試論高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

■張翠山 ■中鐵建工集團(tuán)，北京市 100160

在國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，城市高層建筑得到了快速的發(fā)展。在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計中，在結(jié)構(gòu)變化較大的兩樓層間設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，從而有效地傳遞上部樓層之間的荷載，確保結(jié)構(gòu)受力性能的穩(wěn)定。但是，隨著建筑結(jié)構(gòu)體系逐漸復(fù)雜化，從而增加了轉(zhuǎn)換層施工的難度，因此，需要嚴(yán)把轉(zhuǎn)換層施工各工序的質(zhì)量，確保高層建筑建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 高層建筑轉(zhuǎn)換層的具體結(jié)構(gòu)形式

高層建筑轉(zhuǎn)換層可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化較大樓層間荷載的傳遞，例如，某一建筑內(nèi)上部結(jié)構(gòu)為小開間，而下部結(jié)構(gòu)為大空間的商業(yè)用房，這就需要在兩個樓層間設(shè)計轉(zhuǎn)換層，以實(shí)現(xiàn)上部框架結(jié)構(gòu)與下部剪力墻結(jié)構(gòu)間的荷載傳遞。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代高層建筑的轉(zhuǎn)換層類型主要有梁式、桁架式、箱形、板式等。而在我國建筑中設(shè)置轉(zhuǎn)換層的建筑多數(shù)選用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)具體如下幾種形式:(1)梁式轉(zhuǎn)換層，結(jié)構(gòu)受力性能明確，施工便捷，對于抵抗地震有著明顯的效果，多應(yīng)用在高層建筑底部空間較大的剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。(2)箱形轉(zhuǎn)換層，其主要是由上下層較厚樓板與單雙向托梁所組合而成的，受力結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜，多應(yīng)用在解決縱向與橫向結(jié)構(gòu)的受力轉(zhuǎn)換建筑中。(3)板式轉(zhuǎn)換層。該種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以靈活地實(shí)現(xiàn)對上下層結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的有效布置。但是，此轉(zhuǎn)換層施工耗材量較大，且結(jié)構(gòu)自身也較大，其適用于上下柱網(wǎng)軸線錯開情況嚴(yán)重以及較難實(shí)現(xiàn)采用梁結(jié)構(gòu)直接對上下結(jié)構(gòu)進(jìn)行承托的樓層中。(4)桁架式轉(zhuǎn)換層，該種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)傳力明確，且實(shí)際傳力途徑較為清晰，有著很強(qiáng)的靈活性，由于其構(gòu)造特點(diǎn)，導(dǎo)致施工復(fù)雜程度較高，該種結(jié)構(gòu)適用于轉(zhuǎn)換梁構(gòu)架跨度較大且上層負(fù)載也很大的樓層中。

2 模版及支撐系統(tǒng)施工

在進(jìn)行鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層施工過程中，選擇合適的模板支撐系統(tǒng)對高層建筑鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量具有直接的影響，根據(jù)筆者多年施工經(jīng)驗(yàn)可知，常用的幾種模板支撐系統(tǒng)如下所示:①一次性完整支模，常用在建筑結(jié)構(gòu)高度較低的轉(zhuǎn)換層模板系統(tǒng)中。這種模板系統(tǒng)需要用到的模板支撐較多，需要從設(shè)置轉(zhuǎn)換層的底部一直搭設(shè)到建筑物底層;②荷載傳遞支模系統(tǒng)，主要是利用搭設(shè)的轉(zhuǎn)換層支撐柱而合理的傳遞上部建筑結(jié)構(gòu)的荷載，它以在建筑樓面內(nèi)設(shè)置豎向支撐形成梁下排架，從而將荷載分散到下部樓層結(jié)構(gòu);③疊加澆筑支模，常與疊合梁一起配合使用，分次澆筑轉(zhuǎn)換梁與板;④預(yù)埋型鋼法，此種模板體系主要是將轉(zhuǎn)換梁中的桁架或預(yù)埋型鋼在施工中當(dāng)作架設(shè)模板的基礎(chǔ)，從而承載轉(zhuǎn)換梁施工中的自重及其他荷載，然后再一次澆筑成轉(zhuǎn)換梁。

(1)支架斜撐的施工要點(diǎn)。鋼筋混凝土梁式轉(zhuǎn)換層模板支撐體系是工程施工中非常重要的一部分，它具有與其他施工技術(shù)相同的特點(diǎn)，在搭設(shè)梁底斜撐支架時，要與梁下排支架同時進(jìn)行搭設(shè)。若兩者搭設(shè)時間不同步，需要在鋼筋骨架準(zhǔn)備好以前，搭設(shè)完梁底斜撐支架，從而確保兩者在受力時保持同步。

(2)支架掃地杵與立桿施工。在支架立桿施工過程中，應(yīng)將立桿的上端與梁底的內(nèi)外楞進(jìn)行有效地連接，從而實(shí)現(xiàn)雙扣件抗滑移動的功能。為了確保粱下排架支撐的穩(wěn)定性，需要在下排架支撐處設(shè)置掃地桿，并在中間部位設(shè)置兩根橫桿，確保轉(zhuǎn)換層施工過程中梁下排架支撐的安全性。

