高層商住樓轉換層施工技術探討

吳 剛 吳常智

（1浙江省杭州之江工程建設監理有限公司 杭州 310000 2淮委綜合事業發展中心 蚌埠 233001）

1 工程概況

南京市江寧區某商住樓盤，建筑面積1.7萬m2，28層，建筑總高度為97.2m，4層以下為商業性建筑，4層與5層之間是技術轉換層，5～28層為居住性建筑，裙房四層均為商業性建筑，地下二層均為人防工程及停車場。本樓結構型式：技術轉換層下部為框架結構，技術轉換層上部為剪力墻結構。技術轉換層結構平面標高為20.1m，深大梁截面有1000mm×2600mm、1000mm×2500mm、1000mm×2400mm、800mm×2400mm、600mm×2000mm等。由于技術轉換層混凝土量大、鋼筋量大、結構復雜、荷載重，故其支撐系統成為本層施工的一個重點，轉換層梁柱鋼筋排列密集，使得鋼筋安裝和混凝土澆筑成為本層施工的兩個難點。

2 模板工程

2.1 支模方案

以1000mm×2600mm深大梁計算為例，其余深大梁根據計算相似配制。

梁底模板采用18mm厚膠合板，邊側必須與平面成直角，使梁側模板與梁底模板密封，確保梁底混凝土棱角完整。梁底模板縱向用方木支撐，規格為90mm×50mm，間距為250mm，橫向用鋼管支撐，間距為400mm。

梁側模板采用18mm厚膠合板，內外楞全部用鋼管支撐，豎向內楞間距為120mm，橫向外楞間距為450mm，采用Ф12對拉螺桿對拉，間距為450mm，外用雙螺帽緊固，用以抵抗混凝土的側壓力。

梁底支撐立桿采用Φ48×3.5mm普通腳手架鋼管及扣件搭接，1000mm×2600mm梁底每排用4根鋼管立桿支撐和雙扣件連接，橫向用4根鋼管立桿，縱向鋼管立桿間距500mm，承重支架下部須設掃地桿和剪刀撐，剪刀撐成45°～60°設置，每軸設一道；1000mm×2600mm、1000mm×2500mm、1000mm×2400mm大梁底再加用圓杉木支撐，梢徑120mm，間距為500mm。

2.2 各項計算

驗算截面尺寸1000mm×2600mm大梁的模板及支撐系統。

2.2.1 梁底模板計算：

①抗彎強度驗算

底板承受標準荷載：

模板及支架自重：0.5×2.6×2=2.6kN/m

混凝土自重：25×1×2.6＝65kN/m

鋼筋自重：1.5×1×2.6＝3.9kN/m

振搗混凝土產生的荷載：2.0×2.6＝5.2kN/m

梁底組合荷載：q＝［1.2×（2.6+65+3.9）+1.4×5.2］×0.9＝83.77kN/m，按四跨連續梁計算，按最不利荷載布置，《建筑施工計算手冊》中附錄二附表2-14，可查得：Km＝-0.121，Kv＝-0.670，Kw＝0.967。

最大彎矩：Mmax＝Kmql2＝-0.121×83.77×0.142＝-0.2kN·m，選用底板截面為 1000mm×18mm，截面抵抗矩：W＝bh2/6=54000mm2

