厚板轉(zhuǎn)換層常見(jiàn)的施工方法探析

王象進(jìn)

（煙臺(tái)銀都實(shí)業(yè)有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

1 前言

現(xiàn)代高層建筑正向多功能、綜合用途發(fā)展，通常上部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作為商店、餐館、文化娛樂(lè)設(shè)施等，有的頂層還設(shè)有旋轉(zhuǎn)餐廳或直升飛機(jī)停機(jī)坪。不同用途的樓層，不同大小的開(kāi)間，需要不同的結(jié)構(gòu)形式。為滿足建筑功能的需求，必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式不同，其施工方法也各有特點(diǎn)。轉(zhuǎn)換厚板的厚度約為柱距的1/3～1/5，一般轉(zhuǎn)換厚板的厚度可達(dá)2.0～2.8m,這使得轉(zhuǎn)換層的自重和施工荷載往往非常大，因此確定轉(zhuǎn)換層厚板的支撐系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換層施工成功的關(guān)鍵之一。實(shí)際工程中轉(zhuǎn)換層厚板的模板支撐系統(tǒng)采用的方法主要有“常規(guī)澆筑法”、“荷載傳遞法”和“疊合澆筑法”三種。

2 轉(zhuǎn)換層混凝土施工技術(shù)

2.1 常規(guī)澆筑法

轉(zhuǎn)換層厚板施工時(shí)，考慮一次支模澆筑混凝土成型。由于轉(zhuǎn)換層的施工荷載很大，其支撐往往需要從轉(zhuǎn)換層厚板的板底一直支撐到底層地面或地下室的底板。該方案需準(zhǔn)備大量的模板支撐材料，材料的租賃費(fèi)或一次購(gòu)置費(fèi)均太大。

這種施工技術(shù)適用于施工現(xiàn)場(chǎng)可用的支撐材料較多，且轉(zhuǎn)換層在高層建筑中位置較低的情況，如果采用目前使用最廣泛的扣件式鋼管滿堂支撐架，還要求轉(zhuǎn)換厚板的厚度不能太大。

扣件式鋼管支撐架主要是通過(guò)直角扣件連接起來(lái)的，轉(zhuǎn)換層厚板的施工荷載要通過(guò)直角扣件傳遞給立桿，而直角扣件的抗滑承載力較小，一般情況下抗滑承載力設(shè)計(jì)值的取值小于12kN(采用雙扣件，緊固扣件的力矩達(dá)到40～70kN)所以支撐架立桿的承載力一般也小于12kN。要支撐一塊2.0m厚轉(zhuǎn)換板所產(chǎn)生的66.9kN/m2施工荷載，如果取縱橫兩向的立桿間距相等，則間距d應(yīng)滿足下式要求:

可見(jiàn)支撐架是非常密集的，如果轉(zhuǎn)換層厚板的厚度再大一點(diǎn)，立桿間距d將小得無(wú)法給工人提供足夠的操作空間。

2.2 荷載傳遞法

將轉(zhuǎn)換厚板的混凝土自重和施工荷載通過(guò)支撐系統(tǒng)由若干層樓板共同承擔(dān)。支承樓層的數(shù)量應(yīng)通過(guò)計(jì)算來(lái)確定，可同設(shè)計(jì)單位商量對(duì)樓板設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，增加轉(zhuǎn)換層下面若干層樓板的厚度，提高樓板的承載力。

采用此法的有南京市婁子巷小區(qū)四期工程，該工程地下1層，地上28層，有5層裙樓，6層樓板為2m厚預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換板。經(jīng)過(guò)計(jì)算，2m厚轉(zhuǎn)換板施工時(shí)作用到下層樓板的計(jì)算荷載達(dá)67kN/m2。第5層樓板原設(shè)計(jì)厚150mm承載能力為20kN/m2，現(xiàn)決定將第5層樓板加厚到250mm，相應(yīng)的樓板設(shè)計(jì)承載力提高到70kN/m2，滿足一次性澆筑2m厚預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換板的要求。轉(zhuǎn)換厚板下搭設(shè)間距為300mm×600mm的φ48×3.5鋼管滿堂支撐，支撐高度為4.8m。鋼管最大支撐荷載約為8kN,測(cè)荷載值較均勻，均在8kN左右，證明支撐設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。

2.3 疊合澆筑法

應(yīng)用疊合梁原理將轉(zhuǎn)換厚板分兩次或三次澆筑疊合成型。該方案利用第一次澆筑混凝土形成的板支承第二次澆筑混凝土的自重及施工荷載。利用第二次澆筑混凝土與第一次澆筑混凝土形成的疊合梁支承第三次澆筑混凝土的白重及施工荷載。采用這種施工技術(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁或轉(zhuǎn)換厚板下的鋼管支撐系統(tǒng)只需考慮承受第一次的混凝土自重和施工荷載，因而可大為減小其下部鋼管支撐的負(fù)荷，減少大量支撐材料。轉(zhuǎn)換層厚板采用此法施工的部分工程如表1:

