某超高層住宅梁式轉換層裂縫控制技術

黃靈俊，高俊峰，姬曉明，周建華，鄭 輝，唐 浩

(1.遠洋國際建設有限公司，北京 100020； 2.深圳市樂安房地產開發有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

對于高層住宅，可將首層設計為大開間公共空間，通過轉換層支撐上部小開間住宅單元。該設計方案在新加坡應用較普遍，由于氣候潮濕，首層可作為公共空間使用，但新加坡將住宅層數限定在18層以內。高層住宅采用轉換層設計方案時，對混凝土轉換梁抗剪承載力提出了較高要求，由于結構設計基于混凝土轉換梁完好無損，因此，對轉換梁施工質量提出了嚴格要求，確保施工質量至關重要。本文以深圳遠洋天著華府超高層住宅項目為依托，對混凝土配合比設計、原材料溫度控制、保溫保濕措施、測溫技術、現場管控等進行詳細介紹，為類似工程高強度、大體積混凝土轉換層施工提供參考。

1 工程概況

深圳遠洋天著華府為超高層住宅項目，地上7棟塔樓，其中1棟為42層、2棟為46層、4棟為47層，建筑面積24萬m2。各塔樓均在2層設置轉換層，將上部小開間住宅單元荷載通過大跨度轉換梁和框架柱傳至基礎。各塔樓1層作為商鋪，2層作為公共空間。轉換梁截面尺寸多為1.2m×2.5m，最大截面尺寸為2.2m×2.5m，共217根。轉換梁內未設置型鋼梁，為提高轉換梁抗剪承載力，采用C60高強自密實混凝土澆筑。

典型塔樓結構平面布置如圖1所示。

圖1 典型塔樓結構平面布置

2 施工重難點

2.1 轉換層模板支撐體系

由于轉換梁截面尺寸較大，因此，模板支撐體系架設是轉換層施工重點，須保證體系承載力與整體穩定性滿足要求。

2.2 鋼筋連接與綁扎

轉換梁和轉換柱配筋量大，主筋布置密集，梁柱、梁梁節點區域鋼筋交錯復雜，鋼筋綁扎困難。角部2根主梁主筋彎折錨固伸入柱內，柱主筋彎折錨固伸入梁內，柱同一側面和梁上下端疊合鋼筋多達3～4層。因此，確保鋼筋布置與綁扎質量是轉換層施工重點。

2.3 混凝土配合比設計、澆筑、養護與測溫

轉換梁截面尺寸較大，混凝土強度等級高達C60，屬于典型的高強度、大體積混凝土。為有效減小溫度應力，避免出現溫差裂縫，一方面需進行混凝土配合比設計，并在攪拌過程中采取措施，以降低水化反應產生的熱量；另一方面需在施工環節采取有效保溫措施，以有效降低混凝土內外溫差及混凝土表面與大氣環境溫差。因此，保證混凝土澆筑質量、防止溫差裂縫的產生是轉換層施工重點，也是轉換層混凝土施工裂縫控制的核心。

3 模板支撐體系設計

轉換層模板支撐體系選用傳統扣件式鋼管腳手架，通過荷載計算和支撐體系受力分析，轉換層樓板支撐按縱橫向間距0.9m、步距1.5m布置，轉換梁支撐按縱向間距0.6m、橫向間距0.3m、步距0.75m布置。

為保證轉換層下樓板受力均勻，轉換梁下所有立桿下方按垂直于梁的方向鋪設[8。轉換層施工時，首先施工框架柱，然后施工梁、板，將梁、板支撐體系與已施工完成的結構柱進行可靠連接，以增加支撐體系整體穩定性。典型轉換層單元支撐體系布置如圖2所示，轉換層下部支撐體系布置如圖3所示。

圖2 典型轉換層單元支撐體系布置

圖3 轉換層下部支撐體系布置

4 混凝土配合比設計

進行混凝土配合比設計時考慮以下因素：①采用雙摻技術(摻加粉煤灰、礦粉)減少水泥用量，降低水化熱，改善混凝土和易性；②控制膠凝材料總用量；③需滿足強度、耐久性要求；④考慮鋼筋布置密集，為保證梁柱節點混凝土澆筑密實，選用粒徑5～20mm粗骨料，設計混凝土擴展度為(650±50)mm。

摻加粉煤灰和礦粉可有效降低膠凝材料水化熱，降低混凝土絕對溫升，減小溫度應力，進而避免混凝土因溫度應力過大而開裂。

結合工程需求，經試配，最終確定混凝土配合比為水∶水泥∶粉煤灰∶礦粉∶砂∶石∶減水劑=145∶373∶84∶100∶698∶960∶7.8(kg/m3)。

混凝土出機、30，60min擴展度分別為680，660，640mm，初凝、終凝時間分別為10，12h，拌合物表觀密度2 381kg/m3，7，28d抗壓強度分別為55.5，71MPa。

