高層建筑混凝土結構轉換層施工技術

譚靈君

廣州市第二建筑工程有限公司 廣東 廣州 510045

引言

在高層建筑施工階段，轉換層對整體施工質量和建筑物穩定性的影響較大。一旦轉換層施工不當，將會導致高層建筑整體功能發揮受到影響。轉換層施工復雜煩瑣，施工難度較大。必須加強對施工過程的嚴格控制，確保轉換層施工操作標準規范，施工成果能夠達到技術要求。對施工中常見的質量問題，要及時解決，保證建筑物結構穩定，從而創造優質生活環境。

1 高層建筑混凝土結構轉換層概述

轉換層位于整體建筑下部，具有承擔上部建筑結構荷載的功能。轉換層結構特殊，受力更復雜。一旦施工質量不達標，將引發嚴重后果，甚至誘發安全事故。在前期設計階段，應結合施工要求和現場實際，科學調整方案內容，提高方案編制的指導價值和可操作性[1]。在中期施工階段，需確保各項技術規范標準，避免出現質量隱患。在后期驗收過程中，需遵循技術指標驗收標準，嚴格檢驗轉換層質量情況。針對各類質量問題，需及時展開返工或修補處理。

轉換層結構種類較多，其中涵蓋梁式轉換層、桁架式轉換層、箱式轉換層、板式轉換層等。不同種類的轉換層具有相應的優勢和不足。例如，梁式轉換層是應用最廣泛的轉換層結構，其施工難度低，但容易出現強梁弱柱的問。此外，轉換層結構自重更大，受震害影響大，管道安裝及洞口開設難度大，也會對建筑內部空間造成影響。第二，桁架式轉換層具有結構均勻、剛度均勻的優勢，管道安裝及洞口開設難度低，不易對建筑內部空間造成影響，但施工難度大，工藝應用要求更嚴格。第三，箱式轉換層剛度大，承載能力強，應力分布更加均勻，但轉換層剛度大，極易出現剛度突變的現象，且無法設置在高樓層部位，施工環節也更復雜。第四，板式轉換層適用于上下結構布局差異大的情況，可結合建筑功能科學調整布局，但受力分析更為困難，施工成本更高，施工要求更嚴格[2]。

結合城市發展現狀分析，城市土地可利用資源逐年下降，建筑結構更加復雜，且地下空間得到大面積開發利用，有限的土地面積得到了最大程度的利用。高層建筑功能也更豐富，不僅涵蓋住宅建筑，也包括商業建筑、辦公建筑等。結合高層建筑結構特征來看，高層建筑下部主要功能為承載豎向荷載，受力性能較上部更高，因此需設置更為密集的柱網，確保結構更加安全穩定。但高層建筑功能存在顯著差異，甚至同一棟建筑內呈現出不同的功能，不同樓層的業主對開間和戶型要求有一定差異，這就會導致上部柱網與下部同樣密集，但這卻與上部受力需求存在矛盾。針對這一現象，應將轉換層結構設置在高層建筑中，使其具備銜接上部與下部的功能，使整體結構受力更加均勻，提高結構穩定性及抗震性。轉換層結構受力條件更復雜，是高層建筑中相對薄弱的部分。

2 高層建筑混凝土結構轉換層施工特點

第一，在高層建筑轉換層結構設計階段，轉換層下方空間較大，這種設計方法將會使剛度突然發生改變。一般情況下，轉換層下方樓層剛度不可超過上方樓層剛度，所以在設計工作實施階段，不僅需要提高抗震性能及抗風性能，還應給予轉換層下方及上方結構承載能力及結構剛度足夠考量。轉換層的作用是傳遞荷載，因此需確保轉換層結構安全性達標。在抗震設計階段，不僅需要給予豎向荷載足夠重視，還應明確地震災害下的水平荷載及豎向荷載，借助反應譜展開結構抗震設計。第二，在轉換層結構施工階段，為提高結構抗剪能力及抗沖擊能力，需使用尺寸為2m～2.8m的鋼筋混凝土板[3]。但鋼筋混凝土板向下施加的荷載更大，對下部構件的承載能力的要求較高，后續施工材料用量增加。第三，轉換層結構所用鋼筋混凝土板剛度大，當出現地震災害后，結構反應更為強烈，上層及下層都會受到嚴重的作用，從而出現上下層開裂問題。在轉換層結構影響下，高層建筑結構設計復雜，施工技術標準嚴格，施工材料消耗量大，為強化工程綜合效益，應從技術角度出發做好針對性的優化研究。

