淺談超高層轉換層施工

包斐

轉換層在高層建筑中有著承上啟下的作用，進入21世紀以來，城市建筑逐步向高層、超高層發展，地下或者裙房的使用功能常設計為車庫和商場，通過轉換層結構過渡到上部的塔樓住宅標準層。轉換層作為上部結構的基礎，常設計為轉換梁或者轉換板形式，有著層高高、截面大、厚度大、配筋量大、混凝土標號高及澆筑體量大的特點，同時伴隨著相應的技術難點，在質量和安全方面有著更加嚴格的控制要求。

一、前言

在項目開工前，筆者曾經研究過多個轉換層結構，得出的結論是絕大多數的轉換層屬于傳統意義上的“高危大”工程，施工危險指數高，發生事故的幾率增加，容易造成群死群傷事故，且過程不可逆，短期內無法修復，同時造成巨大的經濟損失。本文以筆者親身經歷，著重論述轉換層結構前期策劃及施工過程中的控制措施。

項目基本情況：50層商住一體，無地下室，7層地上停車場，總高度170米，無抗震要求。轉換層位于第七層，整板結構，面積3934平方米，板厚3米，板面筋T32@200，板底筋T32@150，在1/2板厚處設計有T16@200×200單層雙向鋼筋網片，面筋與底筋之間設計有T16@600×600拉筋。混凝土標號為C50，澆筑量11802立方，層高為6米，局部高支模部分凈高為16米（3～7層）、23.1米（1～7層）。

二、轉換整板結構分析

混凝土每平方的重量約7.2噸（混凝土按照2.4t/m3），總重量約28324噸，如果采用一次性澆筑的方案，對支撐體系的要求過高，在支撐體系材料的選擇、施工過程中的可操作性要求過高。同時考慮到大體積混凝土的澆筑時長及水化熱問題，應優先采取分次、分層澆筑的施工方案，減少支撐體系材料及施工人員的投入，減少混凝土的每次澆筑量，進而降低出現水化熱過高情況的風險。

三、澆筑方案選擇

綜合考慮，采用分兩次澆筑的方案，第一層1.2米厚，第二層1.8米厚。將原設計在中間層的鋼筋網片降低至1.2米處，利用該層鋼筋網片結合轉換板底筋形成板式結構的原理，優先澆筑第一層板，待其混凝土強度達到75%后，澆筑第二層的剩余混凝土，即用第一層的力去承擔第二層的重量。支撐體系只需要設計滿足第一層板受力的結構即可，在支撐層、回頂層的架體材質選擇、租賃費用、布置及加固、拉結數量方面對比一次性澆筑的方案會經濟很多，同時可以有效降低支撐體系材料投入數量及出現水化熱過高的風險。

四、支撐體系選擇

架體選用本地SC60重型支撐系統，要求符合英標BS5975相關要求，承插式結構，單桿承受7.5噸，四根為一個組合，最大可承受28噸重量，頂絲及底托配套使用，有很強的剛度及穩定性，在本地大量使用于轉換層結構。組合尺寸可調節，常規尺寸為1500*1500、750*750。

第7層為轉換層支撐，其余均為回頂層支撐，重型架體分布在第5、6、7層，間距1500*1500，滿堂架布置，框架柱之間采用本地國標?48*3.2*6m鋼管加頂絲進行對頂，上部及下部各一道，鋼管與經過的每一個重型架體使用扣件進行連接，增加滿堂架的整體穩定性。從綜合成本對比分析來看，在施工第5、6層結構樓板時，直接將重型架體作為結構支撐，避免了后期先拆除普通門架支撐后換成重型架體回頂的步驟及其產生二次搭設的相關費用。4、3、2、1層使用普通門式腳手架進行回頂。根據荷載傳遞及受力計算結果，門式腳手架回頂層的搭設間距、排距依次為600*1200、900*1200、900*1200、1800*1200，在距離地面200及頂部各使用鋼管進行連續拉結，另一方向使用鋼管進行十字拉結，間距6米，以保證門式架體受力的整體穩定性。

