高層建筑轉換層施工的技術經驗歸納分析

王 健

(山西陽煤集團山西辰誠建設工程有限公司，山西 陽泉 045000)

高層建筑轉換層施工的技術經驗歸納分析

王 健

(山西陽煤集團山西辰誠建設工程有限公司，山西 陽泉 045000)

為進一步提高高層建筑轉換層施工的技術應用水平，在分析高層建筑轉換層受力特點的基礎上，分別從轉換層鋼筋施工、混凝土施工、模板支撐施工三個方面，深入剖析了各工序的施工技術要點，進而歸納了科學合理的施工經驗，可作為相關建筑轉換層施工的理論和實踐依據。

轉換層，施工，重點，難點

1 轉換層工程的受力特點分析

當建筑上部所布置的剪力墻、框架柱等豎向結構無法與底部貫通連接，需在中間部位設置梁、桁架、箱形結構、V形柱等結構轉換層，用于承托上部往下傳遞的豎向荷載，并改變力的傳遞路徑。基于轉換層工程的受力特點，可看出轉換層布置后，會形成傳力拱，后者產生的傳力作用，以豎向形式，將上部結構的豎向荷載引導至轉換層中。當上部豎向荷載抵達傳力拱，會以斜向模式作用在梁上。假設在斜向荷載以垂直和水平方式分解，并形成等效荷載，則相比于忽略墻體作用的垂直荷載，前者形成的彎矩比較小，此時在轉換層結構的跨中和支座位置，就會出現軸向拉力和壓力。該受力機理在轉換層施工時，要加以強調。

基于以上轉換層受力機理的分析，我們在實際施工時，轉換層上部結構與下部結構，要注意兩者豎向的連續貫通，尤其是布置核心筒框架結構的轉換層，更需要保證上下的連續貫通。在此基礎上，轉換構件在水平方向傳力是否直接，關系到轉換的復雜性程度，假設轉換層的受力過于復雜，則會影響建筑結構的抗震效果，施工期間同樣需要予以充分考慮。

2 高層建筑轉換層施工技術

在掌握高層建筑轉換層受力特點的基礎上，我們要將轉換層的鋼筋工序、混凝土工序、模板支撐工序視為工程施工的重點和難點。基于相關施工實際經驗，筆者提出了以下幾方面的技術經驗。

2.1 工程案例

某高層建筑樓，由-1層、1層～4層的裙房和5層～32層的主樓組成，裙房均為框支結構，5層為厚板轉換層，6層～32層為短支剪力墻結構。5層的厚板轉換層，厚度165 cm，板頂標高+20 m，選用φ32，φ36，φ40的鋼筋作為受力筋，箍筋則選用φ14規格，工程鋼筋總量550 t。轉換層的混凝土結構，采用一次澆筑成型的施工方法。

2.2 鋼筋施工

以上工程的鋼筋施工，主要有三個技術要點：

1)梁與梁、梁與柱節點位置。考慮到轉換層配筋率比較大，在梁與梁、梁與柱節點位置，所集中的鋼筋數量比較大，增加了綁扎的難度，特別在角柱位置，施工人員需往角柱內插入錨固鋼筋，在同一平面內，至少3層的鋼筋有待構造，在受力時，基本沒有辦法形成約束機制，而且很容易產生脆性破壞。對于該問題，筆者建議采用等強代換的施工方法，合理調整過于集中的鋼筋位置，借助長度15 cm左右的倒三角鋼楔子，用于擴大鋼筋與鋼筋之間的距離，既可減少鋼筋綁扎的難度，同時便于后期混凝土的澆筑與振搗。2)鋼筋與鋼桁架混合節點。本工程的轉換層大梁，以貫通模式布設鋼筋，同時利用實腹式雙H型鋼配筋，但在制作配筋所預留的貫穿孔，施工時發現無法滿足鋼筋的有效貫通，要求進行重新鉆孔，但必然造成鋼柱截面的脆化。筆者建議采用等強代換的方法，在控制主梁內部鋼筋布設數量的同時，用三級鋼代替原來的二級鋼，以減少自然節點處理的難度。同時適當增加轉換梁的高度，目的是調整主梁內鋼筋的分布形態，可在原來鋼桁架梁的基礎上，從梁頂位置增設附梁。3)型鋼混凝土柱和梁節點。本工程型鋼混凝土柱與梁的節點采用剛性方法連接，在焊接時，型號構件在彎矩和剪力作用下，出現了局部變形。對此，我們在安裝型鋼混凝土柱和梁時，要以高強螺栓固定，再糾正垂直偏差。在型鋼骨架安裝之后，仔細觀察在荷載增加狀態下，焊接收縮和螺栓的松緊程度，以及焊縫的外觀質量。除此之外，在型鋼腹板所預留孔位，假設無法滿足鋼筋穿過，則需要設計標準條件下，借助鉸刀進行擴孔，盡可能減少節點受力的復雜程度。

