托換梁式逆作法豎向構(gòu)件管控施工技術(shù)研究

（華潤(rùn)建筑有限公司，江蘇 南京 211500）

1 工況概述

本文論述的南京某逆作法項(xiàng)目設(shè)計(jì)為地上20層，層高4.8m 的高檔公寓，配備有2 層地下室作為機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)庫(kù)以及設(shè)備用房，地下室層高均為3.7m。該工程的逆作法豎向構(gòu)件設(shè)計(jì)概況如下。

1）臨時(shí)豎向受力體 逆作法施工過(guò)程中，以500mm×500mm 的角鋼格構(gòu)柱作為豎向承重構(gòu)件，同時(shí)加大剪力墻位置托換梁的截面尺寸及配筋。格構(gòu)柱通過(guò)與托換梁澆筑連接成整體的荷載支撐體系，如圖1 所示。

圖1 托換體系構(gòu)件詳圖

2）永久豎向構(gòu)件的托換 該工程永久性的豎向承重構(gòu)件為300mm 厚剪力墻，剪力墻與格構(gòu)柱完全錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。待剪力墻施工完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度之后，將格構(gòu)柱拆除，使上部荷載轉(zhuǎn)移到剪力墻上，完成豎向構(gòu)件的托換。剪力墻、托換梁與格構(gòu)柱的平面布置如圖2 所示。

圖2 剪力墻托換平面布置圖

2 逆作法托換體系施工的管控

2.1 托換體系的施工管控

格構(gòu)柱以及立柱樁的施工，多由專(zhuān)業(yè)樁基單位進(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)施工單位進(jìn)場(chǎng)后主要控制要點(diǎn)是格構(gòu)柱垂直度的復(fù)測(cè)、缺失錨栓的補(bǔ)焊等管控工作。

1）格構(gòu)柱垂直度的復(fù)測(cè) 格構(gòu)柱作為剪力墻未形成之前的主要豎向受力構(gòu)件，其垂直度偏差直接影響其軸向承載能力，因此需要對(duì)每根格構(gòu)柱進(jìn)行垂直度的復(fù)測(cè)工作，并將復(fù)測(cè)結(jié)果上報(bào)至設(shè)計(jì)院復(fù)核承載能力。

垂直度復(fù)測(cè)可采用鉛錘配合卷尺測(cè)量，從格構(gòu)柱頂部的角點(diǎn)開(kāi)始吊線，測(cè)量此角點(diǎn)根部距離線錘的在南北方向、東西方向的距離。同一立面的兩個(gè)角點(diǎn)偏差的平均值作為格構(gòu)柱沿此方向的偏差，如圖3 所示。

圖3 垂直度復(fù)測(cè)

2）缺失錨栓的補(bǔ)焊 土方開(kāi)挖過(guò)程中，大型機(jī)械會(huì)對(duì)格構(gòu)柱頂部的錨栓造成破壞，使錨栓出現(xiàn)缺失或是彎折等情況。錨栓的作用是增強(qiáng)托換梁與格構(gòu)柱之間的剪力，因此需要按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)缺失或是損壞的錨栓進(jìn)行全面補(bǔ)焊，否則影響后續(xù)施工的動(dòng)荷載承受能力，容易發(fā)生主體結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)。

2.2 承重剪力墻的施工管控重點(diǎn)

剪力墻的施工是在水平結(jié)構(gòu)的梁板構(gòu)件施工完畢之后，因此無(wú)法像常規(guī)澆筑混凝土一般從剪力墻正上方澆筑。應(yīng)在水平構(gòu)件施工過(guò)程中便留設(shè)混凝土澆筑孔，澆筑過(guò)程中通過(guò)溜槽將混凝土導(dǎo)入模板內(nèi)腔。剪力墻澆筑過(guò)程中的管控重點(diǎn)是保證剪力墻的密實(shí)及強(qiáng)度。

2.2.1 澆筑孔與溜槽的設(shè)置

該工程托換梁的截面尺寸大多為800 mm×800 mm、800 mm×1000 mm、800mm×1400mm 幾種規(guī)格，其下部剪力墻厚度為300mm，與托換梁居中設(shè)置。

從結(jié)構(gòu)梁的梁邊向外100mm 處作為澆筑口的邊緣，澆筑口尺寸為直徑不小于200mm 的圓孔或是200mm×200mm方形孔，沿剪力墻長(zhǎng)度方向間距≤1 000mm 布置。

剪力墻澆筑過(guò)程中，在剪力墻頂部下返650mm 出開(kāi)始設(shè)置澆筑混凝土的喇叭口溜槽，喇叭口傾斜角度為45°，保證溜槽外邊口超過(guò)澆筑孔的外邊口，才能保證混凝土能夠順利導(dǎo)入模板腔內(nèi)，如圖4 所示。

