某綜合大廈轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工

李金梅

【摘 要】本文結(jié)合工程實(shí)例，結(jié)合對(duì)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)實(shí)踐，針對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)要求高，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工難度大的問題，系統(tǒng)介紹了高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)，以完善高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工工藝，關(guān)鍵是確定轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)方案，確保轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)換層鋼構(gòu)；高層建筑；施工技術(shù)

隨著高層建筑逐步向體型復(fù)雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展，同一座建筑中沿房屋高度方向建筑功能發(fā)生變化，下部樓層作餐館、商店和文化娛樂設(shè)施，中部作為辦公用房，上部樓層布置旅館、住宅；不同用途的樓層需要采用不同形式的結(jié)構(gòu)。由于高層建筑結(jié)構(gòu)上部樓層受力小，下部樓層受力很大，正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大，墻體多、柱網(wǎng)密，到上部逐漸減少墻、柱的數(shù)量，以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣，建筑功能對(duì)空間的要求與結(jié)構(gòu)的正常布置正好相反，為了滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行“反常規(guī)設(shè)計(jì)”，即將下部布置大空間，上部布置小空間；下部布置剛度小的框架柱，上部布置剛度大的剪力墻，轉(zhuǎn)換層將上部剪力墻轉(zhuǎn)換為下部框架，以創(chuàng)造一個(gè)較大的內(nèi)部自由空間。實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

1.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方案的制定原則

高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的跨度和承受的豎向荷載均很大，致使它的截面尺寸不可避免地高而大。其施工特點(diǎn)有：連續(xù)施工強(qiáng)度大，施工過程復(fù)雜；結(jié)構(gòu)整體性要求高，一般不留施工縫，要求整體澆筑；結(jié)構(gòu)體積大，水泥水化熱溫度應(yīng)力大，要預(yù)防混凝土早期開裂等。

在確定施工方案時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：①針對(duì)轉(zhuǎn)換層的自重和施工荷載較大的特點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計(jì)。②為防止新澆混凝土的溫度裂縫，對(duì)大體積轉(zhuǎn)換層，混凝土施工時(shí)應(yīng)采取措施減小混凝土水化熱。③針對(duì)鋼筋骨架的 高度大，配筋多，轉(zhuǎn)換層的跨度和承受的荷載大的情況，施工時(shí)應(yīng)采取措施，保證便于鋼筋的布置和鋼筋骨架的穩(wěn)定。④設(shè)置模板支撐系統(tǒng)后，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換梁及其下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。

2.工程應(yīng)用實(shí)例

2.1工程概況

昆明某集團(tuán)大廈是一座多功能的綜合大廈，平面呈L形，長邊142m，寬21m；短邊76m，寬24m，高層塔樓位于L形建筑的轉(zhuǎn)角處，大廈地上33層，地下2層，西裙樓為9層，東裙樓為9層和7層，總高度131m。裙樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，塔樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)，第八層為框架一剪力墻結(jié)構(gòu) 體系的轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換梁截面尺寸：1.0m×2.8m、l.0m×2.5m。

2.2轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方案的制定

（1）轉(zhuǎn)換層模板的支撐系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換層的混凝土自重以及施工荷載是非常大的，因此，確定轉(zhuǎn)換層底模板的支撐系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換層施工的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)換梁模板支撐系統(tǒng)采用直徑48×3.5標(biāo)準(zhǔn)鋼管搭設(shè)模板支撐系統(tǒng)。鋼管支撐只考慮承受第一次澆筑的混凝土自重及施工荷載。根據(jù)計(jì)算必須用第八層以下兩層的支撐傳遞至下面兩層的樓蓋系統(tǒng)承擔(dān)。要求第七、八層頂板混凝土澆筑后，梁板支撐模板均不能拆除。支撐體系立桿間距為500mm，大橫桿步距不大于1000mm，梁下小立桿間距250mm，在靠近桿頂和桿腳處，各用水平連桿雙向拉固，剪刀撐設(shè)置在梁兩側(cè)的立桿垂直面上。立桿下采用通長鋪設(shè)200mm×50mm木枋配鋼墊板，整個(gè)支撐架按滿堂腳手架的要求搭設(shè)。梁模板采用18mm厚膠合板作模板，梁背枋采用50mm×l00mm木枋配對(duì)拉螺栓用標(biāo)準(zhǔn)鋼管固定。背枋間距500mm，螺栓間距：水平500mm，豎向400mm。梁模板安裝時(shí)，要求按0.25%L起拱（L為梁的最大跨度）。

