關(guān)于高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的探究

李凱亮

（重慶建工第九建設(shè)有限公司 重慶 400000）

0 引言

隨著城市土地面積的日趨緊張，城市中高層建筑的規(guī)模與數(shù)量越來越大，越來越多的高層建筑內(nèi)部具有了商場、酒店、辦公區(qū)、住宅區(qū)等。在進(jìn)行建筑項目施工建設(shè)時，經(jīng)常出現(xiàn)某層結(jié)構(gòu)的上部、下部使用功能不同的現(xiàn)象。由于該樓層的上、下部在平面形式、結(jié)構(gòu)類型等方面存在著較大的差異，因而需要通過該樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，通常將這一樓層稱之為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。因而，要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的合理應(yīng)用，確保建筑內(nèi)部空間的各項功能得以實現(xiàn)，并保證建筑工程使用期間的安全性。在高層建筑工程的轉(zhuǎn)換層施工中，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)具有施工方便、傳力清晰、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)階段的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。同時，梁式轉(zhuǎn)換層抗震性能優(yōu)良，因此，在高層建筑中有著廣泛的應(yīng)用。

1 梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的概述

就當(dāng)前高層建筑的施工而言，通常用到梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)形式相對簡單，工程造價比較低。梁式轉(zhuǎn)換層使用過程中，轉(zhuǎn)換梁的荷載壓力狀況主要受到豎向桿件的影響。因而，工程應(yīng)用中應(yīng)加強(qiáng)對不同轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)受力狀況的研究，對轉(zhuǎn)換梁的受力規(guī)律做出深度的剖析，以提高梁式轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用效果。

圖1 梁式轉(zhuǎn)換層常用形式

2 梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式研究

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)不僅受建筑物的受力形式、上部結(jié)構(gòu)的大小和形式的影響，還受轉(zhuǎn)換梁的位置和上下樓層剛度的影響。在分析轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)跨度、功能和墻形式可分為以下類型：①根據(jù)不同轉(zhuǎn)換層的跨度數(shù)量，可以分為單跨，雙跨和多跨結(jié)構(gòu)；②根據(jù)轉(zhuǎn)換梁的功能不同，可將其細(xì)分為支撐墻和支撐柱結(jié)構(gòu)；③根據(jù)轉(zhuǎn)換層上部形式的不同，可將其細(xì)分為滿跨和不滿跨兩種形式，同時還包含開洞、不開洞等諸多的結(jié)構(gòu)形式。

3 高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)分析

3.1 施工特點(diǎn)

梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的尺寸較大，樓面承擔(dān)的荷載較重。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)受力形式的改變，主要通過改變結(jié)構(gòu)截面形式而實現(xiàn)。由于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布相對復(fù)雜，并且轉(zhuǎn)換層需要將上部結(jié)構(gòu)的水平剪力順利的過渡到結(jié)構(gòu)的下部，因而對于轉(zhuǎn)換層樓面的水平剛度有著相對嚴(yán)苛的要求。一般來說，轉(zhuǎn)換層樓板的厚度通常大于16cm。施工期間通常采用分層澆筑的施工方法。具體施工過程中，首先進(jìn)行部分豎向承載構(gòu)件的澆筑。在梁式轉(zhuǎn)換層內(nèi)部，水平構(gòu)件的高跨比相對較大，構(gòu)件表現(xiàn)出短深梁或者是厚板的受力狀況。借助于二次疊澆等施工方法，能夠提高結(jié)構(gòu)的承載能力。轉(zhuǎn)換層的設(shè)計要結(jié)合下部結(jié)構(gòu)的實際特點(diǎn)，施工時要對支撐系統(tǒng)進(jìn)行靈活布置，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。此外，設(shè)計期間還要防止轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的上、下層出現(xiàn)剪力、剛度突變的問題。轉(zhuǎn)換層主要利用下部豎向構(gòu)件進(jìn)行卸荷，因而設(shè)計、施工過程中要嚴(yán)格遵循“強(qiáng)下部、弱上部”的基本原則，對于梁式轉(zhuǎn)換層下部的主體結(jié)構(gòu)要進(jìn)行強(qiáng)化，尤其要提高下部結(jié)構(gòu)的剛度性能。梁式轉(zhuǎn)換層主要借助鋼骨架、預(yù)應(yīng)力進(jìn)行卸荷。轉(zhuǎn)換層施工過程中，通過應(yīng)用鋼筋混凝土以及預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠降低結(jié)構(gòu)的自重，并提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。尤其在進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計施工時，要加強(qiáng)對已成型水平鋼骨的利用，進(jìn)而使得支撐體系受力性能得到改善。

