對高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的認(rèn)識

付平林

摘要：隨著城市化發(fā)展的不斷加快，城市用地也日趨緊張，在大中型城市不斷有高層建筑的出現(xiàn)，高層建筑的施工對建筑施工技術(shù)提出了更高的要求。高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要復(fù)雜的多，其所要承擔(dān)的建筑功能也日益多樣化。因而催生了厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)換層能夠很好的傳遞上下部的荷載，對高層建筑有著十分重要的意義。

關(guān)鍵字：高層建筑；厚板轉(zhuǎn)換層；施工技術(shù)

中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 引言

近年來，隨著人們對高層結(jié)構(gòu)的要求越來越高，高層建筑也在朝著結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能多樣的方向發(fā)展。目前的高層建筑可以滿足吃、喝、玩、樂、辦公和購物等各個方面的要求。不同的功能組合形式需要不同的結(jié)構(gòu)形式。這就需要設(shè)置厚板轉(zhuǎn)換層。

在高層建筑的結(jié)構(gòu)層設(shè)計中，有時會出現(xiàn)上下相鄰結(jié)構(gòu)層有不同的功能要求，這時候就需要在兩層中間添加厚板轉(zhuǎn)換層。厚板轉(zhuǎn)換層能將結(jié)構(gòu)上部的荷載很好的向下傳遞，從而保證了整個建筑結(jié)構(gòu)能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)是目前高層建筑施工中的一個重點和難點，在施工過程中要充分考慮到力學(xué)、材料和工程管理等多個方面。

國外的厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了較長時間的發(fā)展，應(yīng)用的數(shù)量和類型也相對較多。國內(nèi)自上世紀(jì)70年代開始嘗試采用厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)已經(jīng)有了一個長足的發(fā)展，工程實踐經(jīng)驗也得到了一定的積累。目前的厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)也多種多樣，在施工過程中要結(jié)合具體的工程選擇合理的施工技術(shù)。

2 厚板轉(zhuǎn)換層概述

高層建筑的厚板轉(zhuǎn)換層通常是設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)的下部，轉(zhuǎn)換層要承受上部傳遞下來的荷載，如果結(jié)構(gòu)層不具有足夠的強(qiáng)度的話，結(jié)構(gòu)破壞將會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。所以一般情況下轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)都需要采用剛度較大的材料，重量也要比一般的樓層結(jié)構(gòu)超出不少。另外高層建筑的厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)由于其自身具有較大的強(qiáng)度和剛度，與其他結(jié)構(gòu)的差異性可能會導(dǎo)致在地震發(fā)生時，該部位產(chǎn)生較大的變形破壞。厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)還具有較大的截面面積，截面過大也會增加施工的難度。

厚板轉(zhuǎn)換層是一種三向都受力的復(fù)雜構(gòu)件，高層建筑物上部傳遞下來的荷載也是復(fù)雜多變，分布也不夠均勻。在上部剪力墻密集的部位，厚板轉(zhuǎn)換層的內(nèi)力就相對較大，在厚板轉(zhuǎn)換層的邊角位置，剪力墻數(shù)量少。板體內(nèi)部的受力也就相對較小。厚板轉(zhuǎn)換層的豎向受力方面要對整體的彎曲和局部的彎曲效應(yīng)進(jìn)行綜合的考慮。高層建筑的厚板轉(zhuǎn)換層的厚度是影響到結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的一個重要的因素。轉(zhuǎn)換層的厚度會對結(jié)構(gòu)的頻率造成影響。在相同頻率的策動力作用下，豎向力的影響效果會隨著板體厚度的增加而顯著的增加。厚板轉(zhuǎn)換層中還存在著一定的薄膜應(yīng)力。薄膜應(yīng)力會隨著轉(zhuǎn)換層上面的樓層數(shù)的增加出現(xiàn)逐漸變大的現(xiàn)象，而且受力的情況也比較復(fù)雜。

3 厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

某高層建筑為與市中心繁華地段，交通方便，具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢。本工程地下室總面積為9843.7m2,在住宅下有一層地下室,設(shè)計整板基礎(chǔ)的厚度為1.6m,地下室的層高位5.Om,在部分樓層采用轉(zhuǎn)換層形式,地下室部分剪力墻為一級抗震等級,框架為二級抗震等級。在地上的高層住宅樓設(shè)置厚板轉(zhuǎn)換層,選取位置為每棟高層建筑的9.95Om處，厚板轉(zhuǎn)換層的厚度為1.6m,屬于大體積混凝土施工,本文重點對這部分轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

3.1 厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點

如果高層建筑中采用厚板轉(zhuǎn)換層技術(shù)，對于施工方案的制定顯得尤為重要。因為施工質(zhì)量的好壞直接影響到了這個結(jié)構(gòu)物的安全和施工的質(zhì)量。高層建筑所受到了豎向力在厚板轉(zhuǎn)換層的位置會受到一定的阻隔，豎向力在該位置處會發(fā)生一定的轉(zhuǎn)折。所以厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)有如下施工特點：

1、厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的尺寸一般較大，所需要支撐的荷載都具有較大的載重。在轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部應(yīng)力分布也是復(fù)雜多變的。所以要嚴(yán)格的保證厚板轉(zhuǎn)換層的水平剛度。

2、采用分層澆筑的方式，高層建筑厚板轉(zhuǎn)換層構(gòu)件的跨度一般都相對較大。在構(gòu)件截面產(chǎn)生相對水平位移的時候要特別注意。此時，平截面的假定在這種狀況已經(jīng)不再適用。當(dāng)施工過程中采用二次疊澆的施工方法時，要利用先澆筑部分來承受一定的荷載，并充分的對相交位置處的水平剪應(yīng)力進(jìn)行考慮。要保證分層澆筑情況下，整個厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)能夠保持一個完整的工作狀態(tài)。

