高層建筑轉(zhuǎn)換層施工的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)歸納分析

王 健

(山西陽(yáng)煤集團(tuán)山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

高層建筑轉(zhuǎn)換層施工的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)歸納分析

王 健

(山西陽(yáng)煤集團(tuán)山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

為進(jìn)一步提高高層建筑轉(zhuǎn)換層施工的技術(shù)應(yīng)用水平，在分析高層建筑轉(zhuǎn)換層受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分別從轉(zhuǎn)換層鋼筋施工、混凝土施工、模板支撐施工三個(gè)方面，深入剖析了各工序的施工技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)而歸納了科學(xué)合理的施工經(jīng)驗(yàn)，可作為相關(guān)建筑轉(zhuǎn)換層施工的理論和實(shí)踐依據(jù)。

轉(zhuǎn)換層，施工，重點(diǎn)，難點(diǎn)

1 轉(zhuǎn)換層工程的受力特點(diǎn)分析

當(dāng)建筑上部所布置的剪力墻、框架柱等豎向結(jié)構(gòu)無(wú)法與底部貫通連接，需在中間部位設(shè)置梁、桁架、箱形結(jié)構(gòu)、V形柱等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，用于承托上部往下傳遞的豎向荷載，并改變力的傳遞路徑?；谵D(zhuǎn)換層工程的受力特點(diǎn)，可看出轉(zhuǎn)換層布置后，會(huì)形成傳力拱，后者產(chǎn)生的傳力作用，以豎向形式，將上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載引導(dǎo)至轉(zhuǎn)換層中。當(dāng)上部豎向荷載抵達(dá)傳力拱，會(huì)以斜向模式作用在梁上。假設(shè)在斜向荷載以垂直和水平方式分解，并形成等效荷載，則相比于忽略墻體作用的垂直荷載，前者形成的彎矩比較小，此時(shí)在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的跨中和支座位置，就會(huì)出現(xiàn)軸向拉力和壓力。該受力機(jī)理在轉(zhuǎn)換層施工時(shí)，要加以強(qiáng)調(diào)。

基于以上轉(zhuǎn)換層受力機(jī)理的分析，我們?cè)趯?shí)際施工時(shí)，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，要注意兩者豎向的連續(xù)貫通，尤其是布置核心筒框架結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層，更需要保證上下的連續(xù)貫通。在此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)換構(gòu)件在水平方向傳力是否直接，關(guān)系到轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性程度，假設(shè)轉(zhuǎn)換層的受力過(guò)于復(fù)雜，則會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，施工期間同樣需要予以充分考慮。

2 高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

在掌握高層建筑轉(zhuǎn)換層受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們要將轉(zhuǎn)換層的鋼筋工序、混凝土工序、模板支撐工序視為工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)?；谙嚓P(guān)施工實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，筆者提出了以下幾方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2.1 工程案例

某高層建筑樓，由-1層、1層～4層的裙房和5層～32層的主樓組成，裙房均為框支結(jié)構(gòu)，5層為厚板轉(zhuǎn)換層，6層～32層為短支剪力墻結(jié)構(gòu)。5層的厚板轉(zhuǎn)換層，厚度165 cm，板頂標(biāo)高+20 m，選用φ32，φ36，φ40的鋼筋作為受力筋，箍筋則選用φ14規(guī)格，工程鋼筋總量550 t。轉(zhuǎn)換層的混凝土結(jié)構(gòu)，采用一次澆筑成型的施工方法。