（2）轉(zhuǎn)換層鋼筋工程。正確地翻樣和下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關(guān)鍵。①鋼筋翻樣和下料之前必須 弄清設(shè)計(jì)意圖，熟悉設(shè)計(jì)文件，掌握有關(guān)規(guī)定。翻樣時(shí)處理好鋼筋之間的穿插避讓關(guān)系，確定制作尺寸和綁扎順序。②全部采用錐螺紋接頭連接、冷擠壓套筒連接轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主筋。為解決鋼筋旋轉(zhuǎn)的困難，對(duì)兩端做彎頭的鋼筋采用可調(diào)伸螺紋接頭。③當(dāng)轉(zhuǎn)換梁高度或轉(zhuǎn)換板厚度較大時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁兩側(cè)搭設(shè)雙排腳手架，鋪設(shè)第1層（底層）鋼筋后，從第2層鋼筋開始，在每跨梁內(nèi)用2根短鋼管找好標(biāo)高，扣接在兩側(cè)腳手架上，作為鋼筋的臨時(shí)支托，校正鋼筋位置焊好支架后，撤去短鋼管。按此次序自下而上逐層放好水平鋼筋及圓洞暗環(huán)梁鋼筋，綁好箍筋及“S”鉤。

（3）轉(zhuǎn)換層混凝土施工。施工時(shí)應(yīng)注意疊合面的處理，必要時(shí)在疊合面處采取特殊的構(gòu)造處理，以保證不降低轉(zhuǎn)換層。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行施工承載力驗(yàn)算。在確定本工程施工方案時(shí)考慮到第八層樓板無法承受上部轉(zhuǎn)換梁自重和施工荷載，需設(shè)置多層滿堂鋼管支撐體系。為減輕支撐的負(fù)荷，利用迭合梁原理，將轉(zhuǎn)換梁分三層澆搗。利用第一次形成的鋼筋混凝土梁、柱作為傳力系統(tǒng)與鋼管支撐體系共同分擔(dān)上部混凝土及施工荷載，以減少樓板的壓力。

第一次或第二次混凝土澆筑高度應(yīng)比要求稍高50mm。在第一次或第二次混凝土澆筑后用高壓水沖刷施工縫，將積淀物沖刷掉。施工縫應(yīng)嚴(yán)格按施工驗(yàn)收規(guī)范施工，且施工縫處事先必須設(shè)附加插筋，以增強(qiáng)抵抗剪切力的能力，預(yù)留7根HRB335直徑25的鋼筋，縱向間距500mm，鋼筋長度600mm。在大跨度超高度轉(zhuǎn)換梁及轉(zhuǎn)換厚板（大體積混凝土）施工時(shí)，應(yīng)采取措施防止新澆混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。在施工中采取了以下措施：

①在大體積混凝土組織施工前，首先應(yīng)按下式計(jì)算每小時(shí)需要澆筑混凝土的數(shù)量即澆筑速度：V=BLH/（t1-t2）（m3/h），式中：V--混凝土澆筑量（m3/h）；B、L、H--分別為澆筑層的寬度、長度、厚度（m）；t1--混凝土初凝時(shí)間（h）；t2--混凝土運(yùn)輸時(shí)間（h）。根據(jù)混凝土的澆筑量，計(jì)算所需要運(yùn)輸工具和振動(dòng)器的數(shù)量，并據(jù)此擬定澆筑方案和進(jìn)行勞動(dòng)組織。

②根據(jù)大體積混凝土施工氣候及現(xiàn)場條件，模擬計(jì)算整個(gè)施工中的溫度狀況，對(duì)混凝土澆筑后一個(gè)月內(nèi)的各部位溫度的變化進(jìn)行觀察，掌握其規(guī)律，為大體積混凝土的施工提供科學(xué)的預(yù)測分析和依據(jù)。

