梁式轉換層高層建筑施工技術的探討

楊根德

【摘要】本文結合具體的工程實際，詳細闡述了梁式轉換層模板支撐系統的設計、支撐搭設及構造要求、鋼筋工程、混凝土工程的技術要點，以促進該項施工技術的推廣應用。

關鍵詞：轉換層；模板支撐；鋼筋工程；混凝土工程；施工

1、工程概況

某商業金融用房，1層為站臺，2層以上用作商業辦公區，為滿足1層公用設施及上部辦公用房的功能要求，在1層設置梁式轉換層以調節上、下層不同的室內空間功能要求。

框支梁內主筋為HRB400 級 28 鋼筋，截面尺寸共分8種。其中截面尺寸最大1100mm×2250mm，最小為 750mm×1200mm，混凝土強度等級為 C35，主梁最大跨度為16.8m； 框支柱內主筋為HRB400 級 32 鋼筋，截面尺寸 4 種，其中截面尺寸最大1200 mm×1400mm，最小為 750mm×750mm，混凝土強度等級為 C45。樓板厚度 200mm，混凝土強度等級為 C35（見圖1）。

圖1轉換層結構立面

2、施工重點及難點分析

1）模板支撐系統

本轉換層梁截面尺寸巨大，梁體自重及施工荷載非常大，且屬高支模，施工的安全度和穩定性要求高。因此，確定轉換層梁板的支撐系統方案，確保支撐系統具有足夠的承載力和整體穩定性，是施工首先要解決的問題。

2）鋼筋連接與綁扎

轉換層梁的配筋量大、主筋長、布置密，梁柱節點區鋼筋縱橫交錯。因此，關鍵是正確地翻樣和下料，保證鋼筋綁扎到位。

3）疊合層承載力驗算

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，應對轉換梁及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。

4）混凝土澆筑及裂縫控制

梁柱節點核心區鋼筋密集，混凝土自由下落困難，截面尺寸巨大，大體積混凝土容易產生溫差及收縮裂縫。因此，關鍵是保證混凝土的密實度和防止裂縫的產生。

3、方案選擇

轉換層縱向柱網間距為9.5m，橫向柱網間距為16.8m。框支梁截面最大為1100mm×2250mm，框支梁自重荷載 56.25kN/m2，加上施工活荷載，總荷載約60kN/m2?？紤]到轉換層混凝土自重以及施工荷載非常大，且梁下的樓板無法直接承受其荷載，因此方案經專家論證后采用疊合澆筑法。應用疊合梁原理將轉換梁分2次澆筑疊合成型。第1次澆筑高度至 6.320m 即次梁梁底標高，待第1次澆筑的混凝土強度達到 80% 以上時，再澆筑 6.320～7.170m 轉換層板面，利用第1次澆筑混凝土形成的梁支承第2次澆筑混凝土的自重及施工荷載，采用此施工技術時，轉換梁下的鋼管支撐系統只需考慮承受第1次的混凝土自重和施工荷載，因而可減小其下部鋼管支撐的負荷，同時混凝土分層澆筑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。

4、模板及支撐系統

轉換梁模板支撐體系： 采用 48×3.5標準鋼管搭設模板支撐系統，鋼管支撐只考慮承受第1次澆筑的混凝土自重及施工荷載。由于地下室頂板澆筑厚度為200mm，不能承載上部支模體系傳遞的全部荷載，因此根據計算必須用1層以下的支撐傳遞至地下室底板承擔。要求地下室頂板混凝土澆筑后，梁板支撐模板均不能拆除。轉換梁下支撐體系立桿間距為900mm，大橫桿步距 ≤1200mm，梁下小立桿間距450mm，在靠近桿頂和桿腳處，各用水平連桿雙向拉結固定、剪刀撐設置在梁兩側的立桿垂直面上。梁的線荷載較大，為保證荷載可靠傳遞給立桿，梁底采用可調支座，梁兩側采用雙扣件，立桿下采用通常鋪設200mm×50mm 配鋼墊板，整個支撐架按滿堂腳手架的要求搭設。梁模板采用18mm 厚膠合板作模板，梁背楞采用 50mm×100mm 木方配 M14 對拉螺栓用標準鋼管固定。背楞間距 500mm，螺栓間距： 水平500mm，豎向 400mm。梁模板安裝時，要求按 0.3% L起拱（L為梁的最大跨度）。