模板采用中國產15厚九夾板，轉換層的次龍骨采用本地50*75*3方鋼管，間距150；主龍骨采用50*100*3的方鋼管，重型架體每個配套頂絲可并排放置5根。

支撐體系搭設要求及注意事項：架體材料在組裝前，需檢查篩選，有裂痕的、焊點脫落的、絲口破壞的材料不允許使用。按設計圖紙提前放線定位，在地面上彈出滿堂架四周控制線，框架柱之間分區域，嚴格控制第一排架體的起始線，搭設過程中需反復校正；框架柱以外的懸挑轉換板多設計為獨立式架體，未形成滿堂架，需要使用鋼管與滿堂架做上下兩道拉結，同時與臨邊框架柱對頂，使邊緣的獨立架體與內部滿堂架連為一個整體。回頂層的重型架體及普通門式架的底托、頂絲在澆筑混凝土前需要100%檢查，保證與上部的混凝土樓板100%接觸并受力，便于荷載自然傳遞至一層樓地面。重型架體組合插銷需要100%檢查，保證每個插銷都安裝到位，避免在澆筑混凝土過程中由于震動出現松動、脫落情況。主次龍骨應嚴格控制50%的錯位搭接接長，以滿足整體受力要求。門式架體回頂層嚴格按間距形成十字交叉的鋼管拉結體系，并100%檢查扣件的緊固程度。嚴格控制主龍骨安裝完成的頂標高以控制轉換板完成后的板底標高，要求大面積帶通線檢查，以200～300m2/塊為宜，合格后，方可鋪設上部次龍骨。禁止所有的支撐及加固體系與外腳手架體相連接，以保證外架的整體安全。

五、高支模部位架體處理方式

為滿足整體受力及荷載傳遞要求，高支模部位全部使用重型門架。以16米的高支模部位為例，在間距1500*1500滿堂架的基礎上，在其四周使用6米鋼管加頂絲與周邊主體結構進行對頂加固，垂直方向間距為3米，水平方向間距為6米，依靠周圍已完成的結構對其進行拉結支撐。同時增加水平連續剪刀撐，垂直方向間距為3米；在高支模區域的周圍從底部向上布置連續垂直剪刀撐，與地面形成60°角為宜，要求與滿堂架最頂部的一道橫桿做拉結。因重型架體自身重量較大，如果支撐在結構樓板，則需著重考慮該樓板的設計承載力，應首先將該層及以下樓層樓板進行滿堂架回頂至一層結構底板后，方可進行高支模區域的重型架體搭設，否則會出現樓板開裂甚至斷裂的嚴重質量問題。

六、鋼筋馬凳施工

因面筋配筋較大，重量較大，空間較高，選擇合適的馬凳顯得尤其重要，馬凳筋必須抗壓、穩固，不僅要承擔上部鋼筋、布料機、泵管的重量，而且要在澆筑過程中滿足泵管震動及施工人員動荷載的受力要求，要求在馬凳配筋計算時要求預留100%的安全儲備，確保萬無一失。綜合經濟對比分析后，我們選擇三角形的馬凳（部分項目使用100*100*6等邊角鋼焊接骨架），優先使用廢料自行焊接加工，頂部鋼筋規格為T32，兩側斜撐為T20，在1/2處使用T16做腰筋加強整體剛度，單個長度為4600，斜撐3個為一組，間距1500，兩端懸挑800作為搭接使用，搭接長度為100，雙面焊接，馬凳排距1500，滿堂布置。要求每500～600m2面筋綁扎完成后，將馬凳筋與轉換板的面筋、底筋焊接連接，以保證馬凳筋骨架的整體穩定性。

七、大體積混凝土策劃與施工

大體積混凝土屬于本工程難點之一，是技術小組重點攻克的問題，混凝土澆筑后由于水泥水化熱的影響，內部混凝土溫度會急劇上升，若內部溫度高于表面溫度造成溫差過大，將對混凝土產生較大的拉應力，極易引起混凝土的開裂，甚至出現貫穿裂縫，造成嚴重的結構質量問題，影響轉換層的整體承載力。

在施工前采取了優化配合比、使用低水化熱水泥、混凝土加冰攪拌（未埋設降溫管線）、優化運輸線路、控制入模溫度、實時測溫、采用斜面分層的澆筑方式、按比例自然流淌、控制每層澆筑厚度、100%振搗、澆筑完成后表面采用薄膜、麻袋覆蓋及不間斷灑水、泡水的養護等措施。即使在確定分層澆筑方案后，每層的澆筑厚度及方量分別為1.2m、4720m3，1.8m、7081m3，仍然屬于大體積混凝土施工范圍。