③大體積混凝土施工時(shí)，控制混凝土表面與混凝土內(nèi)部溫度差小于25℃。工程中可應(yīng)采取以下措施：常規(guī)保溫法，降溫階段以保溫為主，升溫階段以保濕為主；內(nèi)降外保法，即通水冷卻降溫，減少混凝土表面與混凝土內(nèi)部的溫差，然后在表面及底面采取保濕措施；蓄水養(yǎng)護(hù)法，即在混凝土初凝后先灑水養(yǎng)護(hù)2h，隨后進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水高度一般為100mm。

④采取下列措施選用水泥：優(yōu)先選用火山灰硅酸鹽水泥或水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥；為減少水泥用量，相應(yīng)降低水化熱，可摻用沸石粉代替部分水泥；摻入減水劑，使混凝土緩凝，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，使升溫延長，降低水化熱峰值。

⑤在施工方法上可采取下列措施：采取先施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)周圍結(jié)構(gòu)或墻體，防止混凝土表面散熱過快，內(nèi)外溫差過大；在夏季高溫氣候施工時(shí)，采用冰水?dāng)嚢?，以降低混凝土的入模溫度；采用分層施工，每層?00～500mm，連續(xù)澆筑，并在前一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢；采用疊合梁原理，將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按疊合構(gòu)件施工，避免大體積混凝土水化熱高、溫度應(yīng)力過大對(duì)控制裂縫的不利影響。

3.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工的幾點(diǎn)建議

通過對(duì)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方案的應(yīng)用實(shí)踐，提出四點(diǎn)施工建議。

（1）對(duì)截面尺寸較大的轉(zhuǎn)換構(gòu)件宜按大體積混凝土組織施工。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)截面承載力計(jì)算和撓度驗(yàn)算時(shí)，還需考慮轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)混凝土徐變、收縮的影響及大體積混凝土的水化熱問題。在選用水泥方面和施工方法上，應(yīng)采取防止混凝土內(nèi)外溫差過大和提高混凝土抗拉強(qiáng)度的措施。

（2）轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的自重以及施工荷載較大，必須對(duì)其模板支撐方案進(jìn)行設(shè)計(jì)以保證支撐系統(tǒng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。搭設(shè)支撐時(shí)，要求上、下層支撐在同一位置，以保證荷載的正確傳遞。同時(shí)應(yīng)確定合理的拆除支撐的次序，使施工階段結(jié)構(gòu)受力合理。

（3）當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)下層空間高度較大，難以設(shè)置腳手架支撐時(shí)，可采用下列措施：①轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)采用內(nèi)埋型鋼（或鋼結(jié)構(gòu)）的辦法，型鋼（或鋼結(jié)構(gòu)）可用來支承澆搗混凝土?xí)r所需的模扳和腳手架，以確保模扳和腳手架發(fā)生移動(dòng)。②采用疊合梁原理將轉(zhuǎn)換梁（板）混凝土分兩次澆筑，即采用一次形成的鋼筋混凝土梁（扳）支承第二次澆筑的混凝土和施工荷載，形成疊合梁（板），以解決大梁（厚板）的施工荷載的傳遞問題。為保證第一次澆筑混凝土梁（板）和第二次澆筑混凝土疊合面的抗剪承載力，將施工縫做成齒槽。

（4）設(shè)置模板支撐系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段是不同的，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換梁（或轉(zhuǎn)換厚板）及其下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工支模方案，建立符合實(shí)際的力學(xué)分析模式，達(dá)到設(shè)計(jì)和施工的統(tǒng)一。

4.結(jié)束語

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)整體性要求高，施工過程十分復(fù)雜，增加了施工過程中的難度。結(jié)合轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，施工中制定了切實(shí)可行的施工技術(shù)方案，將模板支撐、鋼筋工程、澆搗混凝土、大體積混凝土的水化熱等問題，采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理取得了較好的效果。 [科]

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