某國際工程板式預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層施工方案設(shè)計

陳 新 焱

(山西建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002)

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工對整個高層建筑的建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要，一旦混凝土結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)上存在問題，就會直接導(dǎo)致整個高層建筑性能及質(zhì)量明顯下降[1]。本文以某海外超五星國際工程酒店式公寓樓項目轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)樓板施工為例，闡述了施工過程中會遇到的重點與難點，并進(jìn)行了施工方案的設(shè)計，實施結(jié)果表明設(shè)計是安全、可靠的，這對海外國際工程超高大板式預(yù)應(yīng)力混凝土施工具有重要的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

該酒店式公寓樓項目為裙樓上座4座塔樓的高層商住樓綜合體，建筑總面積約27萬m2。其中塔樓1(T1)與塔樓2(T2)的裙樓連成一體，為地下2層，地上5層。T1，T2總樓層分別為32層、34層。以T2為例，在地上5層(L5)層樓板采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換板結(jié)構(gòu)對其上29層標(biāo)準(zhǔn)住宅的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換板下部為樁承臺上支圓形鋼筋混凝土柱網(wǎng)。轉(zhuǎn)換層大部分為1.5 m厚的板式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層?xùn)|西長51.9 m，南北長28.4 m，面積為1 447 m2，混凝土量約2 200 m3。

2 參考依據(jù)

本工程依據(jù)：1)CONQUAS-結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；2)Southern Marina項目相關(guān)設(shè)計說明；3)QAQC質(zhì)量保證管控體系；4)SHE安全健康環(huán)境體系要求；5)PE模架設(shè)計計算和詳圖；6)塔樓L5層Freyssinet預(yù)應(yīng)力設(shè)計與系統(tǒng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的施工。

3 準(zhǔn)備工作

1)鋼絞線：鋼絞線是7根直徑為15.24 mm的低松弛鋼絞線符合ASTM A416-85。鋼絞線物理性質(zhì)為：等級：270kpsi，尺寸：“0.6”-T15，公稱直徑：15.24 mm，公稱截面：140，公稱重量：1.102，指定斷裂荷載：260.7 kN，延長率為1%。2)錨固端：所有錨固端為Freyssinet PSC型錨固端。錨固端塊體位于導(dǎo)軌之上，用JAWS將鋼絞線錨固在塊體中，最后鎖定在塊體的錐形孔中。3)導(dǎo)管：高質(zhì)量鍍鋅鋼導(dǎo)管用來在混凝土中保護(hù)鋼筋束。4)設(shè)備：使用設(shè)備：a.Freyssinet單根鋼絞線張拉千斤頂；b.Freyssinet K-Range單組鋼絞束張拉千斤頂；c.液壓拉伸泵；d.鋼絞線推動器；e.砂漿攪拌機(jī)；f.砂漿泵；g.布料機(jī)和混凝土泵；h.振搗器。

4 施工方法

轉(zhuǎn)換層建筑平面尺寸為：51.9 m×28.4 m，如圖1所示，轉(zhuǎn)換層板厚1.5 m，分2層4次澆筑，第一層500 mm厚澆筑兩次(Cast1和Cast2)，第二層1 000 mm厚澆筑兩次(Cast3和Cast4)，如A—A剖面如圖2所示，澆筑長度可達(dá) 51.9 m，混凝土澆筑量達(dá)2 028 m3?；炷猎噳K的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計抗壓強(qiáng)度的75%以上方可進(jìn)行第一階段的鋼絞線束的張拉工作。張拉完成后，第一層澆筑的板可以作為上面一層澆筑1 000 mm厚板的支撐。在澆筑最后一層之前，應(yīng)預(yù)埋搭接鋼筋。灌漿作業(yè)使用Freyssinet PSC Alex PE(擴(kuò)展型砂漿混合物)；植物種植箱和生物過濾景觀池的樓板用防水混合材料XYPEXAdmix C-1000NF，且與第一層澆筑同時進(jìn)行；止水帶FOSROC SW 20必須在澆筑裙樓區(qū)域種植箱樓板之前安裝在轉(zhuǎn)換層一側(cè)。

5 轉(zhuǎn)換層模架體系

根據(jù)BS 5975:2008+A1:2011標(biāo)準(zhǔn)[2]，模板支架搭設(shè)之前，將建筑材料從LG1至L4層清理干凈。支撐L5層的模板支架的搭設(shè)要與LG1到L4的各樓層支架回頂同時進(jìn)行。支架的支設(shè)，調(diào)整，移動和拆除要符合OSHA，DOSH標(biāo)準(zhǔn)及PE計算要求，轉(zhuǎn)換層模板支架平面布置圖如圖3所示。

5.1 門架支設(shè)

1)L4到L5層之間模板支架中心軸線間距為610 mm；2)L4到L3高3 m，L3到L2高3 m和L2到GF高10 m，這三層回頂頂支架的中心軸線間距是914 mm；3)GF到LG1高4 m，這一層回頂支架的中心軸線間距是1 829 mm，剖面圖1—1，2—2，3—3，4—4如圖4～圖7所示；4)模板支架水平向的支撐鋼管每三個梯度安裝一次并與柱子抱接；5)支架必須與混凝土柱相連接以承受水平荷載。

5.2 模板支設(shè)