利用高層建筑的下部結(jié)構(gòu)對構(gòu)件的承受荷載進(jìn)行卸載。一般在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中都強(qiáng)調(diào)采用強(qiáng)化上部結(jié)構(gòu)，弱化下部結(jié)構(gòu)的原則。要在建筑的設(shè)計之初就要考慮到加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)上部的剛度，適當(dāng)?shù)南魅跸虏繕?gòu)件的剛度。高層建筑的厚板轉(zhuǎn)換層的下部分一般要比普通的豎向構(gòu)件在承載能力和抗變形能力方面保持一定的優(yōu)勢。以方便利用下部結(jié)構(gòu)來承受多余的豎向荷載的作用。

3.2 模板和支撐的選型

根據(jù)確定的厚板轉(zhuǎn)換層的厚度確定采用常見的18mm厚度的九層板來作為施工過程中的底模和側(cè)模。轉(zhuǎn)換層的設(shè)置位置不是太高，所以選擇常用的普通鋼管采用分成卸載的方法來建立厚板轉(zhuǎn)換層施工的支撐。支撐系統(tǒng)各個鋼管之間的間距采用1*1m的間距。橫桿的步距選擇為1m。每間隔4米設(shè)置一道剪力撐。將轉(zhuǎn)換板的支撐系統(tǒng)跟滿堂支架連接在一起。這種支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.3支撐的構(gòu)造措施

工字鋼支撐系統(tǒng)要保證橫向和豎向桿之間焊接牢固。水平方向上的工作綱要平穩(wěn)放置，豎向工字鋼之間要保持均勻的間距。要跟滿堂支架連成整體。立桿的接頭要采用對接扣扣牢，相鄰立柱之間的接頭在高度方向上錯開的距離要不小于0.5m。要在腳手架的底座上設(shè)置縱向和橫向上的掃地桿。縱向的水平桿要設(shè)置在橫向的水平桿下面，牢固的固定的立桿的內(nèi)側(cè)，要采用直角扣件跟立桿扣緊。相鄰 的縱向水平桿對接的接頭要相互錯位布置，響鈴接頭的錯開距離要在0.5m以上。

3.4 鋼筋工程施工

鋼筋的綁扎分兩次完成，首先將下層0.6m范圍內(nèi)Φ32@110和Φ2O@200兩層鋼筋，待混凝土澆筑完并處理好上表面后再綁扎上部1.0m范圍內(nèi)鋼筋。轉(zhuǎn)換厚板1.6m高整板各層鋼筋網(wǎng)片的固定，使用鋼筋作立桿焊接形成間距1m的架立網(wǎng)，作為各層鋼筋的支撐體系，在0.95m高位置增設(shè)Φ2@100雙向鋼筋網(wǎng)，以提高混凝土抗裂性，避免溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力引起混凝土開裂。

3.5 厚板轉(zhuǎn)換層的混凝土施工

大體積混凝土適合在氣溫低的情況下進(jìn)行，本工程采用水平分層澆筑法，每層的澆筑厚度選擇為0.5m，混凝土施工過程中選擇兩次收光掃毛的方式。轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度等級為C40，提前進(jìn)行試配，采用“三摻”技術(shù)，調(diào)整混凝土配合比。要適當(dāng)?shù)募尤胍欢康木從鐝?qiáng)減水劑，用來提高混凝土的早期強(qiáng)度，可控制混凝土初凝時間。混凝土的水膠比控制在0.4以下，砂率控制在45%以內(nèi)，水灰比控制在0.45以下，混凝土的入泵坍落度控制在145～155mm，混凝土的總含堿量要控制在3kg/m3以內(nèi)。

（1）混凝土的養(yǎng)護(hù)。厚板轉(zhuǎn)換層的高度為16m，所以要加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，要充分的將混凝土潤濕，在施工的過程中安排的專門的養(yǎng)護(hù)人員。在混凝土終凝完成之后進(jìn)行了14天的掩護(hù)，呆混凝土整平后再次灑水浸濕。在養(yǎng)護(hù)期間要盡量保持環(huán)境的濕度在80%左右。

（2）混凝土溫度監(jiān)測。在澆筑完混凝土后好做好溫度監(jiān)測工作，混凝土的內(nèi)外溫差要控制在25℃以內(nèi)。

3.6 厚板轉(zhuǎn)換層的施工控制要點

1、厚板轉(zhuǎn)換層構(gòu)件的自重和所承受的荷載一般相對較大，所以在選擇施工方案和支撐模板方案的時候要謹(jǐn)慎對待。要結(jié)合結(jié)構(gòu)自身的特點進(jìn)行合理的設(shè)計。

2、在設(shè)置了模板支撐系統(tǒng)之后，整個厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的受力狀況在施工階段和實際的使用階段是不盡相同的。很有必要對厚板轉(zhuǎn)換層和轉(zhuǎn)換層以下的樓體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的承載能力的計算。保證承載能力能夠滿足規(guī)范的要求

3、對于高層建筑的厚板轉(zhuǎn)換層，如果截面面積過大的話，要盡量減少混凝土在施工前后的溫度變化，防止溫縮和干縮裂縫的出現(xiàn)。

4、轉(zhuǎn)換層往往要承受較大的荷載，所需要的配筋也相對較多，并且鋼筋骨架的高度也相對較高。在施工過程中要采取切實可行的措施來保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。

結(jié)論

厚板轉(zhuǎn)換層混凝土施工技術(shù)在高層建筑的修建過程中起到了舉足輕重的作用。要在施工過程中及時的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題，對厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，以其更好的為我國的高層建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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