2.2 鋼筋施工

以上工程的鋼筋施工，主要有三個(gè)技術(shù)要點(diǎn)：

1)梁與梁、梁與柱節(jié)點(diǎn)位置。考慮到轉(zhuǎn)換層配筋率比較大，在梁與梁、梁與柱節(jié)點(diǎn)位置，所集中的鋼筋數(shù)量比較大，增加了綁扎的難度，特別在角柱位置，施工人員需往角柱內(nèi)插入錨固鋼筋，在同一平面內(nèi)，至少3層的鋼筋有待構(gòu)造，在受力時(shí)，基本沒(méi)有辦法形成約束機(jī)制，而且很容易產(chǎn)生脆性破壞。對(duì)于該問(wèn)題，筆者建議采用等強(qiáng)代換的施工方法，合理調(diào)整過(guò)于集中的鋼筋位置，借助長(zhǎng)度15 cm左右的倒三角鋼楔子，用于擴(kuò)大鋼筋與鋼筋之間的距離，既可減少鋼筋綁扎的難度，同時(shí)便于后期混凝土的澆筑與振搗。2)鋼筋與鋼桁架混合節(jié)點(diǎn)。本工程的轉(zhuǎn)換層大梁，以貫通模式布設(shè)鋼筋，同時(shí)利用實(shí)腹式雙H型鋼配筋，但在制作配筋所預(yù)留的貫穿孔，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)法滿足鋼筋的有效貫通，要求進(jìn)行重新鉆孔，但必然造成鋼柱截面的脆化。筆者建議采用等強(qiáng)代換的方法，在控制主梁內(nèi)部鋼筋布設(shè)數(shù)量的同時(shí)，用三級(jí)鋼代替原來(lái)的二級(jí)鋼，以減少自然節(jié)點(diǎn)處理的難度。同時(shí)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)換梁的高度，目的是調(diào)整主梁內(nèi)鋼筋的分布形態(tài)，可在原來(lái)鋼桁架梁的基礎(chǔ)上，從梁頂位置增設(shè)附梁。3)型鋼混凝土柱和梁節(jié)點(diǎn)。本工程型鋼混凝土柱與梁的節(jié)點(diǎn)采用剛性方法連接，在焊接時(shí)，型號(hào)構(gòu)件在彎矩和剪力作用下，出現(xiàn)了局部變形。對(duì)此，我們?cè)诎惭b型鋼混凝土柱和梁時(shí)，要以高強(qiáng)螺栓固定，再糾正垂直偏差。在型鋼骨架安裝之后，仔細(xì)觀察在荷載增加狀態(tài)下，焊接收縮和螺栓的松緊程度，以及焊縫的外觀質(zhì)量。除此之外，在型鋼腹板所預(yù)留孔位，假設(shè)無(wú)法滿足鋼筋穿過(guò)，則需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下，借助鉸刀進(jìn)行擴(kuò)孔，盡可能減少節(jié)點(diǎn)受力的復(fù)雜程度。

2.3 混凝土施工

在做好鋼筋施工的基礎(chǔ)上，混凝土工序要求重點(diǎn)兼顧混凝土配合比控制、混凝土澆筑、裂縫控制。

1)配合比控制。本工程選用火山灰硅酸鹽水泥，其內(nèi)摻入了沸石粉，目的是控制水泥的水化熱，另外減水劑的適量摻入，可有效推出水化熱峰值的產(chǎn)生時(shí)間，是控制混凝土表面溫度峰值的有效方法。至于粉煤灰、減水劑和其他外加劑等的配合比控制，筆者建議根據(jù)材料的實(shí)際含水量，在實(shí)際施工時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2)混凝土澆筑。按照提前擬定的澆筑方法，要求分開(kāi)澆筑轉(zhuǎn)換層的豎向結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)，先往轉(zhuǎn)換層的中間和后部澆筑，再豎直和水平兩個(gè)方向循序推進(jìn)。澆筑時(shí)，要設(shè)法增大工作面的面積，目的是提高混凝土水化熱排出的有效性，同時(shí)要減少模板的側(cè)壓力。在澆筑至節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，考慮到節(jié)點(diǎn)位置鋼筋比較密集，除了在鋼筋施工時(shí)，預(yù)留出足夠振動(dòng)器插入振搗的空間，還要在澆筑期間安排專人檢查澆筑的密實(shí)程度，大約在完成澆筑的18 h后，可隨機(jī)拆開(kāi)節(jié)點(diǎn)位置側(cè)模的一部分，檢查其內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量。直至混凝土初凝，以覆蓋草袋子的方式，保持混凝土的充分濕潤(rùn)。

