梁式轉(zhuǎn)換層高層建筑施工技術(shù)的探討

楊根德

【摘要】本文結(jié)合具體的工程實(shí)際，詳細(xì)闡述了梁式轉(zhuǎn)換層模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、支撐搭設(shè)及構(gòu)造要求、鋼筋工程、混凝土工程的技術(shù)要點(diǎn)，以促進(jìn)該項(xiàng)施工技術(shù)的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；模板支撐；鋼筋工程；混凝土工程；施工

1、工程概況

某商業(yè)金融用房，1層為站臺(tái)，2層以上用作商業(yè)辦公區(qū)，為滿足1層公用設(shè)施及上部辦公用房的功能要求，在1層設(shè)置梁式轉(zhuǎn)換層以調(diào)節(jié)上、下層不同的室內(nèi)空間功能要求。

框支梁內(nèi)主筋為HRB400 級(jí) 28 鋼筋，截面尺寸共分8種。其中截面尺寸最大1100mm×2250mm，最小為 750mm×1200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35，主梁最大跨度為16.8m； 框支柱內(nèi)主筋為HRB400 級(jí) 32 鋼筋，截面尺寸 4 種，其中截面尺寸最大1200 mm×1400mm，最小為 750mm×750mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C45。樓板厚度 200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C35（見圖1）。

圖1轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)立面

2、施工重點(diǎn)及難點(diǎn)分析

1）模板支撐系統(tǒng)

本轉(zhuǎn)換層梁截面尺寸巨大，梁體自重及施工荷載非常大，且屬高支模，施工的安全度和穩(wěn)定性要求高。因此，確定轉(zhuǎn)換層梁板的支撐系統(tǒng)方案，確保支撐系統(tǒng)具有足夠的承載力和整體穩(wěn)定性，是施工首先要解決的問題。

2）鋼筋連接與綁扎

轉(zhuǎn)換層梁的配筋量大、主筋長(zhǎng)、布置密，梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋縱橫交錯(cuò)。因此，關(guān)鍵是正確地翻樣和下料，保證鋼筋綁扎到位。

3）疊合層承載力驗(yàn)算

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)換梁及其下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。

4）混凝土澆筑及裂縫控制

梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋密集，混凝土自由下落困難，截面尺寸巨大，大體積混凝土容易產(chǎn)生溫差及收縮裂縫。因此，關(guān)鍵是保證混凝土的密實(shí)度和防止裂縫的產(chǎn)生。

3、方案選擇

轉(zhuǎn)換層縱向柱網(wǎng)間距為9.5m，橫向柱網(wǎng)間距為16.8m?？蛑Я航孛孀畲鬄?100mm×2250mm，框支梁自重荷載 56.25kN/m2，加上施工活荷載，總荷載約60kN/m2?？紤]到轉(zhuǎn)換層混凝土自重以及施工荷載非常大，且梁下的樓板無法直接承受其荷載，因此方案經(jīng)專家論證后采用疊合澆筑法。應(yīng)用疊合梁原理將轉(zhuǎn)換梁分2次澆筑疊合成型。第1次澆筑高度至 6.320m 即次梁梁底標(biāo)高，待第1次澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到 80% 以上時(shí)，再澆筑 6.320～7.170m 轉(zhuǎn)換層板面，利用第1次澆筑混凝土形成的梁支承第2次澆筑混凝土的自重及施工荷載，采用此施工技術(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁下的鋼管支撐系統(tǒng)只需考慮承受第1次的混凝土自重和施工荷載，因而可減小其下部鋼管支撐的負(fù)荷，同時(shí)混凝土分層澆筑可緩解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。

4、模板及支撐系統(tǒng)

轉(zhuǎn)換梁模板支撐體系： 采用 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1次澆筑的混凝土自重及施工荷載。由于地下室頂板澆筑厚度為200mm，不能承載上部支模體系傳遞的全部荷載，因此根據(jù)計(jì)算必須用1層以下的支撐傳遞至地下室底板承擔(dān)。要求地下室頂板混凝土澆筑后，梁板支撐模板均不能拆除。轉(zhuǎn)換梁下支撐體系立桿間距為900mm，大橫桿步距 ≤1200mm，梁下小立桿間距450mm，在靠近桿頂和桿腳處，各用水平連桿雙向拉結(jié)固定、剪刀撐設(shè)置在梁兩側(cè)的立桿垂直面上。梁的線荷載較大，為保證荷載可靠傳遞給立桿，梁底采用可調(diào)支座，梁兩側(cè)采用雙扣件，立桿下采用通常鋪設(shè)200mm×50mm 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，梁背楞采用 50mm×100mm 木方配 M14 對(duì)拉螺栓用標(biāo)準(zhǔn)鋼管固定。背楞間距 500mm，螺栓間距： 水平500mm，豎向 400mm。梁模板安裝時(shí)，要求按 0.3% L起拱（L為梁的最大跨度）。