2.2.2 混凝土的選擇與澆筑管理

圖4 澆筑孔及喇叭口留置

剪力墻澆筑過(guò)程中模板為全封閉狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)振搗，采用常規(guī)混凝土無(wú)法保證剪力墻的密實(shí)，且常規(guī)混凝土粗骨料粒徑太大容易造成溜槽處的堵塞。這種情況下剪力墻的澆筑應(yīng)采用自密實(shí)混凝土澆筑。自密實(shí)混凝土粗骨料的粒徑介于5～20mm，具有更好的流動(dòng)性和致密性、免振搗、凝結(jié)速度快等優(yōu)點(diǎn)。剪力墻成型效果中蜂窩、麻面的情況很少出現(xiàn)。

自密實(shí)混凝土澆筑前應(yīng)將模板底部縫隙、拼縫位置采用海綿條、水泥漿或是發(fā)泡膠封堵起來(lái)，否則漏漿非常嚴(yán)重。自密實(shí)混凝土澆筑下料點(diǎn)位的選擇，應(yīng)根據(jù)澆筑墻體的總長(zhǎng)度確定，相鄰兩個(gè)下料點(diǎn)的距離不得大于10m，否則很容易出現(xiàn)混凝土無(wú)法自行流動(dòng)到位的情況。喇叭口內(nèi)最終澆筑的混凝土高度應(yīng)高出剪力墻頂部高度250mm，靠壓力將混凝土與水平構(gòu)件連接密實(shí)。

2.2.3 剪力墻頂部加固

逆作法剪力墻、柱子頂部多存在澆筑不密實(shí)的情況，此情況是由于后澆筑的剪力墻頂部空間變小時(shí)，空氣無(wú)法排出導(dǎo)致內(nèi)部氣壓增大，混凝土無(wú)法進(jìn)入而形成空腔。遇到此類(lèi)情況時(shí)，采用高壓注入高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠的方式對(duì)不密實(shí)部位進(jìn)行加固。其加固流程為：墻體兩側(cè)剔除浮漿→安裝注膠針頭@300mm →兩側(cè)封口膠封閉→通氣試驗(yàn)（保證孔道暢通）→高壓注入結(jié)構(gòu)膠→敲除針頭并封閉。

2.3 拆撐及豎向荷載的轉(zhuǎn)移

剪力墻以及加固部分達(dá)到強(qiáng)度之后，開(kāi)始切除臨時(shí)承重的格構(gòu)柱，豎向荷載開(kāi)始從格構(gòu)柱轉(zhuǎn)移至剪力墻上。此時(shí)的控制要點(diǎn)是對(duì)上部結(jié)構(gòu)的垂直沉降、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性進(jìn)行觀測(cè)，保證荷載穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移到剪力墻上。

1）格構(gòu)柱拆除的順序 格構(gòu)柱的拆除應(yīng)從塔樓內(nèi)部逐漸向外部分批次拆除，每批次拆除完成之后停止拆除觀察7 天，觀察主體結(jié)構(gòu)沉降情況以及剪力墻、托換梁是否有開(kāi)裂情況出現(xiàn)。本批次拆除觀測(cè)無(wú)結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險(xiǎn)后，開(kāi)始拆除下一批次的格構(gòu)柱。

2）格構(gòu)柱切除做法 格構(gòu)柱不能一次性整根切除，應(yīng)在格構(gòu)柱頂部切開(kāi)10mm 左右的縫隙，隔斷格構(gòu)柱與托換梁之間的荷載傳遞路徑。靜置2～3 天，每天對(duì)上部主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行沉降觀測(cè)，并對(duì)托換梁以及剪力墻排查裂縫情況。如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，無(wú)裂縫出現(xiàn)，說(shuō)明荷載支撐體系在拆撐過(guò)程中未發(fā)生明顯的變化，荷載傳遞轉(zhuǎn)移成功。

3 總結(jié)

現(xiàn)今采用逆作法工藝施工的工程項(xiàng)目已經(jīng)越來(lái)越普遍，本文論述的托換式逆作法具有格構(gòu)柱需要拆除的特殊性，施工過(guò)程中涉及豎向荷載的轉(zhuǎn)移，主要從如何保證施工過(guò)程中豎向受力體系的安全性出發(fā)，描述了格構(gòu)柱垂直度、剪力墻施工以及荷載轉(zhuǎn)移的管控措施，將荷載轉(zhuǎn)移可視化呈現(xiàn)及分析，對(duì)類(lèi)似工程的管理具有一定的借鑒作用。