3 轉(zhuǎn)換層的鋼筋工程施工

在轉(zhuǎn)換層鋼筋工程施工時，首先需要施工單位對施工設(shè)計圖紙進(jìn)行仔細(xì)的學(xué)習(xí)，體會設(shè)計意圖，并由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，將鋼筋綁扎過程中的難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，確保施工人員掌握鋼筋綁扎的施工工序、難點(diǎn)的處理措施等;然后，在鋼筋綁扎施工時，需要確保施工人員按圖上標(biāo)定的位置綁扎鋼筋，避免綁扎鋼筋位置發(fā)生錯誤，影響工程施工進(jìn)度;在綁扎完鋼筋后，需要在監(jiān)理的監(jiān)督下對主筋是否有松動、鋼筋位置是否正確以及鋼筋型號是否正確，并對鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行測量，在受拉區(qū)主筋的混凝土保護(hù)層厚度大于50mm時，應(yīng)在保護(hù)層內(nèi)設(shè)置直徑不小于6mm、間距不大于100mm的鋼筋網(wǎng)。同時，應(yīng)在鋼筋與模板之間設(shè)置墊塊，確保鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，墊塊英語鋼筋綁扎牢固、錯開布置。

4 轉(zhuǎn)換層的混凝土澆筑施工

(1)優(yōu)化混凝土配合比。研究發(fā)現(xiàn)，高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)尺寸較大，這就形成大體積混凝土結(jié)構(gòu)。由于大體積混凝土在澆筑后硬化過程中，水泥會產(chǎn)生大量的水化熱，從而形成較大內(nèi)外溫差，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫差應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力增大一定程度時則在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫。因此需要在轉(zhuǎn)換層混凝土配比時選用水化熱較低的水泥材料，減少混凝土硬化過程產(chǎn)生的水化熱。具體措施如:第一，選用水化熱低的水泥;第二，在混合料中摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，改善混凝土的性能;第三，控制混凝土的坍落度，其坍落度不宜過大，一般控制在120mm左右。

(2)嚴(yán)控澆筑與振搗施工。為了減少混凝土澆筑后硬化過程產(chǎn)生大量水化熱，需要根據(jù)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)尺寸，合理分層澆筑混凝土，即在上一層混凝土初凝前完成后層混凝土的澆筑、振搗。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)可知，混凝土分層澆筑常采用的方法有:全面分層、分段分層、斜面分層:①全面分層，它是在上一層混凝土全部澆筑完成后，再進(jìn)行下一層混凝土澆筑，但需要確保在上一層混凝土未初凝前澆筑下一層混凝土，其分層厚度控制在1.5～2.0m。采用這種分層方法，其結(jié)構(gòu)平面尺寸不宜過大，且應(yīng)從短邊向長邊方向澆筑。②分段分層。若轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)尺寸較長，需要在澆筑混凝土?xí)r進(jìn)行分段分層，將結(jié)構(gòu)分為幾段，先澆筑第一段，依次從下向上澆筑，直到澆筑到頂層。由于分段尺寸較短，在澆筑到頂層時，下層末端混凝土還未發(fā)生初凝，再進(jìn)行后續(xù)各段的分層澆筑。此種澆筑方式主要適用于結(jié)構(gòu)厚度不大，長度較長的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中。此外，在分段時，當(dāng)結(jié)構(gòu)截面面積在200m2以內(nèi)時，分段數(shù)量小于2段，在300m2以內(nèi)時小于3段，且每段面積不宜小于50m2。③斜面分層，在澆筑混凝土?xí)r從下端開始，逐層上移，且斜面的坡度不大于1/3，多用于結(jié)構(gòu)長度遠(yuǎn)大于厚度3倍情況中。同時，在混凝土振搗時，要在每個斜面的上下各布置一個振搗器，確?；炷翝仓駬v的密實(shí)性。

(3)養(yǎng)護(hù)措施。在轉(zhuǎn)換層混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)過程中，需要保持混凝土結(jié)構(gòu)適宜的溫度與濕度，且內(nèi)外溫差控制在20度之內(nèi)，從而有效地控制混凝土內(nèi)外的溫差，減少混凝土硬化過程中結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫。在養(yǎng)護(hù)中，采用內(nèi)部降溫法來有效地控制結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差，具體措施如下:在混凝土內(nèi)部預(yù)埋降溫水管，通過冷水來降低混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度。

5 結(jié)束語

綜上所述，在高層建筑設(shè)計施工中，由于上下樓層結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致兩樓層間受力性能發(fā)生較大改變，需要在兩樓層間設(shè)置合理的轉(zhuǎn)換層，以解決樓層間荷載的向下傳遞。同時，需要加強(qiáng)對高層建筑轉(zhuǎn)換層施工過程中模板支撐工程、鋼筋工程、混凝土澆筑施工等工序的質(zhì)量控制，確保轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

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