大跨現澆混凝土GBL密肋空心樓蓋施工監測與分析

王 良，邱建忠

(1.中交二航局第三工程有限公司，江蘇 鎮江 212000； 2.中交第二航務工程局有限公司，武漢 430000)

混凝土樓蓋形式多樣，其中GBL密肋空心樓蓋是一種新型結構形式[1-2]，適用于大跨度、大柱距、大開間等空間結構[3-4]，因其具有節省材料、節約造價、降低自重、提高隔音性能等優點備受重視[5-7]。

方旭明等[8]以溫州國際會展中心三期展館工程為例，分析了對空心無梁樓蓋支撐體系各工況的全過程監測，結果表明，承載力及變形滿足設計要求。岳蕓[9]結合某鋼結構項目，通過數字模擬與現場監測應力和位移做對比，給出了施工質量控制要點。邱帥[10]等基于某工程實例，采用BIM技術，實現了施工過程的可視化動態監測。徐強[11]等以西咸青年創業園項目為例，介紹了一種監測管理系統，通過預警模塊第一時間解決了施工風險。王斌[12]指出了建筑工程施工監測中存在的問題，提出了適用于超高層施工的監測技術。

依托寶清縣某工程項目，對大跨現澆混凝土GBL密肋空心樓蓋及其支架體系進行施工監測與分析，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

本工程項目包括報告廳、文化館及圖書館、博物館、消防泵房等，總建筑面積為22 949.56 m2，地下建筑面積為1 100 m2。該地區最大凍結深度為2.6 m，標準結凍深度為2.2 m。

2 GBL密肋空心樓蓋監測

2.1 監測方案

施工過程中，GBL密肋空心樓蓋主要承受豎向壓力作用，在關鍵控制截面設置應力傳感器，各施工階段進行應力、溫度、變形監測，對于重要的施工階段進行加密監測。

2.1.1 應力監測

應力監測位置主要選擇應力較大的寬扁明梁或暗梁的兩個方向框架梁及F軸上跨度較大的密肋梁。應力監測布點如圖1所示。

圖1 應力監測布點圖Fig.1 Layout of stress monitoring points

內埋式智能應變計總共布置12個，均勻布置在跨中梁底，監測空心樓蓋結構的應變。應變計埋設布置如圖2所示。應力監測點采用具有溫度傳感功能的混凝土應變計，測量截面應力分布的同時測出溫度分布，方便對截面應變進行溫度修正。

圖2 應力監測安裝圖Fig.2 Stress monitoring installation drawing

2.1.2 溫度監測

對大面積板混凝土板澆筑及養護過程溫度進行監測，同時方便對截面應變監測進行溫度修正。監測點布置同應力監測點。

2.1.3 變形監測

如圖3所示，變形位置主要選擇變形較大的F軸上跨度較大的密肋梁區域對應的密肋梁跨中及6軸寬扁明梁或暗梁跨中，共計11點。澆筑前、澆筑后、張拉后及落架后分別測量其標高變化值。

圖3 變形監測布點圖Fig.3 Layout of deformation monitoring points

2.2 監測工況

綁扎/粘貼(12 h后)牢固后、澆筑前測量初始值，取3次平均值。

澆筑后，固定時間連測7 d，每天至少1次；第14 d、28 d固定時間各測至少1次。

荷載發生變化工況均測。

2.3 監測結果

如圖4所示，底板澆筑過程中，所有應力測點總體趨勢大致相同，應變隨著底板澆筑時間先增大后減小；距離澆筑中心點越遠，測點應變變化值越大；大多數測點在第5～6 d應變變化值達到最大，與理論計算結果基本一致。測點8(軸線F與軸線8交點8軸向框架梁)在第6 d達到最大應變變化值-149 με，而后因施工荷載、溫度影響產生應變起伏較大的情況，但最大應力均未超出限值，且監測最大應力與理論計算最大應力相差不大。

圖4 底板澆筑過程應力變化Fig.4 Stress change during bottom slab pouring

如圖5所示，梁澆筑過程中，所有應力測點應變變化值總體變化趨勢大致相同，應變先隨著澆筑時間增大，而后趨于平緩，與理論計算結果基本一致。所有測點在第3 d出現峰值應變，僅有8號測點(軸線F與軸線8交點8軸向框架梁)出現趨勢相反的情況，可能是出現施工荷載原因導致的，但最大應力仍未超出限值。

如圖6所示，頂板澆筑過程中，所有應力測點應變變化值總體變化趨勢大致相同，應變變化值隨澆筑時間變化幅值很小，監測結果與理論計算結果基本一致，豎向框架梁應變大于水平向框架梁。僅有11號測點(軸線E與軸線6交點E軸向框架梁)在第3 d出現應變變化較大的情況，其測點峰值應變為-140 με，8號測點(軸線F與軸線8交點8軸向框架梁)應變變化值最大，維持在-160～-180 με，出現趨勢相反的情況，可能是出現施工荷載原因導致的，但最大應力仍未超出限值。