3)裂縫控制。裂縫是混凝土施工經(jīng)常出現(xiàn)的病害問(wèn)題，其成因大多時(shí)候集中在“施工不當(dāng)”“材料不良”“溫差”“收縮”“不均勻沉降”“凍脹”幾個(gè)方面。本工程在澆筑混凝土?xí)r，在水化熱作用下，混凝土結(jié)構(gòu)中心與外界接觸表面有溫度差，當(dāng)外界溫度降低幅度太大，混凝土就會(huì)出現(xiàn)冷卻收縮，其內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)間必然形成互相約束的拉應(yīng)力作用，此時(shí)保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)根據(jù)熱交換的原理，在考慮結(jié)構(gòu)厚度、傳熱系數(shù)、中心最高溫度、表面溫度、傳熱系數(shù)修正值等參數(shù)的情況下，推算出混凝土保溫材料厚度，然后以此確定混凝土表面覆蓋草袋的塑料，保證混凝土表面形成有利的熱擴(kuò)散條件。

2.4 模板支撐施工

構(gòu)件體型龐大的原因，混凝土荷載和其他荷載的共同疊加，使得本工程轉(zhuǎn)換層每延長(zhǎng)米的荷載超過(guò)70 kN/m，增加了模板支撐系統(tǒng)施工的難度水平。筆者建議：在模板支撐系統(tǒng)正式施工之前，確定模板及模板支架自重標(biāo)準(zhǔn)值、新澆筑混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值、鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值、施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值、新澆筑混凝土對(duì)模板側(cè)面的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算出混凝土側(cè)壓力分布，然后按照以上各項(xiàng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)，采用落地支撐施工工藝，完成支撐模板系統(tǒng)的工序，形成完整的體系結(jié)構(gòu)，工程布置支撐模板體系結(jié)構(gòu)，需要保持上層支撐與下層支撐豎直方向荷載傳遞的準(zhǔn)確，在保證模板具備足夠荷載和變形承受能力的條件下，安排專人持續(xù)測(cè)量觀測(cè)支撐系統(tǒng)的變形，以防出現(xiàn)安全事故。

3 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)研究，基本明確了高層建筑轉(zhuǎn)換層工程的受力特點(diǎn)，以及案例轉(zhuǎn)換層工程在鋼筋工序、混凝土工序、支撐模板工序的施工方法，原則上可供其他轉(zhuǎn)換層工程參考借鑒。但考慮到轉(zhuǎn)換層工程施工要求和條件的復(fù)雜性，以上方法在其他工程中應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合工程的具體施工情況，方可保證這些方法的適用性，同時(shí)還需要不斷提煉總結(jié)出更多的科學(xué)施工經(jīng)驗(yàn)，作為本文補(bǔ)充和完善的內(nèi)容。

[1] 張 坤.高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的發(fā)展與問(wèn)題研究[J].四川建材，2014(3):71.

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[4] 曹 彬.試論高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)[J].建筑知識(shí)：學(xué)術(shù)刊,2013(1):78.

The summary and analysis on technology experience of high-rise building conversion layer construction

Wang Jian

(ShanxiChenchengConstructionEngineeringLimitedCompany,ShanxiYangCoalGroup,Yangquan045000,China)

In order to further improve the technology application level of high-rise building conversion layer construction, based on the analysis on high-rise buildings conversion layer force characteristic, respectively from the conversion layer steel bar construction, concrete construction, formwork support construction three aspects, in-depth analyzed the construction technology key points of each process, then summarized the scientific and reasonable construction experience, as the related building conversion layer construction theory and practice basis.

conversion layer, construction, key point, difficulty

2015-06-05

王 健(1973- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0080-02

TU974

A