底板抗彎強度計算值：

f＝Mmax/W=0.2×106/54000=0.37N/mm2

由于底板抗彎強度設計值fm=13N/mm2>f=0.37 N/mm2，滿足要求。

②抗剪強度驗算

最大剪力：Vmax=Kvql=-0.67×83.77×0.14=-7.86kN

截面抗剪強度計算值：

由于截面抗剪強度設計值fv=1.4N/mm2>τmax=0.66 N/mm2，滿足要求。

③撓度驗算

底板最大撓度計算值：

由于底板最大撓度設計值 [W]=l/400＝0.35mm>WA＝0.067mm，滿足要求。

2.2.2 梁底支撐方木的計算

方木 50mm×90mm的截面特征為：A＝50×90＝4500mm2、I＝bh3/12＝937500mm4、W＝bh2/6＝37500mm3

①抗彎強度驗算

方木承受標準荷載：

模板及支架自重：0.5×（2.6×2+1）＝3.1kN/m

混凝土自重：25×1×2.6＝65kN/m

鋼筋自重：1.5×1×2.6＝3.9kN/m

振搗混凝土產生的荷載：2.0×2.6＝5.2 kN/m

每根方木上組合荷載：q=[1.2×（3.1+65+3.9）+1.4×5.2]/6=15.6 kN/m

按四跨連續梁計算，按最不利荷載布置，《建筑施工計算手冊》中附錄二附表2-14，可查得：Km＝-0.121，Kv＝-0.670，Kw＝0.967。

方木的抗彎強度計算值：f＝Mmax/W=0.302×106/37500=8.05N/mm2

由于方木的抗彎強度設計值fm=13N/mm2>f=8.05N/mm2，滿足要求。

②抗剪強度驗算

最大剪力：Vmax=Kvql=-0.67×15.6×0.4=-4.18 kN

截面抗剪強度計算值：

由于截面抗剪強度設計值fv=1.6N/mm2>τmax=1.39N/mm2，滿足要求。

③撓度驗算

方木最大撓度計算值：

由于底板最大撓度設計值 [W]=l/250＝1.6mm>WA＝0.41mm，滿足要求。

2.2.3 鋼管扣件承載力驗算

F＝［1.2×（3.1+65+3.9）+1.4×（5.2+3）］×1＝97.88kN，單個扣件承載力為6.0kN，則1m×1m內需扣件數量為：n＝97.88/6≈16.3，取 16 個。

2.2.4 鋼管立柱的驗算

用￠483.5mm 鋼管，A＝489mm2，f＝215N/mm2

①穩定性驗算

每根鋼管立柱承受荷載：N＝97.88×0.5＝48.94kN

長細比：λ＝l/r＝1800/15.78＝114，查附錄二附表2-61知ψ＝0.493

立桿的容許荷載：[N]＝ψAf＝0.493×489×215＝51.83kN

由于N＝48.94kN<[N]＝51.83 kN，滿足要求。

②強度驗算

N/An＝18.94×103/489＝100.08N/mm2<215 N/mm2，滿足要求。

2.2.5 梁側模板計算

①抗彎強度驗算

梁側模板標準荷載

振搗混凝土時產生荷載:2.0kN/m2

凝土澆注速度:2.5m/h

澆筑溫度為30℃,塌落度為160mm

側壓力：

F＝0.22×γc×β1×β2×V1/2=0.22×25×200/（30+15）×1.2×1.15×2.51/2=53.3 kN/m2

F＝γh＝25×2.6＝65kN/m2

取兩者較小值53.3 kN/m2

混凝土側壓力設計值q＝1.2×53.3+1.4×2＝66.76kN/m2

選用模板截面為2600mm×18mm

W＝bh2/6＝140400mm3

側板抗彎強度設計值fm=13 N/mm2>f=2.15 N/mm2，滿足要求。

②抗剪強度驗算

最大剪力：Vmax=Kvql=-0.62×66.76×26×0.12=-12.9kN

抗剪強度計算值：

由于抗剪強度設計值fv=1.4N/mm2>τmax=0.41N/mm2，滿足要求。

撓度驗算（撓度驗算時按標準荷載，同時不考慮振動荷載）

最大撓度：

由于撓度設計值[W]=l/400＝0.25mm>WA＝0.023mm,滿足要求。

2.2.6 對拉螺栓驗算

采用 Φ12，A＝113mm2，[σ]＝210 N/mm2

對拉螺栓拉力

N＝F×0.45×0.45＝53.3×1000×0.45×0.45＝10793.3N

對拉螺栓應力查表N＝12900N

10793.3 N<12900N，滿足要求。

3 鋼筋工程

鋼筋數量、規格、位置、間距、搭接長度、接頭位置均嚴格按照施工圖和施工技術規范進行綁扎，并按規定及時墊好保護層。大梁采用30mm厚花崗巖做墊塊以防壓碎。

梁鋼筋綁扎要特別注意彎矩筋和負彎矩筋位置的正確性，在梁、柱交點處，梁鋼筋錨入柱內長度應符合設計要求，當梁寬與柱子平齊時，為避免梁、柱主筋相交，在梁端將主筋稍微往里彎曲，放置在柱邊主筋之內，主次梁相交，應把次梁筋放在主梁上面，并按設計要求在主梁上附加箍筋和吊筋。