1.嚴格在規范要求“混凝土內外溫差小于25℃，基面和基底溫差小于20℃，降溫速率小于3℃/d，最高溫度小于70℃”下進行相關設計、方案策劃及實施。

2.優化配合比，選用普通硅酸鹽水泥，盡量減少水泥用量，摻一定比例的粉煤灰和高效減水劑，使用中砂、20mm級配石子，并加冰攪拌，塌落度175±25mm。在施工前，進行大體積混凝土測溫模擬實驗，制作1.5m*1.5m*1.5m的試驗模具，安裝實時測溫設備。通過計算并結合實驗結果，混凝土強度前期增長較快，7天可以達到設計值75%強度，28天達到95%，56天達到100%，故后期留置的同條件試塊及轉換層混凝土的以56天實際強度為最終結果。

混凝土加冰攪拌，控制入模溫度小于30℃，控制最高溫度在70℃以內。大體積混凝土的養護也是至關重要的，第一層混凝土澆筑完成后采取蓄水養護，蓄水深度100mm，時間為7天；為了盡可能地減少表面混凝土溫度的擴散，并盡量延長散熱時間，減少混凝土的內外溫差，防止出現貫穿裂縫，在第二層混凝土澆筑完畢后，在終凝前使用磨光機二次提漿磨面，并采取鋪設塑料薄膜加雙層麻袋，14天連續澆水養護的措施，效果很好。

3.混凝土測溫。大體積混凝土測溫點的布置必須有代表性，并合理設定測溫頻率，需準確地反應每個時間段溫度的變化規律和實時數值。本項目共均勻布置10個測溫點，每個測溫點分別位于轉換板的上、中、下三個位置，上、下距離板面、板底距離為100mm，測溫頻率設定為前4天為每2小時一次，第5到第7天每4小時一次，第8天至第14天每天測一次，直至內外溫差小于25℃時停止測溫，同時測量大氣溫度，相關數據通過設備實時上傳到官方網站共享、分析。

4.現場共設置兩臺HBT-80地泵，兩臺汽車天泵，綜合評估在現場的實際泵送能力為25～35m3/h，澆筑面的每個泵管出口配備4臺50型振動棒（兩備兩用）。需要注意的相關細節：

（1）萬事開頭難，轉換層的混凝土澆筑需重點控制起始階段。本地白天氣溫較高，開盤時間選擇在晚上，從試塊的制作、混凝土塌落度的現場抽檢、降低入模溫度及溫度檢測、避開交通擁堵等方面可以有效地進行操控。

（2）混凝土罐車要求使用配套罐衣覆蓋，并在出站時灑水濕潤，以減少罐體內外的溫度交換。

（3）白天施工作業時，由于溫度較高，現場禁止任何形式的加水攪拌，以保持罐體內混凝土的最低溫度，并保證混凝土標號滿足設計要求。

因分層澆筑，第一澆筑的過程中，轉換層的面筋會黏連大量的混凝土，要求派專人跟進，使用掃把進行連續清掃，以保證面筋的清潔度。若在混凝土終凝后使用電動工具進行剔鑿，殘渣容易掉轉換層內無法清理，會影響結構安全，且費時費力。

（4）施工現場需要固定交通指揮人員，保證每個泵車前有均勻的1～2輛罐車等待，保證到場的混凝土罐車可以及時澆筑，減少由于澆筑面供料不及時出現冷縫的現象，同時也避免由于在等待時間過長，造成混凝土入模溫度的升高。

（5）現場預備一臺同型號汽車天泵作為備用，澆筑過程中如果出現壞泵情況，可以及時補充替換，以保證混凝土的連續澆筑，減少冷縫的出現。

八、結語

優秀的高支模和大體積混凝土的策劃與管控方案是完成轉換層施工的必要條件，隨著科技進步及建筑領域的快速發展，必將會出現更優質的支撐體系材料及溫控措施。作為總包企業，質量、進度、安全與成本始終是對立統一的關系，扎實的技術團隊、周密的籌劃、完善的措施、合理的成本優化仍然是總承包單位技術管理能力的體現。