高層建筑轉換層施工技術的應用研究

熊　蓉

【摘要】本文結合工程經驗,選擇了轉換層的施工方案,分析了大體積高強混凝土施工澆筑方面和質量控制措施,提出了施工中應注意的問題。

【關鍵詞】高層建筑 轉換層施工方案 措施

由于空間功能的復雜化,使得建筑結構也隨之變化,為了適應上部小空間下部大空間的功能需要,需在兩種結構的交接部位設置過渡結構,也就是轉換層。為實現高層建筑內部上、下層結構形式與柱網的變化,可以用以下的結構轉換形式:梁式轉換、板式轉換層、箱式轉換層、桁架式轉換層、空腹桁架式轉換層。高層建筑結構的多樣性勢必帶來轉換層形式的多樣性。鑒于現澆混凝土空心樓蓋具有底面平整、樓面剛度大、隔聲、隔熱、保溫效果好、樓層結構層自重輕、結構層高度小等優點,實際工程中逐漸出現了現澆混凝土空心樓蓋轉換層的結構形式。

某工程結構設計選用了轉換層形式,第1 層結構頂板為現澆混凝土空心樓蓋,將上部2～18 層薄壁柱結構的荷載過渡轉換到板下框架體系,轉換板豎向位于標高4.8～6.6m處,板厚1800mm,轉換大梁截面尺寸為1500mm×1800mm,次梁為500mm×1800 mm,平面面積1080m²,混凝土總量1500m³,混凝土強度等級C50。

1、施工方案的選擇

經過多方面比較考慮二次澆筑法,將厚板分2次澆筑迭合而成,第1次澆筑900mm厚,待其強度增長到50%后再澆筑第2層900mm厚混凝土,轉換板鋼筋相應分2次綁扎。

遵循總體方案的安排,模板工程只需考慮第1次澆筑900mm厚混凝土的施工荷載。采取分層卸荷的方法,從地下室底板起,層層設置相對應的豎向支撐體系,靠各層樓板的變形協調將荷載逐層傳遞至地下室混凝土底板。轉換大板下的立桿間距600mm×800mm,鋼管支撐頂端密排60mm×80mm木枋按200mm左右的間距擱置在水平鋼管上。轉換大梁下的立桿間距為雙向600mm×400mm,鋼管支撐頂端密排60mm×80mm木枋按150mm左右的間距擱置在水平鋼管上,水平鋼管及水平鋼管的聯系鋼管與立桿形成雙扣件節點以抵抗滑移,支撐架步高1.1m。

地下一層模板不拆,立桿間距不變,縱橫布置4 道水平桿。地下二層模板不拆,立桿間距不變,縱橫布置3 道水平桿。另外地下一層、地下二層梁下支設早拆頭,間距800mm。地下三層梁下支設早拆頭, 間距700mm,縱橫布置3 道水平桿。

樓梯口處支撐架搭設建筑物lv～lw軸交_ ～ a 軸于地下一層之間設一3 000mm×6 000mm 的樓梯間,此處轉換層支撐架是薄弱環節,支撐架高度316～716m,其搭設方法同轉換大梁下的情形。另在一層梯段踏步兩側梁上加設1 排立桿,兩側梁的立桿垂直面上加設斜撐,將樓梯口上部轉換層荷載部分轉移到兩側梁上,梯口范圍內斜撐全面設置,不得跳躍設置,地下一層對應于一層立桿位置設相應早拆頭。

2、施工順序

放線→確定立桿位置→鋪設木墊板→搭設鋼管支撐架→支撐架驗收→ 支板底模→ 搭鋼管擱架→第1 層板鋼筋綁扎成型→鋼筋驗收→支第1 層側板模→澆筑混凝土→混凝土養護→第2 層板鋼筋綁扎成型→鋼筋驗收→支第2 層側板模→插標準層墻、柱插筋→澆筑混凝土→養護。

3、施工工藝

3.1 支撐構造措施

架子搭設前,在混凝土表面彈線確定每根立桿的準確位置,在綁水平立桿前應在立桿上劃上橫桿位置線,相鄰立桿的接頭應錯開,且接頭均采用對接接頭,立桿垂直度偏差≤20mm,水平桿平面高差≤10mm。底模下大橫桿應緊貼小橫桿下面,扣在立桿上,形成兩扣件共同抵抗滑移,板底支撐系統沿立桿高縱橫布置4 道水平桿,并設剪刀撐,剪刀撐在柱處與柱環抱并相互連接為一個整體。

為避免應力集中對支撐層產生沖切破壞,在立柱下墊100mm×100mm×8mm鋼墊支座。

高支撐模板搭設完成,必須經驗收合格方能進入下道作業,混凝土澆筑期間,派專人觀察模板及其支撐系統的變形情況。

3.2 鋼筋工程

板內鋼筋接頭采用錐螺紋連接,由于轉換層暗梁鋼筋骨架重,為保證保護層厚度,特用Ф25鋼筋頭在骨架就位前成排布置在主筋下。

轉換板鋼筋施工,豎向分2次完成,先綁扎下部900mm 范圍內的2層鋼筋,待混凝土澆筑完并處理好上表面后再綁扎上部900mm 范圍內的鋼筋, 轉換板1.8m高整板各層鋼筋網片的豎向固定,使用薄壁管間Ф18 鋼筋網做立桿焊接形成間距1m 的架立網,作為各層鋼筋的支撐體系。

3.3 薄璧管的安裝

(1) 布管定位

根據設計要求,在模板上彈出定位線,管與暗梁間距為50mm(管端與管側均為50mm) ,柱四周300mm 以內不布管。

(2) GBF 管安裝

第1 排GBF 管施工順序:支模→彈安GBF 管位置線→綁扎底層鋼筋→綁扎管間鋼筋網片→綁扎放置GBF 管的下層支撐鋼筋→安放GBF 管→安放鋼筋卡固定GBF 管。