5、鋼筋工程

5.1轉(zhuǎn)換梁配筋加強(qiáng)

本工程采用疊合澆筑法。選取轉(zhuǎn)換層外圍截面尺寸為800mm×2 200mm，跨度為16.8m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35 的轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算，第1次澆筑梁頂即疊合層配置 928@400 鋼筋（As=5542mm2）抵抗截面支座負(fù)彎矩。為方便施工配置的負(fù)彎矩鋼筋按照非通長(zhǎng)縱筋布設(shè)，縱筋伸出支座長(zhǎng)度的取值規(guī)定為： 對(duì)于端支座，為本跨的凈跨值，對(duì)于中間支座，支座兩邊較大一跨的凈跨值。選配 8@2506 肢箍筋即可滿足要求（見圖 2）。

圖 2 轉(zhuǎn)換梁配筋

5.2 鋼筋綁扎

梁底模支撐好后，進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁鋼筋綁扎，綁扎步驟： 搭設(shè)鋼筋支撐架→清掃工作面→對(duì)主筋縱向位置定位劃線→用支撐及箍筋定好主筋的橫向位置→在主筋上劃好箍筋位置線，安放好箍筋并綁扎→把 25mm 墊鐵放在梁底、梁邊，同時(shí)取掉支撐把梁放下→在模板上劃好板底筋的位置線并綁好板底筋→等水電配管完畢后、同樣分好板負(fù)筋位置并綁扎→最后調(diào)整間距并墊上足夠馬凳。

5.3 鋼筋加工與連接

1） 為保證轉(zhuǎn)換梁內(nèi)鋼筋連接質(zhì)量和方便施工，梁中所有受力鋼筋均采用直螺紋套筒連接。

2） 梁柱核心區(qū)箍筋是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在梁筋綁扎前按照設(shè)計(jì)圖紙100mm 間距，計(jì)算出柱頭內(nèi)箍筋數(shù)量，在安放好梁底筋后加入柱箍筋，保證轉(zhuǎn)換梁腰筋分布均勻，嚴(yán)禁多加或者少加，并在未封柱模板前安設(shè)完畢，并綁扎好。

3） 轉(zhuǎn)換梁鋼筋大而多，梁設(shè)有 3 排主筋，上、下排鋼筋之間設(shè)置 25mm 墊鐵，間距1m，并于梁主筋進(jìn)行綁扎； 上、下排鋼筋應(yīng)對(duì)齊綁扎，嚴(yán)禁錯(cuò)縫綁扎，在避開縱向鋼筋的接頭部位每隔1.5～2m 布設(shè)下料管，以便混凝土灌注和振搗。

4） 由于轉(zhuǎn)換梁內(nèi)鋼筋骨架很重，為保證保護(hù)層厚度，采用短鋼筋作墊塊，保護(hù)層墊塊成排布置（排距1.5m），統(tǒng)一墊在主筋下、在梁骨架就位前放置?；炷翝仓?，對(duì)墊塊表面作防銹處理。

5） 轉(zhuǎn)換層鋼筋應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，節(jié)點(diǎn)處梁上、下部鋼筋應(yīng)盡量位于同一垂直面上保證柱有足夠的振搗空間，確保有 4 個(gè)振搗點(diǎn)能夠上下貫通便于振搗。

6、轉(zhuǎn)換層混凝土施工

6.1混凝土配制

1） 選用較低水化熱的 42.5R 級(jí)普通硅酸鹽水泥，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，在混凝土攪拌料中摻入適量的 I 級(jí)粉煤灰。

2） 細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)為 2.7～2.8 的中砂，含泥量≤2%。

3） 粗骨料采用連續(xù)級(jí)配的碎石，粒徑為 5～31.5mm，含泥量≤1%，具有良好的形狀，質(zhì)地堅(jiān)硬，細(xì)長(zhǎng)和片狀顆?！?0%，不含分化顆粒。

4） 摻入適量高效低碳的微膨脹劑 UEA。

5） 摻入緩凝型的 RW-3 高效減水劑，緩凝時(shí)間達(dá)到 5h 以上。

6） 轉(zhuǎn)換層梁板 C35 微膨脹混凝土配合比為（kg/m3）： 碎石∶砂∶水泥∶粉煤灰∶減水劑∶膨脹劑∶水 =997∶693∶390∶75∶15.8∶60∶195。

6.2 混凝土澆筑

1） 由于轉(zhuǎn)換層鋼筋量多，混凝土澆筑量大。采取先澆筑柱、梁節(jié)點(diǎn)部位，后澆筑梁、板的施工方法。

2） 混凝土的澆筑從中間向兩邊對(duì)稱進(jìn)行，以保證支撐體系穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換梁、板混凝土采用“薄層澆筑，循序漸進(jìn)”的原則。