3.2 結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)施工技術(shù)

支撐系統(tǒng)是梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成之一，施工期間要確保支撐系統(tǒng)有著良好的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。同時，施工時還要對支撐系統(tǒng)自身的荷載狀況以及上層結(jié)構(gòu)的自重狀況進(jìn)行分析。現(xiàn)階段，常采用的支撐系統(tǒng)主要由以下幾種形式：

3.2.1 鋼管支撐架

在進(jìn)行轉(zhuǎn)換梁的施工時，由于支撐系統(tǒng)的布置較為密集，通常采用鋼管支撐架。此外，如果轉(zhuǎn)換層上層結(jié)構(gòu)的自重不強(qiáng)，并且施工荷載不大的情況下，也可以利用鋼管支撐架進(jìn)行施工。另外，如果轉(zhuǎn)換層采用的是板式結(jié)構(gòu)，施工時通常用到鋼管支撐架。具體施工期間，立桿間距通常控制在600mm×600mm之內(nèi)。剪刀撐與立桿錯開布置，間距1.2m。搭設(shè)時要注意各桿件相交伸出的端頭均應(yīng)大于100mm，以防桿件滑脫。扣件擰緊力矩必須控制在65～80N·m之間。對于轉(zhuǎn)換梁下為板的情況，因下層樓板不能承受每一次澆筑梁的施工荷載。因此下面鋼管架盡量增加斜撐，使傳到板的荷載向主次梁傳遞。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁剛開始搭設(shè)時，由于連墻件還未設(shè)置，為確保轉(zhuǎn)換梁的穩(wěn)定性，應(yīng)每間隔幾跨（多為6跨）設(shè)置一根拋撐，即用一根斜鋼管，一端用旋轉(zhuǎn)扣件連接在立桿上，另一端斜撐在地面上，起支撐的作用，直至連墻件安裝穩(wěn)定后，方可根據(jù)情況拆除。

3.2.2 型鋼構(gòu)架支撐

如果結(jié)構(gòu)梁式轉(zhuǎn)換層的上、下層結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，并且高度較大，通常采用型鋼構(gòu)架支撐。此外，如果轉(zhuǎn)換梁的自重比較大，鋼管支撐架不能滿足施工要求，那么施工期間可以在下層結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鋼牛腿的預(yù)埋，進(jìn)而改善豎向荷載的傳遞效果。

3.3 模板工程施工技術(shù)

模板工程施工期間，首先要對模板材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。在進(jìn)行模板工程施工之前，要對支撐系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保支撐系統(tǒng)“橫平豎直、拼接緊密”。同時，還要對支撐點(diǎn)位置處的扣件螺栓進(jìn)行檢查，保證螺栓的牢固效果。其次，施工時要做好支模人員的培訓(xùn)，尤其要做好施工排列順序以及模板支承、拆裝技術(shù)的培訓(xùn)與說明。另外，嚴(yán)格按照施工設(shè)計方案進(jìn)行模板安裝，對于截面尺寸、軸線位置等要素應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格把控。此外，需要注意的是，施工期間如果模板的跨度超過4m，那么起拱的高度誤差應(yīng)控制在2%以內(nèi)，模板工程如圖2所示。

圖2 模板工程

3.4 鋼筋的制作與綁扎

鋼筋是梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的重要骨架，由于轉(zhuǎn)換層的鋼筋用量大、布置密、主筋長，因而施工期間應(yīng)重點(diǎn)做好鋼筋的制作與綁扎。一方面，對于梁內(nèi)鋼筋骨架的綁扎要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，確保骨架有著良好的穩(wěn)定效果。具體施工期間，可以在梁的兩側(cè)進(jìn)行雙排腳手架的搭設(shè)，保證鋼筋骨架穩(wěn)定性。另一方面，在進(jìn)行長主筋的搭接工作時，可以采用機(jī)械連接的施工技術(shù)的錐螺紋接頭進(jìn)行搭接。施工時如果采用焊接的方式，要對焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，并做好取樣檢測工作。此外，不建議采用開口箍，如施工難度導(dǎo)致必須采用開口箍，一定要事先征得設(shè)計單位的同意。