5、鋼筋工程

5.1轉換梁配筋加強

本工程采用疊合澆筑法。選取轉換層外圍截面尺寸為800mm×2 200mm，跨度為16.8m，混凝土強度等級C35 的轉換梁進行計算。

經計算，第1次澆筑梁頂即疊合層配置 928@400 鋼筋（As=5542mm2）抵抗截面支座負彎矩。為方便施工配置的負彎矩鋼筋按照非通長縱筋布設，縱筋伸出支座長度的取值規定為： 對于端支座，為本跨的凈跨值，對于中間支座，支座兩邊較大一跨的凈跨值。選配 8@2506 肢箍筋即可滿足要求（見圖 2）。

圖 2 轉換梁配筋

5.2 鋼筋綁扎

梁底模支撐好后，進行轉換梁鋼筋綁扎，綁扎步驟： 搭設鋼筋支撐架→清掃工作面→對主筋縱向位置定位劃線→用支撐及箍筋定好主筋的橫向位置→在主筋上劃好箍筋位置線，安放好箍筋并綁扎→把 25mm 墊鐵放在梁底、梁邊，同時取掉支撐把梁放下→在模板上劃好板底筋的位置線并綁好板底筋→等水電配管完畢后、同樣分好板負筋位置并綁扎→最后調整間距并墊上足夠馬凳。

5.3 鋼筋加工與連接

1） 為保證轉換梁內鋼筋連接質量和方便施工，梁中所有受力鋼筋均采用直螺紋套筒連接。

2） 梁柱核心區箍筋是重點也是難點，在梁筋綁扎前按照設計圖紙100mm 間距，計算出柱頭內箍筋數量，在安放好梁底筋后加入柱箍筋，保證轉換梁腰筋分布均勻，嚴禁多加或者少加，并在未封柱模板前安設完畢，并綁扎好。

3） 轉換梁鋼筋大而多，梁設有 3 排主筋，上、下排鋼筋之間設置 25mm 墊鐵，間距1m，并于梁主筋進行綁扎； 上、下排鋼筋應對齊綁扎，嚴禁錯縫綁扎，在避開縱向鋼筋的接頭部位每隔1.5～2m 布設下料管，以便混凝土灌注和振搗。

4） 由于轉換梁內鋼筋骨架很重，為保證保護層厚度，采用短鋼筋作墊塊，保護層墊塊成排布置（排距1.5m），統一墊在主筋下、在梁骨架就位前放置。混凝土澆筑后，對墊塊表面作防銹處理。

5） 轉換層鋼筋應嚴格按設計要求進行施工，節點處梁上、下部鋼筋應盡量位于同一垂直面上保證柱有足夠的振搗空間，確保有 4 個振搗點能夠上下貫通便于振搗。

6、轉換層混凝土施工

6.1混凝土配制

1） 選用較低水化熱的 42.5R 級普通硅酸鹽水泥，在滿足設計要求的前提下，在混凝土攪拌料中摻入適量的 I 級粉煤灰。

2） 細骨料采用細度模數為 2.7～2.8 的中砂，含泥量≤2%。

3） 粗骨料采用連續級配的碎石，粒徑為 5～31.5mm，含泥量≤1%，具有良好的形狀，質地堅硬，細長和片狀顆粒≤10%，不含分化顆粒。

4） 摻入適量高效低碳的微膨脹劑 UEA。

5） 摻入緩凝型的 RW-3 高效減水劑，緩凝時間達到 5h 以上。

6） 轉換層梁板 C35 微膨脹混凝土配合比為（kg/m3）： 碎石∶砂∶水泥∶粉煤灰∶減水劑∶膨脹劑∶水 =997∶693∶390∶75∶15.8∶60∶195。