GBF管的下層支撐鋼筋在綁扎時要求比GBF管的高度低30mm,在GBF管就位后,鋼筋卡下端的彎鉤鉤住底板鋼筋的下層鋼筋網片,在澆筑混凝土時,GBF管由于浮力上升至鋼筋卡橫排筋位置被擋住,從而保證GBF管就位準確。1m長GBF管浮力大,為不至于使底板鋼筋因GBF管的浮力而上升,底板筋用12號鐵絲穿過模板間拼縫固定在模板架的鋼管上,其間距為1.22m×1m。為不損壞模板,原則上不準在模板上鉆孔。

固定第2排GBF管的鋼筋卡下端彎鉤掛于中層鋼筋網片上。其它工藝同第1排GBF管。

GBF 管抗沖擊能力差,不能錘打。如管有損壞,小孔用水泥袋打濕粘在管上,大面積用麻布袋打濕塞進破損管內。如管的模數不對,可用電鋸鋸斷,并用編織袋封好端口,鐵絲扎牢。

3.4 大體積高強混凝土施工

3.4.1 大體積高強混凝土的澆筑

轉換層混凝土共計1500m³,全部采用預拌混凝土。為加快澆筑速度,不產生冷縫,混凝土保證供應量為50m³/h ,初凝時間8h ,坍落度為(16 ±2) cm。為了確保混凝土供應量,現場配備2臺混凝土輸送泵,同時配備8 輛混凝土攪拌運輸車,在澆筑現場鋪設2條混凝土輸送管道,澆筑方向從短邊開始沿長邊方向推進。開始時從中間往外澆筑,分2 路向前延伸,混凝土澆搗過程均采用斜面分層法澆筑,澆筑時每層澆筑厚度≤300mm,以1.5m為1個澆筑帶,一次澆筑到頂,形成自然坡度,然后依次按1.5m寬度推進,上下層澆筑時間差≤6h ,直至澆完。膨脹帶混凝土運至現場后,利用塔吊吊到澆筑地點,膨脹帶混凝土應超前于兩側混凝土澆筑,且同步向前推進。

加強混凝土振搗,增加混凝土密實性。每條混凝土輸送管道配備6 臺插入式振動器,在混凝土斜面上各點均須振搗密實以提高混凝土強度,減少混凝土收縮。對于梁梁、梁柱節點處,由于柱頂鋼筋、縱橫框架梁鋼筋的交叉,振動棒難以插入,為保證混凝土的質量,柱頭混凝土在轉換板澆筑前用細碎石混凝土提前澆筑,梁下層鋼筋下混凝土在轉換板澆筑時采用塔吊用細碎石混凝土澆筑,同時采用ф35mm 振動棒,并在綁扎暗梁時在柱內埋插2～3 處ф48mm 鋼管以分隔鋼筋,留出空隙,待澆筑混凝土后再拔出。

3.4.2 大體積高強混凝土的養護

采用保溫保濕方式養護,即混凝土澆筑完畢后10～12h內在上部覆蓋麻袋并澆水,讓其自身濕養護。若施工需要揭開保溫層時,應局部進行,完成1 塊立即覆蓋1 塊,且此工作必須聽從測溫人員的意見和安排。為保證混凝土中心與表面溫差<25℃,要根據測溫提供的數據及時采取措施,做到信息化施工。

3.4.3 混凝土質量控制措施

(1) 上下澆筑層結合處理為使轉換板的整板抗力性能不因混凝土分2次澆筑而下降,必須在結合部位采取特殊處理措施,保證2 層混凝土板協同工作。第1 次澆筑混凝土后,混凝土終凝前,在其表面拉成凸凹不平的麻面(深約30～50mm) ,下次澆筑混凝土前再充分濕潤。

(2) 澆搗混凝土時做好泌水的排除,混凝土面應有一定的坡度,并在厚板側面的模板上留出排除泌水的孔洞,讓泌水自行排出。

(3) 配置專職測溫人員,做好測溫工作。測點布置7 個,其中梁內4 個,分別布置在距板底150 、350 、550 、750mm;板內布置3 個, 分別布置在距板底150 、450 、750mm。測溫次數:1～3d ,每4h 測1 次;4～5d ,每8h 測1 次;若情況有異應加強觀測。

(4) 在混凝土澆搗至標高時用長刮尺刮平多余浮漿,用鐵滾筒滾壓2～3 遍,在初凝前用工具打磨,抹壓2 次,并用硬掃帚刷混凝土表面,以閉和混凝土早期收縮裂縫。

4 施工中應注意的問題

(1) 自重大轉換層板厚1800mm,整板自重大,施工時全部重量及施工荷載均須由支撐承擔,這就要求模板、支撐必須有足夠的強度、剛度和可靠的穩定性。

(2) 大體積混凝土施工,結構防裂要求嚴因轉換層面積大,混凝土量大,屬于大體積混凝土,且混凝土強度等級高,水泥用量大,又架于空中呈六面暴露狀,板邊溫度低,板內現澆混凝土產生的水化熱引起的溫升高,極易產生溫度與收縮裂縫,須采取技術措施予以控制。

(3) 結構受力復雜,施工技術要求高轉換層采用了暗梁,鋼筋量大,排列密集,特別是柱截面與梁相交處,使得梁柱節點的施工相當困難。

(4) 1m長GBF管浮力大, 必須防止底板鋼筋因GBF管的浮力而上升。

5 、結語

施工實踐表明,高強現澆混凝土空心樓蓋施工技術加上傳統的轉換層施工技術在此工程中的應用是成功的。