談高層建筑結構轉換層施工技術

【摘 要】在轉換層結構的設計中， 大多還是采用了混凝土結構， 而高層建筑轉換層結構往往由于跨度大且承受的豎向荷載很大， 致使其截面尺寸高而大， 而且連續施工強度大， 施工過程非常復雜， 施工難度大。本文基于以往的施工實踐， 對高層建筑轉換層結構施工中的問題進行了分析探討。

【關鍵詞】建筑工程；混凝土工程；結構轉換層；施工技術

1 鋼筋混凝土轉換層結構

1.1 特點

1.1.1 重大 轉換層是由一種使用功能向另一種使用功能的轉換， 其上面的荷載必須由轉換層的梁承擔， 有些還必須承擔轉換層上好幾層樓面的荷載， 因此， 其轉換層的梁斷面積比較大， 而且含鋼量較高。

1.1.2 層高大 轉換層往往出現在下部是大空間的地方， 其下部及下支撐層高較高。

1.1.3 結構受力復雜， 施工技術要求高

有些轉換層采用了勁性梁的設計模式， 含鋼量很高， 而且鋼筋排列密集。同時， 由于柱頂梁柱錨固筋的變錨， 梁端根部腋角斜筋的穿插， 特別是柱截面與梁寬基本接近， 使得梁柱節點的施工有相當的難度。

1.1.4 混凝土強度高， 結構防裂要求嚴 轉換層墻柱混凝土往往采用高強度等級， 有的梁板混凝土甚至達到了C60， 因此， 施工時極易產生溫度與收縮裂縫。

1.2 轉換層模板支撐系統 由于轉換層結構的自重及施工荷載較大， 因此， 必須考慮上部結構的施工速度， 在轉換大梁混凝土強度未達到100%設計強度值之前， 上部結構施工已經開始， 其荷載均由梁底模承受， 同時， 根據工程的實際情況， 選擇合理的模板支撐方案， 以保證支撐系統有足夠的強度和穩定性。工程中常用以下幾種模板支撐體系。

1.2.1 一次性支模 轉換層底模的支撐往往需要從轉換層底一直支撐到底層地面或地下室底板， 需大量模板支撐材料， 適用于施工現場可用的支撐材料較多， 且轉換層位置較低的情況。

1.2.2 荷載傳遞法支模 將轉換梁(板)的自重和施工荷載通過支撐系統傳遞給若干層樓板。支撐樓板的數量應通過計算來確定， 必要時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。另一種方案是充分利用轉換層支撐柱的傳力作用， 將絕大部分荷載通過梁兩端柱面挑出的鋼牛腿或柱面插出的多排斜撐桿構成的梁下斜撐支架體系傳遞給混凝土柱; 另一部分荷載通過樓面設置的豎向支撐體系傳遞給下面若干個樓層。

1.2.3 埋設型鋼法支模 在轉換梁中埋設型鋼或鋼桁架， 并與模板連為一體， 以承受全部大梁自重及施工荷載， 大梁一次澆搗成型， 可節省模板支撐材料， 轉換梁可采用鋼筋混凝土結構。搭設模板支撐時， 要求上下層支撐在同一位置， 以保證荷載的正確傳遞， 同時， 應確定合理的拆除支撐次序， 使施工階段結構受力達最小。當轉換結構下層空間高度較大， 難以設置腳手架支撐時， 可采用埋設型鋼法支模。設置模板支撐系統后， 轉換結構施工階段的受力狀態與使用階段是不同的， 應對轉換梁(板)及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。

1.3 鋼筋工程施工

1.3.1 合理安排好鋼筋就位次序 轉換梁(板)的含鋼量高， 主筋長， 梁柱節點區鋼筋密集， 甚至在部分大跨度大梁中使用了工字鋼和大直徑的鋼筋。因此， 正確地翻樣和下料， 合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關鍵。鋼筋工程施工前， 鋼筋翻樣必須弄清設計意圖， 審核、熟悉設計文件及有關說明， 掌握現行規范的有關規定。翻樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關系， 確定制作尺寸、安裝順序和綁扎次序。

