梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

耿秋紅

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西長治 046000）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑項目日益增多，其在滿足了建筑功能多樣化要求的同時，也具有非常可觀的發(fā)展前景。高層建筑工程施工過程中，轉(zhuǎn)換層技術(shù)的應(yīng)用在滿足現(xiàn)代工程建設(shè)需求的同時，也實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力均衡目標(biāo)，為此，被廣泛應(yīng)用于各類工程中。本文對此進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)概述

高層建筑中常見的轉(zhuǎn)換層形式有板式轉(zhuǎn)換層、橋架式、箱型轉(zhuǎn)換層與梁式轉(zhuǎn)換層，其中梁式轉(zhuǎn)換層應(yīng)用比例最高。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)受力過程如下：轉(zhuǎn)換梁上部荷載由墻轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換梁，后轉(zhuǎn)移至柱，墻與柱的順序可顛倒，傳力形式清晰。根據(jù)梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)力學(xué)特向可知，若轉(zhuǎn)換梁的上部有墻體，則會改變轉(zhuǎn)換梁內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，其中的部分部位形成受拉區(qū)，可抵消部分彎矩。對此類現(xiàn)象的成因進(jìn)行如下分析：轉(zhuǎn)換梁、上部墻體共同作業(yè)時為一個有機(jī)整體，同時彎曲變形；拱具有傳力作用，而豎向拱的作用力可使墻體的豎向荷載轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換梁，部分荷載通過斜向荷載的形式直接作用于梁，并轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪?、水平等效荷載，垂直荷載狀態(tài)下彎矩小于墻體作用力，水平荷載狀態(tài)下轉(zhuǎn)換梁跨中部分區(qū)域與支座區(qū)域均會受到軸向拉力影響。

2 梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)要點

2.1 模板施工

模板工程施工內(nèi)容包括斜撐桿搭建、支撐鋼管的合理布設(shè)以及支撐架的搭建。在模板施工過程中，需注重構(gòu)建的尺寸與強(qiáng)度等性能參數(shù)，必須符合混凝土成型要求。模板施工應(yīng)秉持實用性、經(jīng)濟(jì)性、實用性原則。

2.2 鋼筋施工

對鋼筋進(jìn)行連接和架構(gòu)時需根據(jù)工程的實際情況，合理配置建筑內(nèi)部各樓層的應(yīng)力狀態(tài)，選擇適宜的材料型號和配置方式。例如，受力較大的區(qū)域，可采用冷擠壓法進(jìn)行鋼筋連接處理，承力較小的區(qū)域需采用捆綁法對鋼筋進(jìn)行連接處理。

2.3 混凝土施工

混凝土澆筑過程中，入模時易受外部環(huán)境的影響，且工序復(fù)雜，澆筑作業(yè)周期較長，必須提前做好設(shè)備準(zhǔn)備工作，各器械可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，轉(zhuǎn)換層中混凝土的體積與厚度較大，硬度高，易出現(xiàn)裂縫等病害，必須按照設(shè)計方案配置混凝土材料，澆筑也必須分層進(jìn)行。

3 實例分析

某高層建筑共26 層，地下2 層為停車場，地上1～3 層為大空間的商業(yè)用房，4～24 層為住宅公寓，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式。在4 層低標(biāo)高位置設(shè)置轉(zhuǎn)換層，通過梁托墻形式實現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，使得4 層及以上為純剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程中共設(shè)有34 根轉(zhuǎn)換梁，平面上進(jìn)行對稱布置。工程中的轉(zhuǎn)換梁截面尺寸有900mm×2000mm、1700mm×2000mm、600mm×1400mm 三種。

3.1 施工部署

該工程轉(zhuǎn)換梁截面較大，安排在冬季施工，因此確定結(jié)構(gòu)4層為大體積混凝土施工。轉(zhuǎn)換梁施工模版選用竹膠板及方木，拼裝組成，支撐結(jié)構(gòu)中的腳手架材料為φ48 鋼管與φ16 對拉螺桿加固側(cè)模。轉(zhuǎn)換梁層結(jié)構(gòu)自重較大，為保證上部結(jié)構(gòu)樓層的荷載可按照逐層遞減的形式傳遞至地上1 層，1～3 層中的支撐構(gòu)件必須按照支撐轉(zhuǎn)換梁支撐點的布置方案匹配。

3.2 施工要點

3.2.1 設(shè)備選型

因地下室占地面積大，為保證施工范圍內(nèi)材料供應(yīng)及時，施工現(xiàn)場配置了一臺型號為ST70/30 的塔機(jī)，臂長為70m。對工程上部結(jié)構(gòu)的單體平面位置以及運(yùn)輸距離等因素進(jìn)行綜合考量，在地下室完成施工后需立即拆除塔機(jī)，再安裝一臺臂長為60m的QTD420 型塔機(jī)和一臺臂長為45m 的QTD260 型塔機(jī)。為提高施工效率，施工單位在建筑主體的南側(cè)安裝兩臺升降機(jī)，用于施工人員和施工材料運(yùn)送。