梁的縱向鋼筋綁扎結(jié)束之后，應(yīng)使用焊接的方式將箍筋焊成封閉箍。在進(jìn)行梁的上、下部鋼筋的錨固工作時，要對錨固長度進(jìn)行嚴(yán)格控制。為保證鋼筋傳力效果，規(guī)范規(guī)定錨固長度不小于200mm。

3.5 后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

施工期間，應(yīng)做好預(yù)應(yīng)力張拉工作，防止預(yù)拉區(qū)出現(xiàn)開裂、反拱過大等問題。首先，要合理選擇張拉技術(shù)與方式；其次，要對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行合理的配置。特別在預(yù)拉區(qū)，要對預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量與布置形式進(jìn)行良好的設(shè)計，防止張拉過程中出現(xiàn)裂縫等問題。梁式轉(zhuǎn)換層通常需要承受上部結(jié)構(gòu)巨大的荷載，因而預(yù)應(yīng)力筋的使用量相對較多。

3.6 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑時，一般來說，梁式轉(zhuǎn)換層施工時通常先進(jìn)行豎向柱墻結(jié)構(gòu)的澆筑。上述工作結(jié)束后，再進(jìn)行水平結(jié)構(gòu)以及筏板結(jié)構(gòu)的澆筑。要對豎向結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)分別開展?jié)仓ぷ鳌＞唧w澆筑期間，應(yīng)遵循“先中間、后周邊”的原則。需要注意的是，由于梁式轉(zhuǎn)換層混凝土使用量相對較大，因而澆筑過程中通過減少內(nèi)外溫差等方法，減少內(nèi)部的水化熱。混凝土分層澆筑的間隔時間應(yīng)控制在2h以內(nèi)。為了保障振搗的嚴(yán)密性，在振搗時若需要移動振搗棒，其半徑不能超過400mm，上一層澆筑的混凝土為50mm。對于分層混凝土完成二次振搗后，再繼續(xù)下一層的澆筑，以確保閉合性，而且兩層之間的交界部位必須振搗到位。在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)部位的混凝土澆筑時，如果局部區(qū)域的鋼筋過密，在澆筑前確定好澆筑方案，確保能順利澆筑，并對澆筑、振搗方式進(jìn)行及時的調(diào)整；在進(jìn)行墻、柱等豎向結(jié)構(gòu)澆筑時，技術(shù)人員要加強(qiáng)對側(cè)模的檢查，提高混凝土澆筑的密實度。當(dāng)墻、柱結(jié)構(gòu)澆筑完成之后，要在18h后進(jìn)行澆筑質(zhì)量的檢查，這一期間可采用超聲波儀器等。混凝土養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)覆蓋一定厚度的塑料薄膜、草袋等，進(jìn)而起到保溫保濕的作用，養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)達(dá)到14d，并且需要24h灑水養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑工程中，當(dāng)混凝土震動完成后，表面要按工程要求處理，辦法就是用鐵抹子或木抹子在混凝土表面反復(fù)壓抹，直到達(dá)到工程所需表面光潔要求。收面的好壞，關(guān)鍵在于時間的把握。一般收面要2遍，在振搗完成后收1道面子，最重是在將要初凝前幾分鐘收第2道面，這樣收的混凝土面子比較光滑且不易裂縫。

4 結(jié)束語

采用梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以使高層建筑的受力狀態(tài)更加協(xié)調(diào)。同時，由于結(jié)構(gòu)在施工中的方便性，梁式轉(zhuǎn)換層在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中得到了人們的認(rèn)同，廣泛應(yīng)用于高層建筑中。相比于高層建筑其他結(jié)構(gòu)而言，梁式轉(zhuǎn)換層施工相對復(fù)雜、危險性大，施工期間要嚴(yán)格按照施工技術(shù)方案與設(shè)計施工圖等開展相應(yīng)的施工。同時，還要加強(qiáng)對先進(jìn)施工技術(shù)的合理應(yīng)用，并嚴(yán)格做好施工質(zhì)量的把控，防止各類施工質(zhì)量問題的發(fā)生。