表1 轉(zhuǎn)換層厚板采用疊合澆筑法施工的部分工程

深圳佳寧娜友誼廣場(chǎng)2.8m轉(zhuǎn)換板施工就采用了“疊合澆筑法”。該工程是集商業(yè)、辦公、住宅于一體的綜合性高層建筑，共38層，其中地下3層，地上35層，地上高度105.3m。地上1～6層為裙樓，其上為2.8m厚板轉(zhuǎn)換層。經(jīng)過(guò)計(jì)算，厚板轉(zhuǎn)換層自重及施工荷載達(dá)79.9kN/m2。采用常規(guī)的支模體系，靠下層樓板承受如此大的荷載勢(shì)必破壞下層結(jié)構(gòu)，而采用分層卸載的方法則必須從地下室底板起搭設(shè)9層支撐架，靠各層樓面的變形協(xié)調(diào)來(lái)傳遞擴(kuò)散荷載，這樣既不經(jīng)濟(jì)也不能保證結(jié)構(gòu)樓板不產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)分析比較和計(jì)算，最終確定轉(zhuǎn)換厚板采用疊合梁的原理，將轉(zhuǎn)換板混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑1.2m厚，待其強(qiáng)度增長(zhǎng)達(dá)到90%后澆筑第二層1.6m厚混凝土，利用第一層先澆板承受第二層后澆板的施工荷載，模板支撐系統(tǒng)只需考慮第一次澆筑1.2m厚混凝土板時(shí)施工荷載，此時(shí)底模荷載為34.3kN/m2。本工程還專門設(shè)計(jì)了鋼結(jié)構(gòu)桁架和托架作為底模的支撐體系來(lái)支撐34.3kN/m2。

深圳市華彩花園大廈也采用了“疊合澆筑法”。該工程地下1層，地1主樓30層，局部33層，地上高96.8m，一裙雙塔，總建筑面積46243m2。斗彩花園三層以下為鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)，四層以上為剪力墻結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換，在三、四層之間設(shè)置了2.17m厚的多邊形厚板承臺(tái)式轉(zhuǎn)換層，厚板上承載27層住宅樓。轉(zhuǎn)換層厚板混凝土單位面積質(zhì)量為51.25kN/m2轉(zhuǎn)換層恒載、板底模板支撐系統(tǒng)自重及施工活荷載，按規(guī)范組合后，達(dá)到7256kN/m2。經(jīng)比較采取了分層澆筑轉(zhuǎn)換層混凝土的方案。為了減輕施工荷載的支撐負(fù)荷、轉(zhuǎn)換厚板分兩次澆筑，利用疊合梁原理，讓第一次成形的650mm厚鋼筋混凝土板和支撐體系共同支承第二次要澆筑的1.52m厚混凝土和施工荷載，形成疊合板。

采用了“疊合澆筑法”施工的還有河南金融廣場(chǎng)。該工程地上27層，地下2層，總建筑而積68121.8m2。4層以下為非標(biāo)準(zhǔn)層，框剪結(jié)構(gòu);標(biāo)準(zhǔn)層為全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu);5層為轉(zhuǎn)換層，設(shè)計(jì)為帶梁厚板式轉(zhuǎn)換層，平面尺寸為46.2m×86.8m，其中梁高1900mm，板厚1600mm，板底標(biāo)高為20.97m。因轉(zhuǎn)換板較厚，加上施工荷載，合計(jì)荷載將達(dá)到5t/m2，下層樓蓋(即四層樓蓋)無(wú)法接承受，須采取技術(shù)措施解決荷載的安全傳遞。若采取一次支模澆混凝土成型的施工方法，該方案需置備大量的支撐材料，而且在施工時(shí)要求支承架立柱每層下嚴(yán)格對(duì)齊，施工難度大。若將厚板暗梁改為勁性混凝土梁，該方案可節(jié)省模板支撐材料，但型鋼精架埋于混凝土中，一次耗鋼量大，不經(jīng)濟(jì)，施工難度也較大。通過(guò)計(jì)算分析比較，最終采用了“水平分兩層澆筑疊合成型”的施工方法，第一次先澆筑梁900mm高、板600mm高，利用第一次澆筑的混凝土形成的梁板支承第二次澆筑的混凝土 (厚度為1000mm)自重及施工荷載。梁、板下模板支撐僅考慮支承第一次澆筑混凝土自重及施工荷載，并且全部由四層樓板承受。因?yàn)橹蔚呢?fù)荷大為減小，所以可減少大量的模板支撐材料，φ48×3.5的鋼管支架的立桿間距不大于0.7m×0.7m，這樣能為工人提供足夠操作的空間。

3 總結(jié)

轉(zhuǎn)換層厚板疊合澆筑對(duì)下層框支柱的彎矩設(shè)計(jì)值有較大影響，尤其是邊柱。厚板疊合澆筑會(huì)加劇厚板下部部分框支柱的內(nèi)力，但也會(huì)緩解部分框支柱的內(nèi)力。如果厚板采用疊合澆筑法施工，在對(duì)帶厚板轉(zhuǎn)換層的高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮先澆層厚度h，對(duì)厚板下部框支柱受力的影響，及時(shí)調(diào)整框支柱的設(shè)計(jì)值。總的來(lái)說(shuō)疊合澆筑的厚板能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土疊合式受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)縱向受拉鋼筋應(yīng)力的控制要求，不會(huì)引起結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備的嚴(yán)重降低。

[1]徐承強(qiáng)，李樹(shù)昌.高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).建筑結(jié)構(gòu)，第33卷第2期2003年2月.

[2]石偉國(guó)，趙林.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工的幾個(gè)典型實(shí)例.建筑施工，第19卷1997年第3期.

[3]朱國(guó)梁等.高層建筑不同形式轉(zhuǎn)換層的施工實(shí)例.施工技術(shù)，1995.No.ll

[4]周旺華.現(xiàn)代混凝土疊合結(jié)構(gòu)[M].北京中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998年.