高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層關(guān)鍵施工技術(shù)探討

劉艷麗 郭 帥

(山西晉西建筑安裝工程有限責(zé)任公司，山西太原 030027)

隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，鋼筋混凝土高層建筑的高度不斷增加，為滿(mǎn)足建筑功能和結(jié)構(gòu)承載需要，轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用越來(lái)越普遍。一般而言，高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)難點(diǎn)與重點(diǎn)如下:1)轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度及裂縫控制;2)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì);3)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)鋼筋的安裝。

1 轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度及裂縫控制

轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中存在較多的梁、柱、墻體及樓板交叉的重要核心區(qū)域，區(qū)域間鋼筋縱橫交錯(cuò)，間距較小，混凝土澆搗難度較大，且核心區(qū)域構(gòu)件數(shù)量多，易產(chǎn)生多方向的溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力，因此，澆筑轉(zhuǎn)換層混凝土是確?；炷翉?qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并防止溫度裂縫及收縮裂縫等非受力裂縫的產(chǎn)生，成為施工控制的關(guān)鍵。

1.1 混凝土強(qiáng)度控制

為保證混凝土強(qiáng)度，首先應(yīng)在配合比的選定上進(jìn)行控制。相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，砂率、混凝土強(qiáng)度及水泥數(shù)量均隨砂的含水率的增加而下降或受到影響，影響程度分別為下降2%～5%，下降16%～22%，影響程度在5%～20%之間;而水灰比的影響程度為:每多增大1%的水灰比，混凝土強(qiáng)度就會(huì)降低5%～10%。因此應(yīng)該對(duì)混凝土配合比采取相應(yīng)控制措施，嚴(yán)格執(zhí)行初步配合比計(jì)算，并調(diào)整與確定基準(zhǔn)配合比的試配，在商品混凝土生產(chǎn)階段嚴(yán)格控制各組分的比例，注意砂石含水率的變化，及時(shí)調(diào)整，在施工階段，嚴(yán)禁澆筑過(guò)程中隨意加水，保證商混出倉(cāng)級(jí)配與現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中相符;其次必須嚴(yán)格泵送混凝土養(yǎng)護(hù)制度。泵送混凝土具有易于施工的特點(diǎn)，但實(shí)踐證明，即使在混凝土配合比、原材料性能及澆搗施工嚴(yán)密控制的情況下，仍有可能因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)工作不到位而出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度的降低，可能的情況包括沒(méi)有合理的養(yǎng)護(hù)制度，造成養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、養(yǎng)護(hù)不充分，養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)，過(guò)早地停止養(yǎng)護(hù)等。最后，應(yīng)加強(qiáng)混凝土強(qiáng)度評(píng)定，混凝土強(qiáng)度評(píng)定的依據(jù)可以是標(biāo)養(yǎng)試塊、同條件養(yǎng)護(hù)試塊及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，將同配比、同齡期及同條件施工的混凝土作為一個(gè)驗(yàn)收批次，并必須確保保證試塊的真實(shí)性。標(biāo)養(yǎng)試塊由于澆筑、振搗、模板及養(yǎng)護(hù)條件均不同于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)，故其強(qiáng)度值并不能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度現(xiàn)狀，同條件試塊則比較接近真實(shí)情況，筆者推薦采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段進(jìn)行輔助檢測(cè)，可采用業(yè)內(nèi)公認(rèn)比較準(zhǔn)確的鉆芯法檢測(cè)，但鉆芯法對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有一定破損性，文獻(xiàn)表明若不能良好修補(bǔ)鉆芯法破損部位，構(gòu)件承載力下降可達(dá)到10%～20%，因此，采用該法應(yīng)慎重，一般在受力較小的部位進(jìn)行抽樣，并且應(yīng)良好修補(bǔ)破損部位。

1.2 混凝土裂縫控制

國(guó)家現(xiàn)行GB 50010-2011混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表3.3.4規(guī)定，對(duì)處于不同環(huán)境的不同混凝土結(jié)構(gòu)，其允許裂縫寬度為0.2 mm～0.4 mm之間。對(duì)混凝土裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，補(bǔ)救為輔，目前有“抗”與“放”兩種預(yù)控思路，介紹如下:

“放”的措施:在大體積的混凝土構(gòu)件變截面處采取分層澆搗措施或采取相應(yīng)補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。

“抗”的措施:1)避免使用早強(qiáng)水泥，采用摻合料和混凝土外加劑，降低水泥用量。2)選擇合理的砂石粒徑，減少水和水泥用量，減小泌水、收縮和水化熱。3)應(yīng)避免過(guò)振和漏振，重視二次振搗和二次抹面。4)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)截面尺寸突變部位的構(gòu)造鋼筋的配置，減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象。5)兩種不同強(qiáng)度混凝土的交接處，用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行搭接處理。

“抗”與“放”相結(jié)合的措施。為減少材料收縮，預(yù)防裂縫，必須十分重視對(duì)新澆混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。必須主要控制好構(gòu)件的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，避免表面水分蒸發(fā)過(guò)快。對(duì)于大體積的混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)是集中出現(xiàn)水化熱高峰，可采取埋設(shè)散熱孔、通冷水等必要的降溫措施，通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)手段，將新澆筑構(gòu)件的內(nèi)部最高溫度與外界氣溫的差值控制在25℃以?xún)?nèi)。

