高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)重要環(huán)節(jié)分析

曾昭慶

（汕頭市建筑工程總公司　廣東省　汕頭市　515061）

高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)重要環(huán)節(jié)分析

曾昭慶

（汕頭市建筑工程總公司廣東省汕頭市515061）

隨著我國建筑用地的逐漸減少，為了充分利用有限的土地資源，能有效利用地上空間的高層建筑越來越多。高層建筑施工與一般建筑施工不同，在施工過程中會經(jīng)常用到轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層是高層建筑建筑中重要的組成部分。如果轉(zhuǎn)換層出現(xiàn)問題將會對高層建筑質(zhì)量造成嚴重的影響?；谶@點，本文將對高層建筑轉(zhuǎn)換層的施工的重要環(huán)節(jié)做簡要的探討。

高層建筑；轉(zhuǎn)換層；施工要點；實例分析

1　引言

為滿足現(xiàn)代高層建筑的需要，一般將其設(shè)計成上部空間小而下部空間大的形式。為了適應(yīng)這一結(jié)構(gòu)形式，豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件在布置時就會出現(xiàn)上部軸線、柱網(wǎng)較為密，而下部軸線、柱網(wǎng)則相對疏；更為甚者上部會采用剪力墻結(jié)構(gòu)而下部則會采用框架結(jié)構(gòu)，這會造成豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上下兩部分之間不連續(xù)。為了這種結(jié)構(gòu)形式得以實現(xiàn)，就必須在結(jié)構(gòu)變化的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

2　轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式

轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式有多種，例如大梁、箱形、析架、厚板或斜撐等。在Ⅵ度抗震設(shè)計的情況下或在非地震區(qū)多采用轉(zhuǎn)換厚板。這不包括大空間地下室等情況，因為它受周邊影響或限制，不像地面上的框支結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)那么強烈。我們在Ⅶ度、Ⅷ度抗震設(shè)計時，地下室一般會采用厚板轉(zhuǎn)換層來搭建?，F(xiàn)階段我們多采用梁式的轉(zhuǎn)換層，施工時多采用混凝土組合結(jié)構(gòu)，其中大部分是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這也是目前國內(nèi)轉(zhuǎn)換層施工最普遍的結(jié)構(gòu)形式。

3　工程概況

一高層住宅樓，地下共2層，地上共25層，總建筑高度高94.6m，總的建筑面積62321.6m2。住宅樓四層以下是非標準層采用框剪結(jié)構(gòu)，標準層采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)轉(zhuǎn)換層在五樓，轉(zhuǎn)換層在結(jié)構(gòu)方面的具體形式為帶梁厚板式，板厚1600mm、梁高1900mm，梁底標高為20.590m、板底標高為20.890m、頂標高是22.490m（見圖1），采用C40混凝土。梁的箍筋采用了φ18，鋼筋最大直徑為φ32，依據(jù)施工進度，在炎熱夏季進行轉(zhuǎn)換層的施工，最低溫度12℃，最高溫度高達36℃，平均溫度為24℃，每日平均溫差10℃。

圖1　轉(zhuǎn)換層剖面圖

在轉(zhuǎn)換層施工過程中有兩個難點需要解決：①要解決荷載傳遞問題。因為板比較厚，加上施工荷載，總荷載達到50kN/m2，四層樓蓋直接承受不了這么大的荷載，因此必須采取必要的技術(shù)措施來使荷載安全傳遞。②控制混凝土的裂縫。因為轉(zhuǎn)換層是大體積混凝土，因此容易產(chǎn)生收縮和溫度裂縫，必須采用技術(shù)措施控制裂縫。

4　施工方案

厚板的施工方法是分兩次澆筑迭合成型，第一次澆筑梁90cm、板60cm，待第一次澆筑的混凝土硬化后再澆筑第二次混凝土，利用第一次澆筑混凝土形成的梁、板支撐第二次澆筑混凝土的自重以及施工荷載。梁、板下面模板的支撐僅需要支承第一次澆筑混凝土的自重和施工荷載，因此支撐承受的荷載減小為原來的1/3，可這部分荷載四層樓板足以承受，因此可以大大減少模板的支撐材料?；炷练殖蓛纱螡仓?，不僅可以減小構(gòu)件尺寸，更加有利于混凝土的散熱，因此可以減少因為溫度而引起的裂縫。這方案可以較好地解決了在轉(zhuǎn)換層施工時要面臨的兩個難題。

