高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層關(guān)鍵施工技術(shù)應(yīng)用探討

江 慶

重慶煙塔建筑安裝有限公司，重慶 401420

0 引言

近年來(lái)，隨著高層房屋建筑的迅速發(fā)展，建筑體型也逐漸朝著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通常將大柱網(wǎng)的購(gòu)物商場(chǎng)、公共娛樂(lè)設(shè)施設(shè)于結(jié)構(gòu)下層部分，將小柱網(wǎng)、小開(kāi)間的住宅、公寓等功能結(jié)構(gòu)設(shè)于結(jié)構(gòu)中、上層部分。由于建筑使用功能要求的變化引起空間劃分布置和結(jié)構(gòu)形式的變化，如何將其進(jìn)行合理地結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過(guò)渡，成為多功能綜合性高層建筑結(jié)構(gòu)體系施工的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要對(duì)高層房屋建筑常用的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換形式不同特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)際工程對(duì)轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行了闡述。

1 常用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換形式分析

1.1 梁式轉(zhuǎn)換

梁式轉(zhuǎn)換層是指在普通的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板上布置相應(yīng)的托梁，以承載在上部樓層落空的各承重柱或剪力墻傳來(lái)的荷載，一般多用于有大空間、大開(kāi)間要求的底層結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要縱、橫雙向同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)采用雙向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁布置。

1.2 板式轉(zhuǎn)換

當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)的上下柱網(wǎng)、軸線相互之間存在較大錯(cuò)位，可考慮選擇采用板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以形成厚板式承臺(tái)轉(zhuǎn)換層，其下部樓層的柱網(wǎng)可以靈活布置。厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)多適用于上下樓層柱網(wǎng)極不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，使得轉(zhuǎn)換層上、下樓層的結(jié)構(gòu)功能布置靈活。

1.3 桁架轉(zhuǎn)換

在采用托柱形式的梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁構(gòu)件的跨度很大且上層傳遞的荷載較大時(shí)，可根據(jù)上下樓層柱網(wǎng)的軸線位置變化情況設(shè)置相應(yīng)的桁架轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，其有效克服了梁式轉(zhuǎn)換和厚板轉(zhuǎn)換形式存在的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)換靈活，傳力直接，減輕了梁構(gòu)件的剪力負(fù)擔(dān)，是一種可在超高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換工程中推廣應(yīng)用的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換形式。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層關(guān)鍵施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 模板施工技術(shù)

1）一次性支模。多采用在施工現(xiàn)場(chǎng)可用的支撐材料相對(duì)較多，且轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)標(biāo)高相對(duì)較低的情況下。但該種支撐方式需用大量的支撐桿件材料，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差；

2）荷載傳遞法支模。將轉(zhuǎn)換梁板結(jié)構(gòu)的自重和施工荷載通過(guò)支撐體系傳遞給下部樓層的樓板或直接傳遞至下部樓層的支承柱，由下部支承柱承擔(dān)上部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)的荷載；

3）疊合澆筑法支模。應(yīng)用疊合梁施工組織原理，將轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的梁、板進(jìn)行多次分層澆筑，模板支撐體系只需考慮第一層混凝土澆筑時(shí)的結(jié)構(gòu)自重和施工荷載，可大幅減少下部支撐體系的承載力，節(jié)省大量支撐材料；

4）埋置型鋼法支模。在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)梁中埋設(shè)相應(yīng)的型鋼模板，用以承載澆筑時(shí)的全部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載，可節(jié)省大量支撐材料，同時(shí)也省去了拆模工序。

2.2 混凝土澆注施工技術(shù)

1）高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層梁、板混凝土構(gòu)件通常體積較大，為盡量減少施工縫的數(shù)量，混凝土應(yīng)采用泵送輸送并一次澆筑成型；按照泵送混凝土配合比的要求進(jìn)行攪拌，嚴(yán)格控制坍落度，對(duì)一些結(jié)構(gòu)搭接相交的特殊部位，還應(yīng)制定相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行加密振搗，確保轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的澆筑質(zhì)量；

2）為減小大體積混凝土澆筑過(guò)程中的內(nèi)外溫差過(guò)大，應(yīng)盡量選用水化熱較低的水泥品種，如礦渣硅酸鹽或火山灰水泥，或在攪拌時(shí)摻入適量的沸石粉以降低水泥用量。同時(shí)，為降低水泥的水化反應(yīng)熱，通常應(yīng)摻入相應(yīng)的高效減水劑、緩凝劑等外加劑；

3）大截面轉(zhuǎn)換梁構(gòu)件的內(nèi)部溫度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，并在其內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn)，以便澆筑過(guò)程中對(duì)梁構(gòu)件進(jìn)行溫差控制，若溫差大于25℃時(shí)則應(yīng)及時(shí)采取控制措施，如通常采用的蓄熱保溫法，蓄水養(yǎng)護(hù)法等；