圖6 頂板澆筑過程應力變化Fig.6 Stress change during roof pouring

如圖7所示，分析張拉前/后應力變化，發現呈現線性變化。張拉后，測點8(軸線F與軸線8交點8軸向框架梁)與測點11(軸線E與軸線6交點E軸向框架梁)應變變化值出現下降，其余應力測點應變變化值均提高，多數測點監測結果與理論計算結果基本一致，最大應力均未超出限值。

圖7 張拉前/后應力變化Fig.7 Stress change before/after tensioning

由圖4～圖7可知，通過統計近一周的底板澆筑過程、梁澆筑過程、頂板澆筑過程及張拉前/后的應力變化情況，結果表明：在混凝土澆筑全過程及張拉過程的監測中，監測數據變化趨勢與理論計算結果基本一致，應力數值相差不大。部分測點因施工荷載、溫度影響造成監測點數據有所波動，但所有測點最大應力均未超出限值，因此在整個施工過程中架體處于安全狀態。監測獲得最大應力與計算得出的最大應力相近，表明監測結果符合計算結果。

3 GBL密肋空心樓蓋支架體系監測

3.1 監測方案

應力位置主要選擇應力較大的寬扁明梁或暗梁的兩個方向框架梁，以及F軸上跨度較大的密肋梁位置對應的模板支架。

如圖8所示，平面共布置9個監測點，立面布置兩層，共18個測點。立面布置在支架頂層和底層，即底模下可調頂托下部位置和可調底托上部位置。采用表貼式智能應變計監測結構的應變，應變計布置如圖9所示。應力監測點采用具有溫度傳感功能的表貼式應變計，在測量截面應力分布的同時測出截面的溫度分布，便于對截面應變進行溫度修正。

圖8 應力監測布點圖Fig.8 Layout of stress monitoring points

圖9 應力監測安裝圖Fig.9 Drawing of stress monitoring installation

3.2 監測工況

綁扎/粘貼(12 h后)牢固后、澆筑前測量初始值，取3次平均值。

澆筑后，固定時間連測7 d，每天至少1次；第14 d、28 d固定時間各測至少1次。

荷載發生變化工況均測。

3.3 監測結果

由圖10可知，頂部混凝土澆筑全過程及澆筑后的監測中，支架頂部所有測點應變數值變化趨勢為先增大后隨著澆筑完成逐漸趨于平緩。最大正值應變變化值出現在測點4，最大負值應變變化值出現在測點8，測點6、7與測點8、9應變變化值呈對稱分布，測點1～5從6～8軸整體應變大小先增后減，在測點4出現最大應變變化值147.7 με，但均未超出限值。

圖10 頂部監測數據圖Fig.10 Map of top monitoring data

由圖11可知，底部混凝土澆筑全過程及澆筑后的監測中，支架底部所有測點應變變化值較為穩定，測點2在澆筑底板混凝土時應力較大，峰值應變變化值為181.3 με。測點8和測點9在澆筑梁混凝土時應力出現起伏變化，測點1在澆筑梁混凝土一周后應力出現較大起伏變化，變化幅值最大達到165.6 με。測點6、7與測點8、9應變變化值呈對稱分布，與支架頂部測點相比，底部整體測點應變大于頂部測點應變。

圖11 底部監測數據圖Fig.11 Map of bottom monitoring data

通過統計7月19日至張拉前8月15日的支架底部和頂部的模板支架鋼管應力變化情況。結果表明：在混凝土澆筑過程及澆筑后的監測中，整體上支架底部的測點應變大于頂部測點應變，但支架頂部及底部整體應變數值波動較小。部分測點因施工荷載、溫度影響造成監測點數據不按規律波動，但最大應力均未超出限值，因此在整個施工過程中架體處于安全狀態。通過監測獲得的最大應力與計算得出的最大應力相近，表明監測結果符合計算結果。

4 結束語

以寶清縣某工程為例，介紹了大跨現澆混凝土GBL密肋空心樓蓋及其支架體系施工監測質量控制要點，主要內容如下：在混凝土澆筑全過程及張拉過程監測中，監測數據變化趨勢與理論計算結果基本一致，應力數值相差不大。在混凝土澆筑過程及澆筑后的監測中，整體上支架底部的測點應變大于頂部測點應變，但支架頂部及底部整體應變數值波動較小。部分測點因施工荷載、溫度影響造成監測點數據有所波動，但所有測點最大應力均未超出限值，因此在整個施工過程中架體處于安全狀態。通過監測獲得的最大應力與計算得出的最大應力相近，表明監測結果符合計算結果。