5　轉(zhuǎn)換層所需模板支架計算

轉(zhuǎn)換層模板支護板厚1.6m，梁高1.9m，分成兩次澆筑，水平縫在樓面下1.0m處。四層樓面承受第一次澆筑層的荷載，第一次澆筑層混凝土承受第二次澆筑層荷載。

5.1計算荷載標準值

（1）根據(jù)施工圖計算單位面積材料自重：混凝土自重21.6kN/m2、鋼筋自重4.5kN/m2；

（2）施工荷載：計算主楞時1.5kN/m2、計算模板及次楞時2.5kN/m、計算支架立柱1.0kN/m2；

（3）模板和支架的自重：模板自重0.5kN/m2；鋼管支橫桿步距1.8m，架立桿間距0.7m×0.7m共三道；每根立桿所承受的支架自重共0.47kN；每平方米支架自重為0.96kN。

5.2驗算次楞

次楞是立放木方50mm×100mm，次楞間距0.35m，用2φ48× 3.5鋼管作主楞，主楞間距0.7m。

（1）撓度驗算：撓度ω=0.99mm；荷載標準值q為10.2kN/m；允許的撓度ω0=2.8mm：ω<ω0，所以撓度驗算滿足要求。

（2）強度驗算：木方強度設(shè)計值f為12.87MPa；α=M/W=8.4MPa；因為α

5.3驗算主楞

主楞按三跨連續(xù)梁進行驗算計算。

（1）撓度驗算：荷載標準值F為6.88kN；撓度ω=0.74mm；ω< ω0，所以撓度滿足要求。

（2）強度驗算：荷載設(shè)計值F為7.1kN；最大彎矩M為1.06kN· m；α=104MPa；f=215MPa；α

5.4計算支架立柱

立柱采用φ48×3.5鋼管、步高1.8m、對接接頭。立柱設(shè)計荷載N為14.4kN；計算得立柱設(shè)計承載力N0=27.2kN；N

5.5驗算四層樓板抗沖切

混凝土強度等級為C45，四層樓板厚200mm，立柱底座直徑D=150mm，Um=1036mm，四層樓板的抗沖切承載力：F0=0.6ftUmh0= 213kN；N

5.6驗算四層樓板抗彎

樓板自重g為.1kN/m2，活荷載q為32.8kN/m2，最大正彎矩M1=23.3kN·m，最大負彎矩M2=27.2kN·m；設(shè)計抗彎能力M0為49.9kN·m；M0>M1，M0>M2，樓板滿足抗彎強度要求。

6　施工要點

6.1施工順序

施工順序如下：①先將轉(zhuǎn)換層下部豎向結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑到梁底；②搭設(shè)轉(zhuǎn)換層的厚板支承架；③支設(shè)轉(zhuǎn)換層的底模；④綁扎第一層混凝土的上下部鋼筋、轉(zhuǎn)換層梁鋼筋；⑤支設(shè)抗剪力鍵槽的模板；⑥澆筑第一層混凝土；⑦蓄水養(yǎng)護第一層混凝土；⑧處理混凝土的表面；⑨綁扎板上層鋼筋；⑩綁扎上部結(jié)構(gòu)剪力墻的插筋、側(cè)模支設(shè)；11○拆除支架及底模；12○澆筑第二層混凝土；13○保溫保濕養(yǎng)護第二層混凝土。

6.2支撐系統(tǒng)

支撐和模板組成了模板系統(tǒng)，模板要有一定的承載力和剛度。對于模板來說要滿足一些要求，首先模板接縫要小，木模板在澆水濕潤，再澆筑混凝土；其次混凝土與模板的接觸面，要干凈并涂適當?shù)母綦x劑。

在計算支撐系統(tǒng)的承載力時，因為第一次澆筑混凝土所形成的半梁承擔了第二次澆筑的混凝土的絕大部分自重，所以，只需要可考慮第一次澆筑混凝土的自重就可以了。但是為了保證安全應(yīng)在滿足支撐第一次澆筑混凝土自重的前提下，承載力乘以1.5作為安全儲備。采用組合鋼模板做四周外側(cè)模，采用木模做底模和內(nèi)側(cè)模。