2 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

因轉(zhuǎn)換層區(qū)域鋼筋混凝土構(gòu)件截面尺寸通常較大、受力鋼筋及構(gòu)造鋼筋密布、構(gòu)件自重以及施工荷載非常大，為保證模板支撐體系的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，同時(shí)考慮施工可行性和經(jīng)濟(jì)性，就必須正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換層模板的支撐系統(tǒng)，并進(jìn)行合理的構(gòu)造措施。

轉(zhuǎn)換層大梁施工時(shí)最大荷載往往超過(guò)10 t/m2力，如何承擔(dān)這么大的荷載，成為模板設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，通常是將轉(zhuǎn)換層垂直荷載有效可靠地傳遞到地下室頂板，甚至基礎(chǔ)上。轉(zhuǎn)換層鋼筋混凝土樓板的模板采用12 mm厚木質(zhì)膠合板拼裝，下墊截面50 mm×100 mm 的木方，間距小于 0.5 m，甚至小至 0.3 m，采用 φ48×3.5 mm滿(mǎn)堂鋼管腳手架支撐。轉(zhuǎn)換層大梁的底模和側(cè)模可采用18 mm厚木質(zhì)膠合板，梁側(cè)模部位采用豎向間距不大于0.3 m的50 mm×100 mm木方作為豎肋，當(dāng)梁高大于2.2 m時(shí)，梁底模部位設(shè)置橫向間距不大于0.3 m的50 mm×100 mm木方作為橫肋，木方的跨度應(yīng)小于0.6 m。轉(zhuǎn)換層樓板及大梁的模板支架均可采用φ48×3.5 mm鋼管搭設(shè)，梁模板支架的搭設(shè)間距應(yīng)根據(jù)梁橫截面面積的不同而有所區(qū)別，分別設(shè)計(jì)。對(duì)于梁高大于2.2 m的框支梁，也可采用“斜撐三角形鋼管桁架支?！钡姆桨?，將轉(zhuǎn)換層框支梁的施工荷載直接傳給本層框架柱根部1.5 m范圍及下層框架柱端部0.6 m的范圍內(nèi)。特別應(yīng)注意的是，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層以下樓層施工時(shí)，各樓層結(jié)構(gòu)模板支架還應(yīng)按轉(zhuǎn)換層相應(yīng)位置立桿搭設(shè)要求加強(qiáng)，并保留各層模板及支撐，直到轉(zhuǎn)換層混凝土構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，方可拆模。

搭設(shè)完成模板支撐后，必須經(jīng)驗(yàn)收合格后方能進(jìn)入混凝土澆筑作業(yè)工序，并在澆搗混凝土期間，隨時(shí)觀(guān)察模板及支撐系統(tǒng)的變形移位情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常必須停工處理。

3 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)鋼筋的安裝

針對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋數(shù)量多，規(guī)格多，間距小，長(zhǎng)度大及自重大的特點(diǎn)，特別是在構(gòu)件節(jié)點(diǎn)區(qū)域鋼筋更是交錯(cuò)密集，因此，應(yīng)確保構(gòu)件內(nèi)的鋼筋的正確安裝，并且保證澆搗混凝土?xí)r沒(méi)有鋼筋移位現(xiàn)象發(fā)生。

施工時(shí)按相應(yīng)的混凝土施工規(guī)范要求執(zhí)行，對(duì)轉(zhuǎn)換層各類(lèi)構(gòu)件而言，樓板內(nèi)受力鋼筋通常采用搭接接長(zhǎng)，框架梁中受力鋼筋通常采用直螺紋機(jī)械連接，框支柱的受力主筋一般采用電渣壓力焊方法進(jìn)行接長(zhǎng)?？紤]到轉(zhuǎn)換層框支梁截面下部的縱向鋼筋必須彎折插入錨固在框支柱內(nèi)的長(zhǎng)度為1.2 m～1.5 m，因此應(yīng)先安裝綁扎框支梁內(nèi)的鋼筋，并設(shè)置臨時(shí)鋼管支撐，再進(jìn)行框支柱混凝土的澆搗，并應(yīng)特別注意保護(hù)梁內(nèi)鋼筋，避免發(fā)生移位和污染，待柱混凝土澆筑完畢，達(dá)到拆模要求并拆模后，正式搭設(shè)梁支模架。當(dāng)梁寬大于850 mm時(shí)，除綁扎設(shè)計(jì)配筋外，應(yīng)保證施工中已就位的鋼筋骨架不發(fā)生變形，可根據(jù)具體情況設(shè)置輔助支撐鋼筋;為保證梁底鋼筋保護(hù)層滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和施工偏差，一般采用長(zhǎng)度為150 mm，直徑為25短鋼筋頭作墊塊，梅花形布置，縱距不大于1.0 m，橫距不大于0.3 m，則不采用普通混凝土墊塊來(lái)設(shè)置鋼筋保護(hù)層，否則可能因梁自重較大而壓碎混凝土墊塊，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層尺寸偏差，這些輔助鋼筋均為施工構(gòu)造措施，可由施工單位自行掌握。

4 結(jié)語(yǔ)

高層建筑質(zhì)量安全關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù)的生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)安全，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)施工上嚴(yán)格控制，特別是對(duì)本文論述的若干關(guān)鍵施工技術(shù)的控制，保證施工技術(shù)能夠良好地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，真正做到高層建筑建設(shè)的安全、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)及合理。

［1］JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］王祖華.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2009.

［3］GB 50010-2011，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］張仁海.談托換技術(shù)在高層結(jié)構(gòu)改造中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2012，38(21)：125-126.