某高層結構轉換層的施工技術和質量控制探討

力 勝

高層住宅的結構轉換層是一個住宅建筑物中不同結構形式相連接的關節點,它既是下部結構的封頂,又是上部結構的“空中基礎”,在整個建筑物結構體系中起著至關重要的連接紐帶作用。為此,本文結合我局在渝經濟適用房項目“渝鐵?九龍苑”轉換層施工技術及質量控制問題與同行們進行交流與探討。

1 工程概述

渝鐵?九龍苑經濟適用房項目建設用地面積3 691 m2,總建筑面積16 668.81 m2。為1幢高層住宅,地下2層,其中-2層為消防水池及配電房,-1層為車庫及物管用房,本工程建筑高度70.20 m,結構形式為框支剪力墻結構。工程等級為一級,該工程-1層(-0.3 m)為結構轉換層,層高為4.5 m,轉換層大梁最大截面尺寸b×h=600×2 050,轉換層樓板厚度為180 mm,轉換層為長方形,重要主次梁為品字形,面積為1 089 m2,混凝土強度等級為C45。鋼筋最大直徑為32,梁的箍筋直徑采用了18。根據施工進度安排,轉換層的施工正處于炎熱夏季,最高溫度42℃,最低溫度28℃,每天平均溫差達14℃。

2 施工方案的選擇

本項目轉換層采用一次性支模澆筑混凝土成型的施工方法,施工速度快,混凝土整體性好,但需置備大量的模板支撐材料,材料的租賃費或一次購置費太多,而且在施工時要求支撐架立柱每層上下嚴格對齊,施工難度太大。由于轉換層主次梁斷面大,且主次梁多為深梁,混凝土澆筑量大,要求梁板混凝土連續澆筑,保證混凝土在澆筑過程中的連續性和密實性,確保支撐系統的承載力、穩定性、安全可靠性,控制好梁板混凝土水化過程中內外溫差不大于25℃,減小了溫度應力過大對控制裂縫的不利影響,較好地解決了轉換層施工的材料投入及溫度裂縫控制等難題。

通過計算分析比較,并征得建設單位、設計單位和監理單位同意,我們決定采用轉換層柱、梁、板混凝土連續澆筑,不得留設施工縫的施工方案,整個轉換層支撐架采用滿堂整體腳手架方式,用縱橫方向的橫桿將框架梁、大梁、次梁、模板支撐架連接貫通,以增加整個支撐系統的整體穩定性,-2層所搭設的梁、模板、腳手架不能拆除,并在-2層采取局部加固辦法,用于承受轉換層傳到-2層梁、板上的荷載。

3 施工順序

施工方案確定后,我們對整個施工過程進行了嚴格的排序,根據本工程的具體情況和鋼管腳手架的特點,先轉換層下部框支柱混凝土澆筑至梁底,轉換層搭設工序為先KZL,KL,再DL,后XL,CL,最后再搭設板支撐架,即先按要求搭設完梁下的支撐架,再在梁與梁間板下按要求搭設板的支撐架。在搭設板支撐架時,必須用鋼管將梁、板支撐架牢固相連,以確保梁、板支撐架的整體穩定性。

4 質量控制要點

1)轉換層結構自重及施工荷載大,支模難度大。2)轉換板混凝土強度等級較高,且混凝土施工期間正處8月～9月高溫期間,水化熱控制及收縮,溫度裂縫控制難度大。3)采用較大直徑HRB400級鋼筋且板筋層數較多,板筋與梁筋交錯布置,鋼筋連接及鋼筋綁扎難度大。針對這三方面的困難,我們對模板支設、混凝土澆筑及鋼筋綁扎等施工環節嚴格控制,確保了質量和速度。

5 模板支設及質量控制

1)模板支架方案:梁高H=2 250,2 050,1 700,1 600的大梁,支撐立桿按間距為500(梁長方向)×650(梁寬方向)進行搭設,大、小橫桿步距為1 200 mm;梁高 H=1 200 mm的大梁,支撐豎桿按間距為700(梁長方向)×900(梁寬方向)進行搭設,橫桿步距為1 200 mm;梁高為500,600,700的梁,支撐豎桿按800(梁長方向)×1 000(梁寬方向)搭設,大、小橫桿步距為 1 200 mm。現澆板支撐按1 200×1 200進行搭設,大、小橫桿步距為1 200。2)模板支設質量保證措施。為確保支模質量,在施工中我們采取多種措施:a.模板支撐前彈好軸線及柱、墻邊線、洞口位置,在鋼筋或鋼管上定好標高,柱、墻底部焊好鋼筋限位,并經技術復核無誤,做好記錄,按翻樣圖進行施工。b.墻、柱、梁模板支撐前刷好脫模劑,板模可在鋪設完成后刷脫模劑。c.平臺板模板楞木選用50 mm×100 mm的方木,間距控制在400 mm左右,方木兩側平面刨光軋平,使其端面一致,確保平臺平整度。方木設置時,接頭應相互錯開。d.墻板模板拼縫處垂直圍檁按居中布置,以防止該部位炸模及漏漿;梁模橫向圍檁設置視梁高度而定,但必須保證其梁斷面尺寸并與排架支撐連接牢固。e.每個樓層支模先撐柱、墻、梁模板,后撐平板。拼縫及接縫必須嚴密,平臺模板鋪設不到模板模數時,采用夾板鑲嵌嚴密,防止漏漿。f.處理好柱、墻與梁,墻、梁與板部位及節點的搭接接頭,一定要嚴密、平齊,以保證其混凝土表面平整,線角清晰。g.預留洞模必須設好對角撐和必要數量的水平撐,避免預留洞的位移及變形。h.墻、柱模的垂直度用線錘或經緯儀來控制,外墻大角垂直度利用設置的預留孔用鉛垂儀來控制。i.樓梯支撐時,除保證其樓梯段尺寸,樓梯梁面標高不出差錯外,要防止梯段底模板進墻。整個樓層支撐完畢后,對模板的標高、軸線、垂直度、平整度、截面尺寸、預留洞、預埋件等一次全面復核,并作好記錄。j.模板的設置做到嚴格控制方木、橫桿、立桿的間距,按規范要求設置剪刀撐,立桿下必須設置墊板。k.對-1層模板進行加固,按規范要求設置橫桿、立桿、剪刀撐、掃地桿等,以利荷載的傳遞,尤其是轉換梁部分。l.按要求設置周邊立桿部分支撐于人防頂板或基底,基底支撐必須牢固。

