厚板轉換層常見的施工方法探析

王象進

（煙臺銀都實業有限公司，山東 煙臺 264000）

1 前言

現代高層建筑正向多功能、綜合用途發展，通常上部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作為商店、餐館、文化娛樂設施等，有的頂層還設有旋轉餐廳或直升飛機停機坪。不同用途的樓層，不同大小的開間，需要不同的結構形式。為滿足建筑功能的需求，必須在結構轉換的樓層設置轉換層。轉換層的結構形式不同，其施工方法也各有特點。轉換厚板的厚度約為柱距的1/3～1/5，一般轉換厚板的厚度可達2.0～2.8m,這使得轉換層的自重和施工荷載往往非常大，因此確定轉換層厚板的支撐系統是轉換層施工成功的關鍵之一。實際工程中轉換層厚板的模板支撐系統采用的方法主要有“常規澆筑法”、“荷載傳遞法”和“疊合澆筑法”三種。

2 轉換層混凝土施工技術

2.1 常規澆筑法

轉換層厚板施工時，考慮一次支模澆筑混凝土成型。由于轉換層的施工荷載很大，其支撐往往需要從轉換層厚板的板底一直支撐到底層地面或地下室的底板。該方案需準備大量的模板支撐材料，材料的租賃費或一次購置費均太大。

這種施工技術適用于施工現場可用的支撐材料較多，且轉換層在高層建筑中位置較低的情況，如果采用目前使用最廣泛的扣件式鋼管滿堂支撐架，還要求轉換厚板的厚度不能太大。

扣件式鋼管支撐架主要是通過直角扣件連接起來的，轉換層厚板的施工荷載要通過直角扣件傳遞給立桿，而直角扣件的抗滑承載力較小，一般情況下抗滑承載力設計值的取值小于12kN(采用雙扣件，緊固扣件的力矩達到40～70kN)所以支撐架立桿的承載力一般也小于12kN。要支撐一塊2.0m厚轉換板所產生的66.9kN/m2施工荷載，如果取縱橫兩向的立桿間距相等，則間距d應滿足下式要求:

可見支撐架是非常密集的，如果轉換層厚板的厚度再大一點，立桿間距d將小得無法給工人提供足夠的操作空間。

2.2 荷載傳遞法

將轉換厚板的混凝土自重和施工荷載通過支撐系統由若干層樓板共同承擔。支承樓層的數量應通過計算來確定，可同設計單位商量對樓板設計進行更改，增加轉換層下面若干層樓板的厚度，提高樓板的承載力。

采用此法的有南京市婁子巷小區四期工程，該工程地下1層，地上28層，有5層裙樓，6層樓板為2m厚預應力混凝土轉換板。經過計算，2m厚轉換板施工時作用到下層樓板的計算荷載達67kN/m2。第5層樓板原設計厚150mm承載能力為20kN/m2，現決定將第5層樓板加厚到250mm，相應的樓板設計承載力提高到70kN/m2，滿足一次性澆筑2m厚預應力轉換板的要求。轉換厚板下搭設間距為300mm×600mm的φ48×3.5鋼管滿堂支撐，支撐高度為4.8m。鋼管最大支撐荷載約為8kN,測荷載值較均勻，均在8kN左右，證明支撐設計經濟合理。

2.3 疊合澆筑法

應用疊合梁原理將轉換厚板分兩次或三次澆筑疊合成型。該方案利用第一次澆筑混凝土形成的板支承第二次澆筑混凝土的自重及施工荷載。利用第二次澆筑混凝土與第一次澆筑混凝土形成的疊合梁支承第三次澆筑混凝土的白重及施工荷載。采用這種施工技術時，轉換梁或轉換厚板下的鋼管支撐系統只需考慮承受第一次的混凝土自重和施工荷載，因而可大為減小其下部鋼管支撐的負荷，減少大量支撐材料。轉換層厚板采用此法施工的部分工程如表1:

表1 轉換層厚板采用疊合澆筑法施工的部分工程

深圳佳寧娜友誼廣場2.8m轉換板施工就采用了“疊合澆筑法”。該工程是集商業、辦公、住宅于一體的綜合性高層建筑，共38層，其中地下3層，地上35層，地上高度105.3m。地上1～6層為裙樓，其上為2.8m厚板轉換層。經過計算，厚板轉換層自重及施工荷載達79.9kN/m2。采用常規的支模體系，靠下層樓板承受如此大的荷載勢必破壞下層結構，而采用分層卸載的方法則必須從地下室底板起搭設9層支撐架，靠各層樓面的變形協調來傳遞擴散荷載，這樣既不經濟也不能保證結構樓板不產生開裂現象。

