受纵向受

拉钢筋的合力，具体计算可参照《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)

第9.2.12条,这样处理对工程进度影响相对小，容易被各方接受。

(a)正常配筋

付加拉箭

(b)现场处理的配筋模式

图3折板楼梯两种配筋模式

例7:某工程地表以下3m左右是杂填土和粉质黏土，3~30m左右全部是

灰色、流塑状、高压缩性的淤泥质粉质黏土，下一层土是粉质黏土，标贯击数为

10击/30cm。设计采用了勘察报告建议的水泥搅拌桩复合地基，设计桩长12m,

施工采用三轴搅拌机。

开始施工后施工单位反映，水泥搅拌桩打到8m左右打不下去。通过对比

邻近工程的勘察资料，可以断定实际地质情况与该工程勘察报告描述相同。经办

的结构工程师按8m桩长复核，复合地基的地基承载力不能满足设计要求,但又

找不出原因，对如何处理更是一筹莫展。

他与笔者交流此事时，笔者提醒他：施工单位声称水泥搅拌桩打不下去，可

能不是技术问题，而是因为单价太低，故意给甲方出难题，并建议他稍安勿躁、

静观其变，先跟现场监理或甲方代表沟通摸底。后来甲方同意现场签证增加工程,

施工单位声称打不下的搅拌桩又可以顺利地打下去了。这个案例充分说明，处理

施工问题时思路要开阔，有时候不能仅在技术的层面钻牛角尖,还需要有一定的

情商。

例8:某厂房为钢筋混凝土框架，2层和天面预应力混凝土框架梁跨度

16.4m,两跨,设计混凝土强度C40,采用回弹法对二层和天面预应力混凝土框

架梁进行抽检，发现有3根预应力框架梁混凝土强度实测值低于设计要求，最小

值为设计单位认为规范要求预应力梁的最低强度为因实测强

36.9MPa0C40,

度未达到设计值C40，必须采取补强措施。最后参建各方决定采用粘碳纤维布进

行加固。

设计单位没有很好了解规范条文，造成了不必要的加固量。混凝土规范第

4.1.3条条文说明指出："考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土

强度之间的差异,根据以往的经验,结合试验数据分析并参考其他国家的有关规

定，对试件混凝土强度的修正系数取为0.88"。混凝土强度等级是按标准养护

下立方体试件抗压强度标准值（fcuk）确定，实测混凝土强度结果属于结构中混

凝土实体强度，修正为标准养护试件混凝土强度时，可除以修正系数0.88。按

实测最小值换算成强度等级为可见该根梁虽然实测混

36.9MPa41.9MPa03

凝土强度未达设计强度等级，但即使不作加固其承载力已完全满足要求，顶多

考虑耐久性做适当处理即可。