1.3.2 鋼筋接頭焊接 轉換層結構的工字鋼采用焊接， 焊接完成后必須全部進行檢測， 達到標準要求后，才能進行下一步鋼筋的安裝與綁扎。小于Φ32的鋼筋采用閃光對焊， 超過Φ32的鋼筋應采用機械連接， 如采用錐螺紋接頭連續或冷擠壓套筒連接; 兩端做彎頭的鋼筋， 采用可調螺紋接頭解決鋼筋旋轉的困難。當轉換梁的高度或轉換板的厚度較大時， 應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和操作。

1.4 混凝土工程施工

大體積混凝土轉換層施工時， 應采取措施防止溫度裂縫。

1.4.1 嚴格混凝土配合比 根據混凝土的配合比和施工時氣候狀況及現場條件， 轉換梁采用集中供應的預拌混凝土， 泵送入模。考慮到大梁在框支柱節點處鋼筋密集， 為確保混凝土的均勻密實， 粗骨料采用粒徑為10~ 30mm 的碎石; 細骨料為中粗砂， 并嚴格控制粗細骨料的含泥量、泥塊含量、針片狀骨料在規范的范圍內。考慮大梁施工期間與當時的天氣狀況， 混凝土所用水泥選用與當時天氣較適宜的水化熱、水化反應時間的水泥; 摻緩凝型高效減水劑， 要求緩凝時間在6h左右。

1.4.2 施工方法 ①先施工轉換結構周圍結構或墻體， 防止混凝土表面散熱過快， 內外溫差過大;②在夏季高溫氣候施工時， 采用冰水攪拌， 以降低混凝土的入模溫度; ③分層澆筑混凝土， 每層厚300～500mm， 并在前一層混凝土初凝之前， 將后一層混凝土澆筑完畢;④采用疊合梁原理澆筑轉換結構， 可緩解大體積混凝土水化熱高、溫度應力過大對控制裂縫的不利影響。

1.4.3 混凝土養護 應采用以下方法控制混凝土內外溫差小于20℃: ①蓄熱保溫法， 即常規保溫方法;②內降外保法， 即在大體積混凝土內部循環埋管通水冷卻降溫， 在大體積混凝土轉換結構的上表面及其底面采取保濕措施;③蓄水養護法， 即在混凝土初凝后先灑水養護2h， 隨后進行蓄水養護， 蓄水高度100mm， 適用于轉換厚板混凝土的養護。

2 預應力混凝土轉換層結構施工技術

由于轉換梁(板)上承受數層甚至數十層結構的荷載， 預應力筋用量較多， 施工時應盡量采取以下措施， 防止張拉階段預拉區開裂或反拱過大。

2.1 擇期張拉技術 即待轉換結構下的支撐必須加強。

2.2 配置預應力筋 在預拉區配置一定數量的預應力筋， 用以控制張拉階段的裂縫及過大的反拱， 該部分預應力筋是使用階段所不需要的。

2.3 分階段張拉技術 即逐漸施加預應力以平衡各階段荷載， 但由于張拉次數較多， 會加大施工費用。

3 結語

綜上所述， 在轉換梁的施工中， 應在施工前考慮好各個方面的因素， 并根據實際情況提出多個可行性的方案進行比較， 選擇最優的方法進行施工， 保證大梁施工的安全可靠。同時， 必須將大梁施工的重量傳遞至工程樁。大梁的支撐體系必須編寫專項的支模架施工方案， 并應請工程方面的專家進行論證， 形成結論后方可開始施工。在結構轉換梁的施工中， 由于模板支撐復雜、鋼筋多、間距密， 混凝土量大、強度高， 施工組織顯得尤為重要， 施工組織安排得好， 可達到事半功倍的效果。