2.3 混凝土施工

在做好鋼筋施工的基礎上，混凝土工序要求重點兼顧混凝土配合比控制、混凝土澆筑、裂縫控制。

1)配合比控制。本工程選用火山灰硅酸鹽水泥，其內摻入了沸石粉，目的是控制水泥的水化熱，另外減水劑的適量摻入，可有效推出水化熱峰值的產生時間，是控制混凝土表面溫度峰值的有效方法。至于粉煤灰、減水劑和其他外加劑等的配合比控制，筆者建議根據材料的實際含水量，在實際施工時進行適當調整。

2)混凝土澆筑。按照提前擬定的澆筑方法，要求分開澆筑轉換層的豎向結構和水平結構，先往轉換層的中間和后部澆筑，再豎直和水平兩個方向循序推進。澆筑時，要設法增大工作面的面積，目的是提高混凝土水化熱排出的有效性，同時要減少模板的側壓力。在澆筑至節點位置時，考慮到節點位置鋼筋比較密集，除了在鋼筋施工時，預留出足夠振動器插入振搗的空間，還要在澆筑期間安排專人檢查澆筑的密實程度，大約在完成澆筑的18 h后，可隨機拆開節點位置側模的一部分，檢查其內混凝土的澆筑質量。直至混凝土初凝，以覆蓋草袋子的方式，保持混凝土的充分濕潤。

3)裂縫控制。裂縫是混凝土施工經常出現的病害問題，其成因大多時候集中在“施工不當”“材料不良”“溫差”“收縮”“不均勻沉降”“凍脹”幾個方面。本工程在澆筑混凝土時，在水化熱作用下，混凝土結構中心與外界接觸表面有溫度差，當外界溫度降低幅度太大，混凝土就會出現冷卻收縮，其內部的質點間必然形成互相約束的拉應力作用，此時保溫養護措施，應根據熱交換的原理，在考慮結構厚度、傳熱系數、中心最高溫度、表面溫度、傳熱系數修正值等參數的情況下，推算出混凝土保溫材料厚度，然后以此確定混凝土表面覆蓋草袋的塑料，保證混凝土表面形成有利的熱擴散條件。

2.4 模板支撐施工

構件體型龐大的原因，混凝土荷載和其他荷載的共同疊加，使得本工程轉換層每延長米的荷載超過70 kN/m，增加了模板支撐系統施工的難度水平。筆者建議：在模板支撐系統正式施工之前，確定模板及模板支架自重標準值、新澆筑混凝土自重標準值、鋼筋自重標準值、施工人員及設備荷載標準值、振搗混凝土時產生的荷載標準值、新澆筑混凝土對模板側面的壓力標準值，計算出混凝土側壓力分布，然后按照以上各項荷載的分項系數，采用落地支撐施工工藝，完成支撐模板系統的工序，形成完整的體系結構，工程布置支撐模板體系結構，需要保持上層支撐與下層支撐豎直方向荷載傳遞的準確，在保證模板具備足夠荷載和變形承受能力的條件下，安排專人持續測量觀測支撐系統的變形，以防出現安全事故。

3 結語

文章通過研究，基本明確了高層建筑轉換層工程的受力特點，以及案例轉換層工程在鋼筋工序、混凝土工序、支撐模板工序的施工方法，原則上可供其他轉換層工程參考借鑒。但考慮到轉換層工程施工要求和條件的復雜性，以上方法在其他工程中應用時，需要結合工程的具體施工情況，方可保證這些方法的適用性，同時還需要不斷提煉總結出更多的科學施工經驗，作為本文補充和完善的內容。

[1] 張 坤.高層建筑結構轉換層的發展與問題研究[J].四川建材，2014(3):71.

[2] 彭更新.對房屋建筑工程結構轉換層施工技術的分析[J].廣東建材,2014(5):66-68.

[3] 陽廣畢.淺談高層建筑結構轉換層的施工技術[J].商品與質量：建筑與發展,2013(6):222-223.

[4] 曹 彬.試論高層建筑結構轉換層施工技術[J].建筑知識：學術刊,2013(1):78.

The summary and analysis on technology experience of high-rise building conversion layer construction

Wang Jian

(ShanxiChenchengConstructionEngineeringLimitedCompany,ShanxiYangCoalGroup,Yangquan045000,China)

In order to further improve the technology application level of high-rise building conversion layer construction, based on the analysis on high-rise buildings conversion layer force characteristic, respectively from the conversion layer steel bar construction, concrete construction, formwork support construction three aspects, in-depth analyzed the construction technology key points of each process, then summarized the scientific and reasonable construction experience, as the related building conversion layer construction theory and practice basis.

conversion layer, construction, key point, difficulty

2015-06-05

王 健(1973- )，男，工程師

1009-6825(2015)23-0080-02

TU974

A