狹小空間下大截面轉(zhuǎn)換梁施工技術(shù)

王 偉 蔡勇軍 李方為 吳慧林 譚任貴

中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司 湖北 武漢 430064

1 工程概況

湘潭恒大書香門第一期工程地處湘潭市九華經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，總建筑面積約225 000 m2，由7棟30～33層高層住宅、1棟會(huì)所及沿街商鋪組成。

該工程臨街的4棟高層采用“底商＋住宅”的形式，其中2棟的1～4層為商鋪，5層及以上為26層高層住宅；另外2棟的1～2層為商鋪，3層及以上為30層住宅。商鋪采用框架結(jié)構(gòu)，住宅采用剪力墻結(jié)構(gòu)，在商鋪和住宅樓層間設(shè)置轉(zhuǎn)換層。

本工程為商住混合高層建筑，轉(zhuǎn)換層采用低層高大截面轉(zhuǎn)換梁。轉(zhuǎn)換層的層高為2 180 mm，最大梁截面尺寸為1 100 mm×2 000 mm，跨度8 100 mm，轉(zhuǎn)換層樓板厚180 mm，墻柱梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，梁縱筋主筋為45φ25 mm，腰筋為18φ16 mm。

2 施工重、難點(diǎn)及解決方案

在轉(zhuǎn)換層的施工過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)問題[1-3]：

1）轉(zhuǎn)換層層高為2 180 mm，而轉(zhuǎn)換梁高度最高為2 000 mm，梁底凈高僅有180 mm，梁底模板支撐體系的選型應(yīng)重點(diǎn)考慮其支拆方便。

2）根據(jù)16G101-1圖集P96框支梁節(jié)點(diǎn)要求，框支梁通長(zhǎng)面筋須錨入柱內(nèi)梁底以下32d（d為鋼筋直徑），而框支梁底凈高僅為180 mm，故須在施工n-1層時(shí)對(duì)通長(zhǎng)面筋進(jìn)行預(yù)埋。如采用預(yù)埋直鋼筋后期以套筒進(jìn)行對(duì)接，定位難度較大，且由于鋼筋密集，套筒施工難度較大。

3）轉(zhuǎn)換梁截面尺寸大，最大集中線荷載達(dá)55 kN/m，下層梁板無(wú)法直接承受如此大的荷載。轉(zhuǎn)換梁、柱鋼筋直徑大、分布密集，梁主筋排數(shù)多、水平間隙小，與柱相交的節(jié)點(diǎn)尤為密集，鋼筋定位、安裝及混凝土澆筑難度大。轉(zhuǎn)換梁混凝土屬于大體積混凝土，易產(chǎn)生收縮裂縫和溫度裂縫，混凝土的生產(chǎn)及施工必須采取切實(shí)可行的辦法。

針對(duì)以上問題，經(jīng)與專家、設(shè)計(jì)、業(yè)主等各方溝通，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定采用以下施工技術(shù)方案：

1）梁底采用預(yù)制混凝土墊塊，厚度可根據(jù)梁高度進(jìn)行制作，拆除模板時(shí)，將其鑿除，取出模板。

2）澆筑轉(zhuǎn)換層以下1層混凝土?xí)r將框支梁面筋安裝完畢，框支梁面筋采用鋼管支架進(jìn)行臨時(shí)支撐固定。

3）施工轉(zhuǎn)換層及以下2個(gè)樓層時(shí)，對(duì)相應(yīng)區(qū)域的模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng)，通過(guò)轉(zhuǎn)換層底板及以下2個(gè)樓層的樓板對(duì)轉(zhuǎn)換層荷載進(jìn)行傳遞與折減。轉(zhuǎn)換梁內(nèi)所有主筋采用套筒連接，安裝時(shí)確保鋼筋層次分明、關(guān)系清楚；采用自密實(shí)混凝土分層往復(fù)式澆筑。合理優(yōu)化混凝土配合比，選擇良好的原材料和高效減水劑，降低混凝土水化溫升和收縮，控制裂縫。

3 轉(zhuǎn)換梁施工方法

3.1 模板工程

本工程梁底模和側(cè)模均采用厚18 mm覆膜模板作面板，選用輪扣式鋼管腳手架支撐體系作為轉(zhuǎn)換層及其他樓層模板的支撐系統(tǒng)，采用在鋼管立桿上加可調(diào)式頂托、在頂托上用雙鋼管作主楞、木方作次楞的支撐方案。

轉(zhuǎn)換梁底采用平面尺寸為200 mm×200 mm的預(yù)制混凝土墊塊，墊塊高度可根據(jù)梁高進(jìn)行調(diào)整，墊塊沿跨度方向間距600 mm；梁側(cè)豎楞采用50 mm×100 mm@200 mm木方，用φ48.3 mm×3.6 mm雙鋼管及φ14 mm對(duì)拉螺桿拉緊，對(duì)拉螺桿間距450 mm×450 mm（圖1）。

圖1 轉(zhuǎn)換梁支撐體系示意

板底支撐體系采用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，立桿間距900 mm×900 mm，步距1 200 mm；主龍骨為2根φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，并排擱置于頂托上，間距900 mm；次龍骨為單根50 mm×100 mm木方，間距350 mm。