3.2.2 模板工程

經(jīng)計算確定模板工程方案如下：梁側(cè)模板支撐采用的是厚度為10mm 的竹膠板，鋼管型號為φ48mmx3.5mm，方木尺寸為60mm×80mm，對拉螺栓型號為φ16mm?？v向上相鄰對拉螺栓的間隔距離固定為600mm，而豎向間距則固定為450mm，第一道螺栓則設(shè)置于底模上方250mm 位置。施工中所用的立桿均為單根鋼管，為保證長度足夠，可使用對接扣件連接兩根鋼管。立桿的縱橫向間距均為450mm。水平拉桿縱向間距為1500mm，橫向間距為10000mm，交錯布設(shè)。梁底橫桿支撐構(gòu)件的間隔距離為450mm，梁底模與側(cè)模的支撐如圖1 所示。

圖1 梁底模及梁側(cè)模的模板支撐

因該工程中轉(zhuǎn)換梁的支撐結(jié)構(gòu)為自承重體系，與外梁架相互獨(dú)立，但與滿堂架連接。因上部荷載較大，轉(zhuǎn)換梁跨度大于4m，梁需設(shè)置2.5%預(yù)起拱。因荷載向下傳遞時具有分散性特征，轉(zhuǎn)換梁的梁底支撐立桿承受荷載逐漸傳遞，形成一個臺階形狀，對此，下一層的立桿數(shù)量需大于上一層，為荷載傳遞創(chuàng)造有利條件。同時，為保證上下樓層荷載傳遞均勻，施工單位在地上2 層以上與樓板接觸區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)厚度為50mm 的模板。此外，混凝度強(qiáng)度達(dá)到100%才可拆除模板與支撐體系。

3.2.3 鋼筋工程

該工程中轉(zhuǎn)換梁縱筋使用剝肋滾壓直螺紋進(jìn)行連接，焊接水平筋，焊條為E5003；箍筋選用封閉箍，鋼筋彎鉤角度大于135°。轉(zhuǎn)換梁梁柱節(jié)點位置的鋼筋分布密度較高，施工單位對鋼筋綁扎順序及穿插形式進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。在開始上部縱筋綁扎作業(yè)前，施工人員使用鋼管腳手架進(jìn)行加固和施工點定位，鋼管間距為2500mm，每段鋼筋的連接位置均設(shè)有2 個支點，便于直螺紋連接施工。

3.2.4 混凝土工程

該工程中1～11 軸及11～20 軸間設(shè)有施工后澆帶，將混凝土澆筑工程分割成2 個獨(dú)立作業(yè)單元。該工程轉(zhuǎn)換梁混凝土強(qiáng)度等級為C45，配比如表1 所示，通過計算確定混凝土用量為1300m3。因轉(zhuǎn)換梁的截面積較大，所以先進(jìn)行梁部澆筑。各單元混凝土均分層澆筑，每層澆筑厚度為50mm，在澆筑高程達(dá)一般樓層梁后，轉(zhuǎn)換梁也可同步開始澆筑作業(yè)，直至板面澆筑完成。因該工程混凝土用量較大，一次澆筑持續(xù)時間最少為20h，施工人員在澆筑過程中做好溫度記錄和試塊留置工作。該工程轉(zhuǎn)換梁施工在12 月上旬進(jìn)行，氣溫較低，為減小混凝土內(nèi)外溫差，該工程采用整體保溫形式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，先通過火爐升溫，后在混凝土表層覆蓋塑料薄膜與兩層毛氈。此外，施工單位在混凝土中添加適量的防凍劑，增強(qiáng)材料的抗凍性，并對砂石采取保溫措施，混凝土入模溫度控制在10℃以上，泵車的泵管也用毛氈進(jìn)行包裹，避免混凝土泵送中熱量大量損耗。

表1 混凝土配合比

3.3 質(zhì)量保證措施及驗收

在施工前由專家親臨現(xiàn)場進(jìn)行指導(dǎo)，針對模板工程、鋼筋工程與混凝土工程劃分質(zhì)量管理權(quán)責(zé)，落實到具體項目部與責(zé)任人。作為質(zhì)量檢查技術(shù)員，必須實行跟蹤檢查制度，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題必須立即向上級報告。工程鄰近結(jié)束時，在轉(zhuǎn)換梁模板拆模后對構(gòu)件的外觀尺寸和試件強(qiáng)度進(jìn)行檢查，均符合設(shè)計要求。

4 結(jié)語

綜上所述，梁式轉(zhuǎn)換層是高層建筑項目施工的重難點，因高層建筑中的鋼筋分布密度高、結(jié)構(gòu)自重大，使鋼筋密集位置振搗密實作業(yè)難度高，而構(gòu)建自重過大對于模板支撐結(jié)構(gòu)性能要求更嚴(yán)格。為此，在實際施工中，需針對工程實際情況編制專項施工方案，對荷載參數(shù)等進(jìn)行計算，通過方案比選保障方案的科學(xué)合理。同時，對鋼筋、模板、混凝土等施工環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，確保轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)性能與質(zhì)量。