6.3綁扎鋼筋

鋼筋是高層建筑轉(zhuǎn)換層中的一種重要材料，綁扎與制作鋼筋是其施工的主要形式。進行施工時，首先鋼筋沿體的周邊安置U形鋼支架，距離是固定的，這樣可以有效的保證鋼筋整體對應(yīng)的垂直度，還可以獲得足夠厚度的保護層，并且還能夠?qū)壴匿摻疃ㄎ?。一定要按照相關(guān)規(guī)定和規(guī)范要求綁扎鋼筋，捆綁鋼筋的順序要科學：要架設(shè)好U形支架、放置外圍開口對應(yīng)的底箍、鋼筋綁扎要牢固，放置內(nèi)開口箍，從中間向兩邊放置水平主筋、從兩側(cè)很好插入水平開口箍。只有嚴格遵守工藝流程施工質(zhì)量才能得到得到保證。

6.4澆注混凝土及抗剪措施

在混凝土攪拌之前原料要準確計量，攪拌時要準確上料并且要保證混凝土攪拌均勻，和易性良好?；炷帘盟凸芤侠磉B接確保泵送通暢。要為泵送設(shè)備可能出現(xiàn)的故障做準備，現(xiàn)場要有備用混凝土泵管及備用混凝土泵，要確?；炷恋倪B續(xù)澆筑。在澆筑第二層混凝土前要用高壓水槍沖洗第一層混凝土表面，把浮漿碎渣、浮灰、松散混凝土碎塊等雜物清理干凈。采取如下措施增加界面的抗剪能力：

（1）在澆筑第一層混凝土時，要在其表面設(shè)置抗剪力鍵，抗剪力鍵規(guī)格是600mm×600mm×200（厚）mm，混凝土槽間距2000mm×2000mm（見圖2）并且嵌在第二層混凝土中以便增加抗剪能力。

圖2　抗剪力鍵槽布置圖及剖面圖

（2）在澆筑第一次混凝土時，在板位置插起抗剪作用的鋼筋，以增加抗剪能力，鋼筋上下各500mm，總長1000mm，采用φ16@600×600。

6.5轉(zhuǎn)換層混凝土裂縫控制措施

（1）預(yù)冷卻拌合水。采用冷卻拌合水是預(yù)冷卻混凝土最簡單的辦法，但因為在混凝土中水所占熱容量的百分比較小，只用冷卻拌合水還不能有效地降低混凝土的溫度。因此可以在混凝土攪拌時摻入適量冰屑或先采用采用冰來預(yù)冷卻拌合水，再用冰水拌和，冰一定要在在攪拌過程中完全融化。

（2）預(yù)埋水管道并通冷卻水。為降低混凝土內(nèi)部的高溫可在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管并通冷卻水。這種方法具有靈活性和適用性并且有效能夠控制整個結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

（3）要嚴格控制混凝土的坍落度，核心區(qū)柱子混凝土要采用塔吊輸送以降低坍落度。在施工現(xiàn)場，要對每車混凝土檢測坍落度。

（4）二次振搗梁板的混凝土，在混凝土初凝前還要振搗一次，增強混凝土交接面的密實性。

（5）確?；炷恋酿B(yǎng)護質(zhì)量，特別要注意梁的養(yǎng)護，除了在板面澆水還應(yīng)在板下梁的側(cè)面澆水，在滿堂支架未拆除之前，可以對梁用高壓水槍進行澆水養(yǎng)護，并且要推遲梁側(cè)模的拆模時間。

7　結(jié)束語

轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)含量高、施工難度大，作為高層建筑結(jié)構(gòu)中的重要部位。在進行施工時，只有分清施工中的要點和難點，編制有針對性的施工方案并且嚴格執(zhí)行施工方案，才能保證轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)逐漸受工程界的重視，為了確保高層建筑的質(zhì)量，轉(zhuǎn)換層的施工技術(shù)還要跟進一步的研究。

[1]黃新宇.高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)要點研究[J].中華民居，2013，4：148～249.

[2]李增福.高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)[J].四川建材，2009，2：232～235.

[3]喬俊娟.高層建筑施工應(yīng)注意的問題[J].山西建筑，2008，5：115～116.

TU974

A

1673-0038（2015）30-0056-02

2015-5-31

曾昭慶（1973-），畢業(yè)于汕頭市成人中等專業(yè)學校，從事建筑施工與管理工作。