6.2 混凝土澆筑

1） 由于轉換層鋼筋量多，混凝土澆筑量大。采取先澆筑柱、梁節點部位，后澆筑梁、板的施工方法。

2） 混凝土的澆筑從中間向兩邊對稱進行，以保證支撐體系穩定，轉換梁、板混凝土采用“薄層澆筑，循序漸進”的原則。

3） 混凝土采用定點澆筑方法，混凝土通過預先布設的在梁內的下料管進行下料，下料管隨澆筑隨上拔，以免凝固在澆筑的混凝土內。

6.3 混凝土振搗

1） 鋼筋稠密的地方采用直徑為 30mm 振搗棒，振搗棒插點間距≤300mm。振搗棒的操作要做到“快插慢拔，直上直下”，按梅花點位置布置。

2） 上層混凝土澆搗時插入下層混凝土深度≥50mm，每點的振搗時間以混凝土表面泛出灰漿，不再出現氣泡為準。

3） 混凝土的振搗順序為從澆筑層的底層開始逐層上移，以保證分層混凝土之間的施工質量。

6.4 施工縫做法及處理

6.4.1留齒形加筋施工縫

梁上、下部分間的水平施工縫沿縱向留出齒形，同時增設625 附加插筋，縱向間距500mm（見圖 3），鋼筋長1m，施工縫上、下各半以提高施工縫處的水平抗剪能力，加強梁上、下部分混凝土間的約束，縮短伸縮變形區段，分散因溫差、收縮而產生的兩部分混凝土間在施工縫處的約束變形應力，控制可能由此應力累積過大而產生明顯的裂縫。

圖 3 框支梁水平齒形加筋施工縫示意

6.4.2 施工縫處理

由于框支梁寬度較大且鋼筋較密，為有效做好施工縫鑿毛和鋼筋上所粘水泥漿的清理工作，在第1次混凝土澆筑1d 后用加長鋼釬鑿毛，加長鋼絲刷清刷，并用高壓水清洗，且在第2次混凝土澆筑時在施工縫處薄鋪1層水泥漿。

6.5 混凝土溫度控制與養護

1） 為防止混凝土表面散熱過快、內外溫差過大，并使混凝土有較好的保水性，在梁底模及側模（均為竹膠合板）外鋪設2層塑料薄膜。對于上表面的養護，第1次澆筑時將轉換梁周邊澆高 0.2m，在中間形成凹槽蓄水養護； 第2次澆筑的混凝土終凝后，將側面的雙層塑料薄膜上翻包裹再覆蓋2層麻袋并澆水養護。然后，根據測溫記錄，及時采取掀或加蓋麻袋的辦法進行散熱或者保溫，控制混凝土內外溫差在25℃ 以內，基面溫差和基底溫差均控制在 20℃ 范圍內?；炷琉B護≥14d，升溫階段保濕養護，降溫階段保溫養護。

2） 本工程采用 JDC-2 建筑電子測溫儀進行混凝土溫度監控。平面共布置 9 個測點，每個測點布置 6 個測溫傳感器及測溫探頭，在混凝土澆筑前埋入并固定保護。在混凝土升溫階段每 2h 測1次，降溫階段每 4h 測1次； 后期 6～8h 測1次，同時測量大氣溫度。經測量，本工程實測中心最高溫度73.8℃，此時板底 55.6℃，板面 50.3℃，混凝土內外溫差符合規范要求。

經測試，轉換梁混凝土7d 抗壓強度達34.5MPa，28d 抗壓強度達 47.9MPa，完全滿足設計要求。拆模后混凝土表面平整，無任何蜂窩、麻面現象； 實測表面垂直度 2mm、平整度 3mm，實測點合格率達94%，均達到《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2002（2011年版）的合格標準。

結 語

本工程轉換層梁的自重大，鋼筋密集，施工難度大、質量要求高。通過制定科學合理的施工技術方法，嚴格組織、精心施工，確保了轉換層框支梁的施工質量和簡化模板支撐系統的目的； 并對今后此類梁式轉換層的施工提供了范例。

參考文獻

[1] 唐興榮. 高層建筑轉化層結構設計與施工[M]. 北京： 中國建筑工業出版社，2002.

[2] 建筑施工手冊（5 版）[M]. 北京： 中國建筑工業出版社，2013.