轉(zhuǎn)換層模板在根據(jù)計算選定的模板支架體系上進(jìn)行架設(shè)。1)底模板：在支架頂端的可調(diào)頂托上按間距600 mm方向連續(xù)架設(shè)主楞方管(規(guī)格50 mm×100 mm×2.3 mm)，在主楞上按間距約300 mm與主楞垂直方向連續(xù)架設(shè)次楞方管(規(guī)格：50 mm×50 mm×2.0 mm)，在次楞上連續(xù)布設(shè)12 mm厚底模板。底模板根據(jù)需要用釘子與次楞釘牢穩(wěn)固。主楞與頂托之間也要塞實穩(wěn)固，質(zhì)量控制要點是各區(qū)位標(biāo)高準(zhǔn)確。2)側(cè)模板：側(cè)模板也由主楞、次楞、模板結(jié)合傳力，側(cè)向借力依靠對拉螺桿拉力。對拉螺桿通過與專設(shè)的預(yù)埋鋼筋焊接形成可靠拉力。質(zhì)量控制要點是各區(qū)位軸線、邊線控制準(zhǔn)確。3)在安裝模板之前，在邊界部分設(shè)置2 m高的防護(hù)欄桿扶手如圖8所示。

6 混凝土澆筑方案設(shè)計

6.1 澆筑方案

1)現(xiàn)場配備混凝土輸送泵2臺，一用一備?；炷凉?yīng)能力40 m3/h。2)混凝土澆筑采用自升式液壓布料機(jī)布料，最大布料半徑為33 m,澆筑范圍能夠覆蓋T2轉(zhuǎn)換層整個平面。下面500 mm厚板，300厚防水混凝土部分先行澆筑，再連續(xù)澆筑500 mm厚非防水混凝土板部分，如此類推連續(xù)澆筑完成。上部1 000 mm厚混凝土板，斜面分層整體連續(xù)澆筑。合理分區(qū)，采用“斜面分層、薄層灌筑、自然流淌、連續(xù)澆筑到頂”的方法進(jìn)行澆筑。

6.2 結(jié)構(gòu)隔熱與溫度控制

1)結(jié)構(gòu)隔熱：澆筑完成的混凝土的頂部噴灑養(yǎng)護(hù)液面層阻止水分蒸發(fā)，再放置一層工程毯麻袋隔熱層去平衡整個混凝土面層的熱量分布以達(dá)到最小的溫度差。2)溫度控制：依據(jù)BS 8110-1:1997第二部分中表3.2，對G45拌和混凝土其中30%為礦渣膠凝材料替代的封閉式溫度計算，結(jié)果如表1所示。

表1 G45拌和混凝土封閉式溫度計算分析

6.3 資源配置

1)混凝土工：40人；2)振搗器12臺；3)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員：總包土建2人機(jī)電安裝1人、分包土建2人機(jī)電安裝1人、預(yù)應(yīng)力方1人、混凝土澆筑管理1人；4)混凝土泵車操作工，道路清潔工：10人；5)照明3人、模板工30人、鋼筋工40人、水電安裝工10人、架子工20人、電焊工2人、電工2人、壯工10人；6)自升式布料機(jī)覆蓋范圍：3 420 m2；7)P/S:澆筑計劃：第一次澆筑416 m3，第二次澆筑260 m3，第三次澆筑832 m3，第四次澆筑520 m3，使用自升式布料機(jī)進(jìn)行澆筑作業(yè)，計劃每小時混凝土澆筑量為40 m3。

6.4 混凝土布料技術(shù)

本工程采用與混凝土輸送泵配套的新型自升液壓折臂式混凝土布料機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如表2所示，其就像一只機(jī)械手，能將施工面的混凝土快速、準(zhǔn)確地送抵作業(yè)面的任一澆筑部位并進(jìn)行連續(xù)澆筑，大大提高了澆筑效率及施工質(zhì)量，降低了勞動強(qiáng)度。

表2 布料機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

6.5 安全要求

1)底模上應(yīng)按設(shè)計荷載分區(qū)堆放成型鋼筋，避免集中堆放過高；2)模板支撐體系安裝完成后，要仔細(xì)檢查頂撐、剪刀撐、側(cè)模對拉螺桿等重要部位；3)對進(jìn)場周轉(zhuǎn)材料如門架、鋼管等要認(rèn)真檢查質(zhì)量；4)混凝土預(yù)應(yīng)力張拉灌漿達(dá)到設(shè)計要求后方可拆除底模；5)下層結(jié)構(gòu)的樓梯洞口和各種預(yù)留洞口等結(jié)構(gòu)薄弱部位按模板設(shè)計需加強(qiáng)處理；6)各種臨時施工用電要執(zhí)行相關(guān)的操作規(guī)程。

7 結(jié)語

本文以某海外國際工程轉(zhuǎn)換層施工為例，給出了工程概況、參考依據(jù)、模架設(shè)計及板式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工方案，主要結(jié)論有：1)本工程轉(zhuǎn)換層樓板厚度達(dá)到1.5 m，高度達(dá)到32.1 m，混凝土量達(dá)到2 200 m3，澆筑面積約為1 500 m2，場地內(nèi)道路狹小，工程實際證明通過施工方案設(shè)計、模板支撐體系設(shè)計、混凝土輸送與布料機(jī)技術(shù)應(yīng)用、人力資源配置和大體積混凝土澆筑與溫度控制，能夠使轉(zhuǎn)換層樓板的結(jié)構(gòu)施工順利完成，說明施工方案是合理的，同時也說明模架支撐體系設(shè)計是保守的，可優(yōu)化設(shè)計；2)自升液壓折臂混凝土布料機(jī)的應(yīng)用、大體積混凝土的泵送與澆筑技術(shù)、梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計變更為超高大板式預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層，提高了施工效率和質(zhì)量，為轉(zhuǎn)換層以上的結(jié)構(gòu)承載打下良好基礎(chǔ)，保障了標(biāo)準(zhǔn)層的安全實施。