4）在混凝土澆筑時(shí)，在表面要留設(shè)適當(dāng)?shù)拿谒露?，并預(yù)先在模板上留設(shè)排水細(xì)孔，以利于提高混凝土的澆筑質(zhì)量；

5）為使大體積混凝土梁、板構(gòu)件外表面的溫度不會(huì)下降過(guò)快，通常先澆筑其外圍結(jié)構(gòu)和墻體；夏天澆筑時(shí)應(yīng)選擇采用低溫度水拌制混凝土，以降低混凝土的入模溫度；同時(shí)采用分層澆筑的方法進(jìn)行施工，每層澆筑厚度控制在300mm～500mm為宜，且后一層要在前一層混凝土初凝前澆筑成型。

3 工程實(shí)例

某高層辦公樓建設(shè)項(xiàng)目，主樓19層，附樓8層，其下部均設(shè)有3層裙樓。主樓一層大廳局部區(qū)域因功能要求需設(shè)計(jì)成大開(kāi)間空間，在標(biāo)高8.41m～13.01m高度范圍設(shè)置了相應(yīng)的框支梁轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，梁高4.6m，凈跨15.4m，梁寬1m，采用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，現(xiàn)就其澆筑施工時(shí)采用的腳手架支撐體系設(shè)計(jì)及搭設(shè)方法（圖1），混凝土澆筑施工等關(guān)鍵施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

圖1 一層大廳轉(zhuǎn)換梁施工腳手架搭設(shè)平面布置圖

3.1 碗扣腳手架設(shè)計(jì)

1）一層大廳腳手架選用碗扣式鋼管腳手架，鋼管采用Ф48×3.5普通Q235焊接鋼管。轉(zhuǎn)換梁底模板主龍骨選用16號(hào)工字鋼，次龍骨選用100mm×200mm木枋搭設(shè)；

2）轉(zhuǎn)換梁下部腳手架從地下二層基礎(chǔ)底板開(kāi)始每層搭設(shè)，搭設(shè)寬度為轉(zhuǎn)換梁中心線兩側(cè)各3m區(qū)域，搭設(shè)長(zhǎng)度為15.4m，大廳其余部位腳手架從一層樓板上開(kāi)始搭設(shè)；

3）碗扣腳手架搭設(shè)參數(shù)確定：轉(zhuǎn)換梁處腳手架立桿橫、縱距均為0.6m，橫向連接桿間距1.2m。其余梁板部位腳手架立桿橫、縱距均0.9m，橫向連接桿間距1.2m。每隔1排立桿設(shè)一道剪刀撐，剪刀撐從底到頂搭設(shè)，角度控制為45°～60°。

3.2 搭設(shè)方法

1）搭設(shè)工藝流程：根據(jù)布架設(shè)計(jì)間距安放立桿底座→安裝第一層立桿→安裝橫向連接桿→檢查調(diào)整架體垂直、水平→安裝第二層立桿→安裝橫向連接桿→安裝第三層立桿→安裝橫向連接桿→安裝第四層立桿→安裝橫向連接桿→安裝剪刀撐→鋪腳手板→安裝立桿可調(diào)托撐并調(diào)平→安裝工字鋼主次龍骨→安裝次龍骨；

2）安裝碗扣腳手架：從基礎(chǔ)筏板頂面開(kāi)始，每層沿轉(zhuǎn)換梁中心線兩側(cè)各3.0m范圍內(nèi)搭設(shè)碗扣腳手架，腳手架立桿間距0.60m，橫向連接桿步距1.20m。地下兩層碗扣腳手架頂部安放立桿可調(diào)托撐，上放50mm×100mm方木，調(diào)整托撐頂緊頂板。大廳碗扣腳手架搭設(shè)高度為8.18m；

3）工字鋼安放：碗扣腳手架搭設(shè)到標(biāo)高后利用立桿可調(diào)托撐調(diào)水平，然后用塔吊將工字鋼按順序吊裝就位并固定好。

3.3 施工組織計(jì)劃

1）大廳轉(zhuǎn)換梁處地下二層及地下一層碗扣腳手架頂部安放可調(diào)托撐，上放50mm×100mm方木撐緊頂板，地上部分碗扣腳手架頂部可調(diào)托撐上放16號(hào)工字鋼，工字鋼間距600mm；

2）采取分3次澆注方案以減小架體所承受的荷載，從而保證架體的穩(wěn)定性。第1次澆注高度為0.8m，即澆注到3層樓面，標(biāo)高為9.21m；第2次澆注高度為3.1m，即澆注到框架梁底；第3次澆注高度0.7m，即澆注到4層樓板。

4 結(jié)論

在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工中，關(guān)鍵要做好模板支撐體系，大體積混凝土澆筑施工等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量一般能得到保證，取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]唐興榮.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.