高层建筑转换层施工技术的应用研究

　　摘要：本文以实际工程为背景，从施工方案的选择、施工工艺和技术要求、以及施工中要注意的事项等方面阐述了高层建筑转换层的施工技术措施，希望能为从事本项研究工作的同仁提供一些参考和借鉴。
　　关键词：高层建筑；转换层；施工技术
　　随着高层建筑的发展，高层建筑结构形式也日益多样化、复杂化。据统计发现80%以上高层建筑通过设置转换层来实现不同结构形式的荷载传递。由此可见，高层建筑结构转换层是中不同结构形式相接的关键点，如何采用合理的施工技术，保证转换层施工质量达到设计要求，是关系到高层建筑物整体结构质量的重大问题。因此，对高层建筑转换层结构施工技术的研究，有着十分重要工程意义。笔者将结合一工程实例从施工方案、施工工艺和技术要求以及施工中注意的问题等方面深入探讨了高层建筑转换层的施工技术措施。
　　1工程概况
　　本工程项目的高层建筑占地面积为5452m2,建筑面积49863m2,地下2层,地上28层,建筑总高度98.4m,6层以下是裙楼,属于框架剪力墙体系，层高4.5～5m,6层（包括6层）以上为塔楼，属于剪力墙结构体系,层高为3.3m,在第五层设置梁式结构转换层，层高5m。一般转换结构的截面高度为跨度的1/4～1/6，该建筑最大净跨6.9m,所以大梁截面1200×2100mm,上下各配32ф28纵向钢筋;其余的梁在600×2400～600×1500mm间,平均板厚300mm,箱梁结构,混凝土强度等级C50。转换层具有自重大、层高大、结构受力复杂、钢筋密集、结构防裂要求严等特点，这就要求较高的施工技术才能做到。
　　2施工方案选择
　　转换层作为高层建筑中的重要组成部分，施工难度大，把握转换层的施工特点，充分论证、分析其施工方案是保证施工顺利进行的前提条件。而选择合理的模板支撑体系则是转换层施工进行的前提。模板的支撑体系主要有以下三种：（1）一次性支模；（2）荷载传递法支撑；（3）叠合浇筑法（又叫分层浇筑法）支撑。
　　如采用叠合原理可将转换层分两次次或三次浇筑叠合成型，利用第一次浇筑混凝土形成的强度支撑第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载，可以减少楼板的压力，降低工程成本。相反，若采用一次支撑、浇灌混凝土方案，转换层底模板的支撑需要从转换层底一直支撑到底层地面或地下室底板，这种方案需要准备大量的模板支撑材料，则需设置多层满堂钢管支撑体系。钢管支撑和模板一次投入量大，停滞时间长，施工费用高，施工质量也难以确保。如采用荷载传递法，将转换层的自重和施工荷载通过支撑系统由若干层楼板共同承担，支撑楼板的数量应通过计算来确定，这就增加了施工的难度和工作量。综上所述，通过对三种方案的对比,最后选择了安全可靠、经济合理的“分层浇筑法支撑”施工方案。
　　3施工工艺与技术要求
　　3.1施工工艺分析
　　总体来说，若按常规方法施工主要难点有以下方面：第一，地下室两层需要加固；第二，箱体内的模板支撑施工系统施工周期长、成本高、难度大，有一定风险，箱型梁箍筋需加密、顶板配筋较密集,中间预埋有隔板，且箱梁内模封闭难以拆除,壁板预埋电管、拉杆较多,振捣难度太大,不能保证箱梁底板混凝土密实；最后，大体积的混凝土工程的裂缝防止较难。
　　3.1.1转换层的钢筋工程
　　由于转换层梁断面尺寸大，钢筋骨架高度大、重量大、数量多、间距密等特点，给配筋就位、绑扎和超长纵筋的接头处理带来困难，采用钢管支撑系统作为承力架可以保证其不变形。做法如下:梁底模完工后,可在其上装设钢筋托架,以解决大梁面筋支托困难,面筋架设按“主→次→上→下”的顺序进行，具体工序如下：主梁第二排面筋→次梁的第二排筋→主、次梁的第一排面筋→套箍筋→主、次梁底筋并与箍筋作定位绑扎→梁侧腰筋。完成后钢筋托架不予拆除,浇入梁内。主、次梁钢筋要一次绑扎成型，且主梁上排钢筋必须按设计要求锚入柱内。
　　3.1.2转换层梁混凝土强度控制
　　根据本工程的施工条件及转换层结构布置情况,我们采用的是叠合法浇筑施工。采用泵送混凝土(或塔吊配以料斗)浇筑，混凝土骨料主要选用1～3cm的碎石，节点区由于钢筋密集混凝土，混凝土级配采用0.5～lcm、l～3cm碎石各占30%和70%，并辅以小直径振动棒和钢筋插钎进行混凝土捣实。主、次梁第一次混凝土浇灌后必须待混凝土强度等级达到C50设计强度的80%后方可进行第二次或第三次混凝土浇灌。混凝土浇筑期间,应有专门人员对支撑系统进行检查,以确保施工的安全和质量。