3） 混凝土采用定點(diǎn)澆筑方法，混凝土通過預(yù)先布設(shè)的在梁內(nèi)的下料管進(jìn)行下料，下料管隨澆筑隨上拔，以免凝固在澆筑的混凝土內(nèi)。

6.3 混凝土振搗

1） 鋼筋稠密的地方采用直徑為 30mm 振搗棒，振搗棒插點(diǎn)間距≤300mm。振搗棒的操作要做到“快插慢拔，直上直下”，按梅花點(diǎn)位置布置。

2） 上層混凝土澆搗時(shí)插入下層混凝土深度≥50mm，每點(diǎn)的振搗時(shí)間以混凝土表面泛出灰漿，不再出現(xiàn)氣泡為準(zhǔn)。

3） 混凝土的振搗順序?yàn)閺臐仓拥牡讓娱_始逐層上移，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。

6.4 施工縫做法及處理

6.4.1留齒形加筋施工縫

梁上、下部分間的水平施工縫沿縱向留出齒形，同時(shí)增設(shè)625 附加插筋，縱向間距500mm（見圖 3），鋼筋長(zhǎng)1m，施工縫上、下各半以提高施工縫處的水平抗剪能力，加強(qiáng)梁上、下部分混凝土間的約束，縮短伸縮變形區(qū)段，分散因溫差、收縮而產(chǎn)生的兩部分混凝土間在施工縫處的約束變形應(yīng)力，控制可能由此應(yīng)力累積過大而產(chǎn)生明顯的裂縫。

圖 3 框支梁水平齒形加筋施工縫示意

6.4.2 施工縫處理

由于框支梁寬度較大且鋼筋較密，為有效做好施工縫鑿毛和鋼筋上所粘水泥漿的清理工作，在第1次混凝土澆筑1d 后用加長(zhǎng)鋼釬鑿毛，加長(zhǎng)鋼絲刷清刷，并用高壓水清洗，且在第2次混凝土澆筑時(shí)在施工縫處薄鋪1層水泥漿。

6.5 混凝土溫度控制與養(yǎng)護(hù)

1） 為防止混凝土表面散熱過快、內(nèi)外溫差過大，并使混凝土有較好的保水性，在梁底模及側(cè)模（均為竹膠合板）外鋪設(shè)2層塑料薄膜。對(duì)于上表面的養(yǎng)護(hù)，第1次澆筑時(shí)將轉(zhuǎn)換梁周邊澆高 0.2m，在中間形成凹槽蓄水養(yǎng)護(hù)； 第2次澆筑的混凝土終凝后，將側(cè)面的雙層塑料薄膜上翻包裹再覆蓋2層麻袋并澆水養(yǎng)護(hù)。然后，根據(jù)測(cè)溫記錄，及時(shí)采取掀或加蓋麻袋的辦法進(jìn)行散熱或者保溫，控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃ 以內(nèi)，基面溫差和基底溫差均控制在 20℃ 范圍內(nèi)。混凝土養(yǎng)護(hù)≥14d，升溫階段保濕養(yǎng)護(hù)，降溫階段保溫養(yǎng)護(hù)。

2） 本工程采用 JDC-2 建筑電子測(cè)溫儀進(jìn)行混凝土溫度監(jiān)控。平面共布置 9 個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置 6 個(gè)測(cè)溫傳感器及測(cè)溫探頭，在混凝土澆筑前埋入并固定保護(hù)。在混凝土升溫階段每 2h 測(cè)1次，降溫階段每 4h 測(cè)1次； 后期 6～8h 測(cè)1次，同時(shí)測(cè)量大氣溫度。經(jīng)測(cè)量，本工程實(shí)測(cè)中心最高溫度73.8℃，此時(shí)板底 55.6℃，板面 50.3℃，混凝土內(nèi)外溫差符合規(guī)范要求。

經(jīng)測(cè)試，轉(zhuǎn)換梁混凝土7d 抗壓強(qiáng)度達(dá)34.5MPa，28d 抗壓強(qiáng)度達(dá) 47.9MPa，完全滿足設(shè)計(jì)要求。拆模后混凝土表面平整，無任何蜂窩、麻面現(xiàn)象； 實(shí)測(cè)表面垂直度 2mm、平整度 3mm，實(shí)測(cè)點(diǎn)合格率達(dá)94%，均達(dá)到《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2002（2011年版）的合格標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié) 語

本工程轉(zhuǎn)換層梁的自重大，鋼筋密集，施工難度大、質(zhì)量要求高。通過制定科學(xué)合理的施工技術(shù)方法，嚴(yán)格組織、精心施工，確保了轉(zhuǎn)換層框支梁的施工質(zhì)量和簡(jiǎn)化模板支撐系統(tǒng)的目的； 并對(duì)今后此類梁式轉(zhuǎn)換層的施工提供了范例。

參考文獻(xiàn)

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