6 大體積混凝土的施工及其質量控制

1)混凝土中心實際溫升計算方法比較。本工程采用兩種方法計算混凝土中心部位的溫升,方法一是根據實測數據推導水化熱總量;方法二的水化熱總量則直接根據水泥類型和強度等級查表而得,但考慮了更多的與澆筑溫度、塊體厚度和齡期有關的經驗系數。用兩種方法分別計算混凝土澆筑后第3天的混凝土,結果非常接近(均為39℃左右)。若混凝土澆筑溫度為 25℃,則預測混凝土中心最高溫度為64℃,實際工程中各測點最高溫度為60.5℃～65℃。

2)測溫措施。混凝土初凝后即開始測溫,即在混凝土中預埋直徑48 mm鋼管,每個測點分上、中、下三根鋼管埋設,三根鋼管呈三角形布置,相互間距100 mm,管口用木塞塞住。將溫度指示儀的測溫探頭用鐵絲網罩住,放入鋼管中分別測量上、中、下三點的溫度。由于表面溫度的數值不易準確測量,可以取上下點與中心點的差值來近似地反映表面與中心點的溫差值。

3)溫差控制的尺度。通過實踐我們發現,將表面溫度與中心點溫度的差值控制在25℃以下,甚至溫差短時間達到30℃也未出現裂縫,因此有關規范規定的25℃是一個比較適宜的控制差值。

4)在梁板側面和底面的鋼模板面加鋪兩層塑料薄膜,再鋪一層18 mm厚覆塑面夾板。梁板表面采取先鋪兩層濕麻袋,再鋪兩層塑料薄膜和一層濕麻袋的保溫方法。養護過程中通過保溫的麻袋保持混凝土表面濕潤。

5)關于是否設置水平施工縫的問題。轉換層厚板平面面積較大,混凝土分層澆筑時不易清理水平施工縫,最好一次澆筑。本工程對超過 1 500 m2的1.8 m厚的轉換板和最大尺寸為2.0 m×2.2 m的轉換大梁混凝土實施了一次澆筑,效果較好。

7 鋼筋施工及其質量控制

鋼筋綁扎順序:南北向框架梁下部第一排鋼筋→東西向框架梁下部第一排鋼筋→南北向框架梁下部第二排鋼筋→東西向框架梁下部第二排鋼筋→南北向框架梁上部第二排鋼筋→東西向框架梁上部第二排鋼筋→南北向框架梁上部第一排鋼筋→東西向框架梁上部第一排鋼筋→板下部東西向鋼筋→板下部南北向鋼筋→板上層東西向鋼筋→板上層南北向鋼筋→上部結構插筋→澆筑第二層混凝土。采用這種綁扎順序,保證了施工質量和施工進度。

本項目鋼筋連接采用閃光對焊、搭接焊、機械連接,在施工過程中,為確保質量,鋼筋連接采用閃光對焊現場幫條焊連接,對于φ28Ⅲ級鋼筋閃光對焊,選定專人施焊,焊前利用短鋼筋頭進行多次工藝試驗,焊接質量穩定后進行正式施工。電弧焊選E5003型焊條。鋼筋撐腳按設計要求采用φ25“Z”字形Ⅲ級鋼筋撐腳@500 mm×500 mm,墊塊采用30 mm厚花崗巖塊@500 mm×500 mm。綁扎要求同一方向同一層的梁、板鋼筋要在同一空間高度位置,以保證梁板有效高度。

8 結語

該轉換層于2009年 8月20日開始施工,于2009年9月30日施工完畢,由于施工前準備工作充足,施工前做好詳細的技術方案,施工、設計結合,將模板支撐架落在-2層樓板上,搭設1層(局部2層)腳手架,轉換層施工支撐及模板施工十分順利,為保證后續鋼筋及混凝土施工創造了條件,節省工期10 d左右,目前工程已經竣工,轉換層混凝土至今沒有發現任何有害裂縫等質量問題出現。

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