　　3.2施工技术措施
　　3.2.1支撑系统的搭设
　　支撑系统采用ф48×3.5mm标准钢管搭设;主梁立杆间距为500mm;次梁立杆间距不大于6O0mm，80×150mm主格栅方料,间距500mm;次格栅50×100mm,间距300mm。梁下最大空间取3200mm,纵距取1000mm,横距取1500mm,各用水平连杆双向拉固；每平米三根立杆,立杆下采用通长铺设200mm×50mm木仿配钢垫板，按满堂搭设脚手架。立杆最大总承重165.3KN/m2大于89.65KN/m2（自重）较为安全。为避免楼板的剪、弯破坏，可在地下一层增设支撑体系,使地下一层梁板与一层梁板共同承担转换层传下来的荷载。
　　3.2.2转换层钢筋的绑扎
　　柱钢筋到达转换层顶板面时,大部分要弯入楼板内锚固。柱竖直钢筋采用电焊压力焊,在绑扎柱钢筋时,按下列施工顺序施工:柱钢筋电渣压力焊连接→套柱外箍→柱2个方向每隔1条竖筋套1个核心箍。转换主梁纵贯三跨,总长为19.2m,截面尺寸1500mm×2400mm,端支座底筋32Φ33mm，面筋及支座弯筋为4Φ33mm,腰筋8mm。由于转换层主梁中Φ40主筋长20m,按接头设置要求采用闪光对焊工艺。钢筋的绑扎时，主梁面筋要通长布置,且面筋在端支座处要弯入柱内,直到楼板面,弯钩长度为4.8m,在梁柱节点处,首先,在施工前,绘出绑扎位置大样图,施工顺序为:架放深梁上部1排筋→套梁外、内箍筋→穿插并固定深梁底筋→绑扎梁内箍筋→穿梁腰筋→扎外箍盘。梁柱接头处的钢筋在绑扎时,要注意梁各排筋的位置,留出插筋位置,以便剪力墙暗柱钢筋的施工。在柱筋弯入楼板或梁内锚固时,要根据梁面筋和支座钢筋的安装顺序,进行分层逐次弯入,不可一次全部弯曲锚固而造成该处造成楼板超高或梁筋无法安装。梁面通长主筋采用双面电弧焊,搭接钢筋截面积不应超过全部钢筋面积的25%，长度为5d。
　　3.2.3转换层混凝土施工
　　由于混凝土浇灌量较大,施工方案选择分两次浇筑大梁的施工方法,第一次浇筑高度900mm;第二次浇筑剩余高1500mm的部分。为保证浇筑层之间能在混凝土初凝前浇筑,混凝土初凝时间选为6h,终凝时间为8h,塌落度16～18cm。对于边柱、端柱梁节点处,由于柱顶钢筋的弯锚,纵横框的交叉,振动棒难以插入,一般采用35mm振动棒,并在绑扎梁筋时在柱内埋插2～3处48mm钢管以分隔钢筋,留出空隙,待浇注混凝土后再拔除。采用分层浇筑时，施工时应注意叠合面的处理，以保证转换层的整体承载力不降低。进行模板及支撑系统的配置设计时，要画出模板排列图。必须对模板支承、排列、施工顺序、拆装方法向班组人员作详细交底。材料是确保支模质量的前提，对运到现场的模板及配件应按规定、数量逐次清点及检查。拆模时，从上至下逐层拆除。在第一次或第二次混凝土灌筑时，混凝土灌筑高度稍比要求高5cm，浇灌后应用高压水冲刷施工缝，以便能将积淀物冲刷掉。水平施工缝面每隔1m嵌70×60mm方木使水平缝表面成凹凸形状,并插短钢筋和12#槽钢增加水平缝处的抗剪能力。转换层大梁施工时,混凝土强度未达到80%之前,其下支撑不能拆除。
　　4结语
　　笔者认为结构转换层的施工,要解决的问题最主要的有二个方面,一是梁系模板的支撑,二是大体积混凝土的裂缝控制。首先,采用分层浇筑以卸荷,混凝土采用分次施工后，一定程度上解决了大体积梁由于水化产热引起温升较高造成的收缩裂缝。同时，梁混凝土分次浇筑后侧模板不拆除，可以蓄热保温.混凝土凝固后，加强早期淋水养护，以防混凝土早期失水降低强度。其次,重要的是要防止表面裂缝的发生,采取了适当的措施以降低温变应力,提高混凝土的极限位伸强度。本高层建筑结构转换层施工在采取以上措施后进行相当顺利。其中的一些方法也已经被广泛应用到其它工程实践中并取得了良好的效益。
　　参考文献：
　　[1]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
　　[2]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50010—2002)[S].北京:中国建筑工业出版社，2002
　　[3]王驿，富景大厦转换层的施工[J].施工技术,1996,9
　　[4]陆红星,劳红标,高层建筑转换层施工技术研究[J].科技创新导报,2009(17)