經過分析比較和計算，最終確定轉換厚板采用疊合梁的原理，將轉換板混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑1.2m厚，待其強度增長達到90%后澆筑第二層1.6m厚混凝土，利用第一層先澆板承受第二層后澆板的施工荷載，模板支撐系統只需考慮第一次澆筑1.2m厚混凝土板時施工荷載，此時底模荷載為34.3kN/m2。本工程還專門設計了鋼結構桁架和托架作為底模的支撐體系來支撐34.3kN/m2。

深圳市華彩花園大廈也采用了“疊合澆筑法”。該工程地下1層，地1主樓30層，局部33層，地上高96.8m，一裙雙塔，總建筑面積46243m2。斗彩花園三層以下為鋼筋混凝土框支剪力墻結構，四層以上為剪力墻結構，為實現結構形式的轉換，在三、四層之間設置了2.17m厚的多邊形厚板承臺式轉換層，厚板上承載27層住宅樓。轉換層厚板混凝土單位面積質量為51.25kN/m2轉換層恒載、板底模板支撐系統自重及施工活荷載，按規范組合后，達到7256kN/m2。經比較采取了分層澆筑轉換層混凝土的方案。為了減輕施工荷載的支撐負荷、轉換厚板分兩次澆筑，利用疊合梁原理，讓第一次成形的650mm厚鋼筋混凝土板和支撐體系共同支承第二次要澆筑的1.52m厚混凝土和施工荷載，形成疊合板。

采用了“疊合澆筑法”施工的還有河南金融廣場。該工程地上27層，地下2層，總建筑而積68121.8m2。4層以下為非標準層，框剪結構;標準層為全現澆剪力墻結構;5層為轉換層，設計為帶梁厚板式轉換層，平面尺寸為46.2m×86.8m，其中梁高1900mm，板厚1600mm，板底標高為20.97m。因轉換板較厚，加上施工荷載，合計荷載將達到5t/m2，下層樓蓋(即四層樓蓋)無法接承受，須采取技術措施解決荷載的安全傳遞。若采取一次支模澆混凝土成型的施工方法，該方案需置備大量的支撐材料，而且在施工時要求支承架立柱每層下嚴格對齊，施工難度大。若將厚板暗梁改為勁性混凝土梁，該方案可節省模板支撐材料，但型鋼精架埋于混凝土中，一次耗鋼量大，不經濟，施工難度也較大。通過計算分析比較，最終采用了“水平分兩層澆筑疊合成型”的施工方法，第一次先澆筑梁900mm高、板600mm高，利用第一次澆筑的混凝土形成的梁板支承第二次澆筑的混凝土 (厚度為1000mm)自重及施工荷載。梁、板下模板支撐僅考慮支承第一次澆筑混凝土自重及施工荷載，并且全部由四層樓板承受。因為支撐的負荷大為減小，所以可減少大量的模板支撐材料，φ48×3.5的鋼管支架的立桿間距不大于0.7m×0.7m，這樣能為工人提供足夠操作的空間。

3 總結

轉換層厚板疊合澆筑對下層框支柱的彎矩設計值有較大影響，尤其是邊柱。厚板疊合澆筑會加劇厚板下部部分框支柱的內力，但也會緩解部分框支柱的內力。如果厚板采用疊合澆筑法施工，在對帶厚板轉換層的高層建筑進行設計時，應該考慮先澆層厚度h，對厚板下部框支柱受力的影響，及時調整框支柱的設計值。總的來說疊合澆筑的厚板能夠滿足現行規范對鋼筋混凝土疊合式受彎構件正常使用極限狀態縱向受拉鋼筋應力的控制要求，不會引起結構安全儲備的嚴重降低。

[1]徐承強，李樹昌.高層建筑厚板轉換層結構設計.建筑結構，第33卷第2期2003年2月.

[2]石偉國，趙林.高層建筑轉換層結構施工的幾個典型實例.建筑施工，第19卷1997年第3期.

[3]朱國梁等.高層建筑不同形式轉換層的施工實例.施工技術，1995.No.ll

[4]周旺華.現代混凝土疊合結構[M].北京中國建筑工業出版社，1998年.