高層建筑結構轉換層施工技術工藝分析

吉振宇

摘要：在高層建筑轉換層施工中，由于其樓板厚、結構受力復雜、對支撐系統要求高，因此施工過程中的質量控制顯得十分重要，只有在科學計算的基礎上，精心組織，規范施工，做好施工過程中的質量控制，才能為建筑物整體質量打下堅實的基礎。下面筆者對其技術要點進行分析。

關鍵詞：高層建筑；結構轉換層；模板支撐；施工技術

1、轉換層上下結構的轉換類型

1.1轉換層實現上下結構的轉化大致有以下3種類型

（1）上下層柱網、軸線的改變，轉換層的上下層結構形式不變，僅柱網、軸線有所變化，常用于筒體結構建筑中。

（2）同時轉換結構形式和結構軸線布置，就是上部樓層剪力墻結構通過轉換層改變為框架的同時，柱網軸線與上部樓層的軸線錯開，形成上下結構不對齊的布置。常用于上下層功能變化較大或較復雜的建筑物。

1.2轉換層的結構形式

由于轉換層上下結構轉換有多種類型，所以轉換層本身的結構形式也有不同，常用的有以下幾種。

（1）梁式結構的轉換層。目前國內用得最多的一種結構形式，它設計和施工簡單，受力明確，一般在轉換層的樓面設置縱橫交錯的鋼筋砼承重大梁。為適應上部荷載的需要，梁的截面尺寸比較大，常用的尺寸有1000mmx2000mm，1200mmx2500mm，1500mmx3000mm等。

（2）桁架式結構的轉換層。一般多由梁式結構的轉化層變化而來的，整個轉換層由多組鋼筋混凝土桁架組成承重結構，桁架的上下弦桿分別設在轉換層的上下樓面的結構層內，層間設有腹桿。由于桁架高度較高，所以上下弦的截面尺寸相對較小。

2、轉換層施工技術

2.1轉換結構支撐系統

由于轉換層結構自重及施工荷載較大，施工前應進行計算，確保支撐系統具備足夠的強度和穩定性。通常采用的支撐方式有以下幾種：

2.2滿堂紅鋼管支撐架

適用于轉換梁布置較密，結構自重及施工荷載相對不太大，或板式轉換層結構的施工。這類支撐系統通常采用鋼管腳手架，轉換梁下立桿間距在600mmx600mm以內，立桿下墊200mmx50mm木墊板。

2.3沿轉換大梁方向設置鋼管支撐架

適用于轉換梁自重及施工荷載較大的結構，且轉換梁位置不太高的情況。須計算確定立桿的間距、步距，合理設置水平及豎向剪刀撐。某廣場轉換大梁支撐構造示意如下圖所示。

2.4型鋼構架支撐

在高層建筑結構轉換層中，梁側模可采用厚覆膜膠合板或者組合剛模版，為防止混凝土澆筑時產生的側壓力將模板擠壓變形而出現脹模現象，可在梁內設置對拉螺桿（≥14mm），鋼模板也可以設扁鋼拉片（厚度≥3mm），螺桿縱橫向間距為400～600mm。側模用鋼管作背杠進行鎖固，背杠間距縱橫500mm。梁底起拱要求1‰～3‰。由于轉換層大梁自重大、跨度大，因此轉換層構件的混凝土強度達到100%方可拆除底模。

2.5混凝土工程

轉換層是結構的關鍵部位，一般為大體積混凝土施工，一次澆筑量大，混凝土強度也較高，容易產生溫度應力。混凝土溫度應力是由水化熱、澆筑溫度和外界氣溫變化等產生的各種溫度應力。為防止大體積混凝土出現裂縫，主要應從降低內外溫差（也就是減小溫度應力）方面采取措施。具體包括以下內容：

（1）原材料：①選用水化熱較低的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥；②加入適量的粉煤灰以減少水泥用量；③加入適量外加劑（減水劑、緩凝劑）使混凝土緩凝，使升溫過程延長，降低水化熱峰值。

（2）合理設置施工縫及確定澆筑順序：有些是分層澆搗，可采用二次迭合成型技術，有些是整體澆筑，要確定好澆筑順序，保證混凝土施工不出現冷縫，要確保混凝土的連續澆筑及成型質量。

（3）由于轉換層結構鋼筋密集：混凝土澆筑時振搗難度較大，在實驗的基礎上盡量選擇粒徑較小的骨料，在施工中，砼振搗器以插入式高頻振搗器為主。振搗時做到快插、慢拔，為了避免過震、漏震，每點振搗時間約需20～30s，振搗間距≤500mm，振搗棒插入下一層50mm深，對梁、柱、墻相交部位振搗時要振搗密實，以混凝土表面水平不再顯著下降，表面開始泛漿氣泡上反為宜。

（4）嚴格監控混凝土溫度變化：埋置足夠數量溫度傳感器作為測溫控制點，定時做好溫度記錄。根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》規定，混凝土內外溫差不應大于25℃。

（5）混凝土內部預埋水管注入冷水循環，使內部降溫，外部用碘鎢燈照射或者采取保溫措施以提高表面溫度，使溫差縮小。

（6）養護：在澆筑完混凝土后要及時養護，較常用的是用2層濕草袋夾1層塑料薄膜覆蓋養護，專人定時澆水，可以起到保溫保濕的作用，一般轉換層結構混凝土的養護期為1個月左右。

3、鋼筋工程施工

轉換梁（板）的含鋼量高，主筋長，梁柱節點區鋼筋密集。因此，正確地翻樣和下料，合理安排好就位次序是鋼筋施工的關鍵。對于梁式結構轉化層，其鋼筋綁扎通常在梁的底模板架設完成后進行，鋼筋綁扎完畢經過驗收后安裝大梁兩側的模板。鋼筋綁扎中應切實注意鋼筋骨架側向的穩定，防止傾倒傷人。

4、混凝土工程

4.1混凝土的澆筑

分層的厚度決定于振搗器的棒長和振動力的大小，也應考慮混凝土的供應量大小和可能澆筑量的大小，一般為20～30cm。插入式振搗器應伸入5cm為宜。

分層澆筑時，上層鋼筋的綁扎應在下層混凝土經一定養護其強度達到1.2N/mm2混凝土表面溫度與混凝土澆筑后達到穩定時的室外溫度之差在25℃以下時進行。為了加強分層澆筑層間的結合，可以采取在下層混凝土表面設置鍵槽的辦法。鍵槽可用100mmx100mm的木方每隔1m左右留設。分層澆筑間隔的時間，應以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫升的峰值以后，一般為3～5d，因此間隔時間以大于5d為宜。

4.2混凝土養護

混凝土由于澆注體量大，所以澆筑后特別注意養護，應采用以下方法控制混凝土內部與表面的溫差值溫差小于25℃：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表面采取保濕措施。冬季施工時還應按規定做好保溫測溫工作。

5、結語

總之，高層建筑結構轉換層施工技術已日趨成熟，該技術已成為現代高層建筑結構發展的趨向之一，轉換層結構在高層建筑中的應用使高層建筑結構的發展進入了一個新的發展時期，具有較大經濟價值和社會效益，值得大力探討。