5 混凝土施工質量控制

5.1 澆筑前準備工作

1)技術負責人針對轉換層實施方案，對現場管理人員及勞務人員進行詳細技術交底。

2)成立轉換層質量管控小組，明確責任劃分。由1名管理人員在攪拌站監督混凝土攪拌質量，并管控發料速度；由1名管理人員在放料點檢查放料情況，測量擴展度并制作試塊；由2名管理人員監測混凝土澆筑、振搗質量及模架受力、變形等。

3)混凝土澆筑前安排專人檢查攪拌站砂石儲備情況，檢查水泥是否在儲存罐內冷卻至大氣溫度，以保證混凝土澆筑連續性。

4)控制施工現場混凝土出罐溫度。

5)混凝土攪拌時間約為8min/車，根據路況合理配置車輛。

6)根據作業面面積配置相應的塑料膜、麻袋等保溫材料。

5.2 混凝土澆筑

轉換層豎向構件和水平構件混凝土分開澆筑，首先澆筑豎向墻柱結構至轉換梁底1m，轉換梁鋼筋綁扎完成后澆筑水平結構。

1)豎向構件

豎向構件澆筑高度為5.2m，粗骨料粒徑≤25mm，傾落高度限值≤6m，符合GB 50666—2011《混凝土結構工程施工規范》有關要求，可保證混凝土澆筑時不離析。混凝土澆筑完成后，及時在墻柱模板上開設300mm寬洞口，并將混凝土表面浮漿清除。

2)水平構件

梁板澆筑時，以電梯井為中心，向平面2個方向均勻推進，嚴格按方案要求進行分層澆筑，不得在同一下料點長時間下料，依靠混凝土自由流動填充其他部位。分層澆筑一方面增加了混凝土部分工作面面積，有利于部分水化熱排出，另一方面有利于降低混凝土澆筑時的模板側壓力。

每個轉換層梁板混凝土澆筑量約為790m3，澆筑時間約為13h，配置2臺汽車泵進行澆筑。

5.3 混凝土養護

為保證轉換梁混凝土內外溫差及混凝土表面與大氣環境溫差≤20℃，轉換梁側模采用帶模養護，樓面覆蓋1層厚塑料膜及2層麻袋進行保溫保濕養護。混凝土初凝后即板面封閉后10h覆蓋厚塑料膜，覆蓋前進行人工二次收面壓漿，避免混凝土表面產生早期收縮裂縫。注意墻柱插筋部位，該處屬于塑料膜較難覆蓋區域，混凝土易失水收縮。因此，人工收面時需確保塑料膜覆蓋墻柱插筋部位，并確保塑料膜搭接寬度為200mm。混凝土終凝后在塑料膜上滿鋪2層麻袋，搭設長度≥100mm。

5.4 混凝土測溫

通過測溫可了解混凝土內部溫度分布情況，為保溫養護措施提供依據，從而實現轉換梁混凝土內外溫差及混凝土表面與大氣環境溫差≤20℃，避免混凝土因溫差過大而開裂。在混凝土內部埋設熱電阻溫度傳感器，通過測溫儀實時量測溫度。測溫元器件需按圖紙準確布設，測溫導線應綁扎在單獨的鋼筋上，熱電阻溫度傳感器使用銅箔包覆，以免損壞。混凝土初凝后開始測溫，前72h測溫頻率為2h/次，72h后測溫頻率為6h/次，做好測溫記錄，及時分析測溫結果，以便調整養護時間，并采取相關措施。

在最大截面尺寸轉換梁中部沿高度方向布置1～3號測溫點，如圖4所示。測溫點溫度隨時間變化曲線如圖5所示，溫差隨時間變化曲線如圖6所示。由圖5，6可知，隨著時間的增加，各測溫點溫度先升高后降低；混凝土內外溫差≤20℃。

圖4 測溫點沿梁高度方向布置

圖5 測溫點溫度隨時間變化曲線

圖6 溫差隨時間變化曲線

6 結語

1)通過應用雙摻技術，可減少水泥用量，有效解決水化熱過大和混凝土收縮問題，改善混凝土和易性，為控制溫度裂縫提供基礎條件。

2)通過降低原材料溫度，有效降低混凝土入模溫度，進而有效降低混凝土表面與大氣環境溫差，以控制混凝土溫度裂縫。

3)通過混凝土保溫保濕養護，控制轉換梁混凝土內外溫差及混凝土表面與大氣環境溫差≤20℃，避免混凝土開裂。

4)根據混凝土溫度變化情況，確定攪拌站水泥儲存時間及保溫材料拆除時間，以控制混凝土施工質量。