為避免轉(zhuǎn)換梁施工對(duì)下部已施工結(jié)構(gòu)樓板產(chǎn)生不利影響，須保證轉(zhuǎn)換層以下2層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方能進(jìn)行拆除，同時(shí)在轉(zhuǎn)換層以下2層的結(jié)構(gòu)梁底進(jìn)行加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換梁荷載通過(guò)轉(zhuǎn)換層梁板→4層（2層）梁板→3層（1層）梁板及其相應(yīng)的支撐系統(tǒng)逐層進(jìn)行傳遞、消減（圖2）。

3.2 鋼筋工程

轉(zhuǎn)換梁縱向主筋為45φ25 mm（上下各2排），腰筋為18φ16 mm，箍筋為φ14 mm@100 mm。

圖2 轉(zhuǎn)換層及以下樓層模板支撐體系示意

本工程轉(zhuǎn)換梁底凈高為180 mm，為確保轉(zhuǎn)換梁通長(zhǎng)面筋錨入柱內(nèi)梁底的長(zhǎng)度達(dá)到32d，在澆筑轉(zhuǎn)換層以下1層混凝土?xí)r將框支梁面筋安裝完畢，框支梁面筋采用鋼管支架進(jìn)行臨時(shí)支撐固定（圖3）。

圖3 轉(zhuǎn)換梁面筋提前安裝

轉(zhuǎn)換梁、柱鋼筋直徑大、分布密集，梁主筋排數(shù)多、水平間隙小，梁柱節(jié)點(diǎn)尤為密集，為確保鋼筋安裝質(zhì)量，本工程轉(zhuǎn)換梁所有主筋均采用套筒連接。底筋采用預(yù)制混凝土塊作保護(hù)層墊塊，2排鋼筋之間用鋼筋作支墊，以確保保護(hù)層厚度及鋼筋間距滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

鋼筋安裝與支模配合交替進(jìn)行，確保各排鋼筋層次分明、關(guān)系清楚。

3.3 混凝土工程

3.3.1 材料選用及配合比控制

本工程轉(zhuǎn)換梁鋼筋密集，梁主筋排數(shù)多、水平間距狹小，梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋排布復(fù)雜，為確保混凝土的澆筑質(zhì)量，轉(zhuǎn)換梁、柱采用自密實(shí)混凝土。

同時(shí)，轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，施工時(shí)間為8—9月，天氣炎熱。為確保轉(zhuǎn)換梁大體積混凝土順利澆筑，避免出現(xiàn)裂縫，在混凝土拌制前，對(duì)其配合比進(jìn)行優(yōu)化，選用低水化熱水泥、添加高效減水劑、摻入Ⅰ級(jí)粉煤灰作為摻合料，取代部分水泥，以降低混凝土水化熱，同時(shí)提高混凝土的和易性、降低水灰比。混凝土坍落度控制在140～160 mm之間。

3.3.2 混凝土澆筑

框支梁混凝土采取分層往復(fù)式澆筑，每層澆筑厚度不超過(guò)300 mm；在澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間在同一個(gè)地方連續(xù)放料，各層澆筑采用斜面分層，按1∶6自然流淌形成斜面，上層混凝土應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑完畢，以避免出現(xiàn)冷縫。

3.3.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)

轉(zhuǎn)換梁混凝土在澆筑完成后，及時(shí)覆膜灑水養(yǎng)護(hù)，拆模后必須進(jìn)行專門養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)使用專用混凝土養(yǎng)護(hù)液對(duì)梁體表面進(jìn)行噴灑，養(yǎng)護(hù)時(shí)間持續(xù)不少于14 d。

4 結(jié)語(yǔ)

1）施工期間，模板支撐體系穩(wěn)定性好、桿件實(shí)測(cè)無(wú)明顯變形；轉(zhuǎn)換層以下2層結(jié)構(gòu)均未發(fā)現(xiàn)開裂和破壞，充分說(shuō)明對(duì)下部結(jié)構(gòu)支撐體系的加強(qiáng)使得施工荷載傳遞均勻，保證了結(jié)構(gòu)的安全。

2）梁下預(yù)制混凝土支撐塊安拆比較方便，轉(zhuǎn)換梁拆模后經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)裂縫、蜂窩等質(zhì)量缺陷，整體觀感質(zhì)量?jī)?yōu)良。

3）經(jīng)分析，轉(zhuǎn)換梁大體積混凝土的裂縫應(yīng)從以下幾方面加以控制：原材料、外加劑的選擇及混凝土配合比的優(yōu)化；合理的施工工藝（采取有效措施降低混凝土的坍落度及入模溫度）；科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法及測(cè)溫、控溫措施（既要保證混凝土充分濕潤(rùn)，又要控制內(nèi)外溫差不超過(guò)25 K）。

4）將轉(zhuǎn)換梁面筋提前安裝，同時(shí)，轉(zhuǎn)換梁主筋采用套筒連接，操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量易控制。

綜上所述，本施工方法在狹小空間下的大截面梁施工中有利于縮短工期、降低成本，同時(shí)能很好地保證施工質(zhì)量，值得在同類型工程中推廣。