一般梁的鋼筋采用閃光對焊焊接，如確因梁的長度太長，主筋一次成型會給施工造成困難，可采用綁扎接頭或電弧焊接頭，采用時搭接長度和搭接位置必須符合設計和規范要求。搭接長度的末端到鋼筋彎折處的距離不得小于10d（d為鋼筋直徑），且應避開最大彎折處搭接，接頭位置要錯開，在受力鋼筋直徑30倍區和搭接長度1.3倍區范圍內。有綁扎接頭的受力鋼筋截面積占受力鋼筋總面積的比例，受拉區不得超過25%；受壓區不得超過50%。采用焊接接頭時，焊點到彎曲點的距離不得少與10d，在受拉區同一截面不得超過50%。

梁主筋雙排時，用短筋Φ25墊在兩排鋼筋之間，確保排距符合設計要求。

4 混凝土工程

由于轉換層梁截面較大，混凝土屬于大體積混凝土，設計要求轉換層的梁板均采用C40混凝土現澆。由于梁柱交接處鋼筋密集，造成柱身下部特別是節點處澆注混凝土困難。為防止大體積混凝土收縮，宜選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等。

使用粗骨料，盡量選用粒徑較小、級配良好的粗細骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應的減水劑、緩凝劑，改善和易降低水灰比、坍落度，以達到減少水泥用量，降低水化熱的目的。

大梁散熱養護存在一定困難，所以大梁分兩次澆混凝土，施工縫一般在梁頂面往下400～600mm處，且在二次澆縫處插3Φ12@400鋼筋長1m，以保證分層縫的整體連接，梁下部澆混凝土8h后，在梁模內灌水養護。

由于是大體積混凝土，為了防止溫度裂縫及收縮縫出現，除了以上采取措施外，在施工操作上控制澆筑層厚度，不大于500mm。

混凝土坍落度控制在140～160mm，采用的澆筑坡度為1∶6，地泵同時向后退著澆筑，泵口之間的距離保證接軟管后左右交合，因為采用商品混凝土，垂直方向不考慮施工縫。但為防止澆混凝土時間長產生冷縫，在混凝土中添加緩凝劑。

根據泵送澆筑時，自然形成一個坡度的實際情況，在澆筑帶前后布置2道振搗棒，前道振搗棒布置在底排鋼筋處和混凝土坡腳處，確保下部混凝土密實，后道振搗棒布置在混凝土卸料點，解決上部混凝土的振實。

除了箍筋稠密處，采用斜向振搗外，其他部位均采用垂直振搗，振搗點的距離300～400mm，插點距模板不大于200mm。

在混凝土澆筑過程中，為了使上下層不產生冷縫，上層混凝土振搗實，應在下層混凝土初凝前完成，且振搗棒下插5cm。

振搗要采用快插慢拔的原則，防止先將上層混凝土振實，而下層混過凝土氣泡無法排出，且振搗棒略微上下抽動，使振搗密實。

振搗時間不要過長，一般控制在表面出浮漿且不再下沉為止。

5 質量保證措施

因轉換層施工的特殊性，應對鋼筋、模板、混凝土工程進行專項質量控制。

建立健全質量管理組織體系;嚴格制定質量檢查制度，做好自檢、互檢、交接檢查;熟悉圖紙，全面領會設計意圖，嚴格執行交底制度。特殊工種人員，應對本工程具有強烈責任感和事業心以及熟練的操作技能，且需持有特種作業操作證方能上崗。嚴把材料質量關，進場材料按有關規定進行試（復）驗，對不合格材料嚴禁進場。材料試驗控制由項目技術負責人把關。在混凝土澆搗過程中，不定期進行抽檢混凝土坍落度，對每個振動手進行專門交底及落實管理人員跟班制度，確保澆筑混凝土的質量。本工程采用跟蹤質量檢查，每道施工工序，每道環節，層層把關，積極開展QC小組活動，解決技術難題，提高工程質量，杜絕質量通病，制定有效的預防措施