3 高層建筑混凝土結構轉換層施工要點

3.1 支撐系統施工技術

支撐系統是轉換層重要構成之一，應確保結構強度及性能達標，綜合考量支撐系統受力特點與上部結構荷載等多項要素。現階段，常見支撐系統涵蓋鋼管支撐系統及鋼架支撐系統。在轉換梁施工階段，支撐系統分布集中，此時可選擇鋼管支撐系統。當轉換層上部施工荷載低時，也可選擇鋼管支撐系統。當轉換層為平板結構時，也需選擇鋼管支撐系統。確保間距適宜，提高支撐效果。當轉換層上部結構及下部結構過于復雜，需選擇鋼架支撐。當轉換梁重量較大，且鋼管支撐系統無法適用時，需將鋼牛腿設置在底層中，以此使豎向荷載得到有效傳遞。在轉換層施工過程中一般采用全鋼質的大模板作為側模。在精心選擇側模之后，要做好固定工作。針對側模的固定一般是要選用錨固螺栓進行固定，同時對混凝土結構，支撐體系也要有很好的連接。

3.2 模板施工技術

模板系統是轉換層的一項重要部分，與建筑構架的穩定和承載能力密切相關，因此模板材料一定要具有一定的剛度以及承載能力。在模板工程施工環節展開前，要重點檢查模板材料質量，避免存在質量隱患，確保結構平直，連接緊密。在施工前進行詳細的技術交底，使施工人員明確模板安裝要點。嚴格按照圖紙信息展開作業，加強尺寸及軸線等標準控制。檢查連接螺栓，確保結構堅固。當模板跨度超過4m時，還應將拱高偏差保持在2‰以下。

3.3 鋼筋工程技術

在轉換層中，鋼筋結構可起到支撐作用，施工環節所用鋼筋量大，且主筋尺寸長，應給予鋼筋工程足夠控制。為提高結構穩定性，應做好梁內鋼筋骨架檢查。針對有特殊要求的工程，還應將雙排框架固定在梁兩側。在主筋安裝過程中，可通過焊接的方法進行固定，或借助錐形螺紋接頭進行固定。如選擇焊接固定方法，加強焊接質量控制，做好前期焊接試驗[4]。除此之外，如需開環作業，則應取得設計人員確認。當梁縱向鋼筋固定完成后，在借助焊接方式將其與箍筋相連接。在梁上及梁下部位鋼筋固定過程中，還應控制錨桿長度。

3.4 混凝土施工技術

完善施工準備工作，混凝土澆筑復雜，要提前做好前期準備工作，確保材料、設備及施工人員落實到位。在具體施工過程中，結合現場實際，做出靈活調整。例如，判斷是否需要使用測溫設備、水泵裝置等。此外，施工方案對施工環節的推進具有指導作用，還應加強方案內容審核，避免存在缺陷。針對大體積混凝土結構施工，將施工溫度控制在30℃以下。如溫度超過30℃，則應通過降溫手段降低溫度應力對混凝土結構產生的威脅。在混凝土配置過程中，應確保各原料占比適宜，將攪拌時間控制在90～120s間。當混凝土攪拌完成后，還應做好運輸環節管理，確保運輸過程中混凝土攪拌充足，避免出現離析等問題。科學規劃運輸路線，使混凝土及時進場。澆筑方法涵蓋全面分層建筑、分段分層澆筑及斜面分層澆筑。全面分層的澆筑方法在較小的結構尺寸中應用效果更好，應劃分澆筑層，實施多層混凝土澆筑。當首層混凝土未達初凝條件時，再展開下層混凝土澆筑，直至完成所有混凝土澆筑作業。分段分層的澆筑方法在大面積、厚度薄的結構中應用更為廣泛[5]。斜面分層的澆筑方法在長度為厚度三倍結構中應于更為廣泛，在振搗過程中應由底部展開作業，由下向上實施振搗。對于節點部位，如該區域鋼筋密度過大，則應科學調整澆筑方法及振搗方法。在豎向構件建筑階段，應做好側向模板檢查，避免出現裂縫。當澆筑完成后，在18h之內展開檢測，可選擇無損檢測技術避免結構受到損壞。

3.5 質量控制技術

3.5.1 提高混凝土性能。在高層建筑轉換層施工階段，應科學選擇混凝土原材料，做好混凝土配比調整。結合設計方案要求，明確混凝土原材料種類及規格。加強市場調研，選擇最佳供貨商進行合作。通過試驗的方法，掌握混凝土最佳配比。科學規劃混凝土運輸路線，避免混凝土在運輸過程中發生質量問題。除此之外，還可選擇強度適宜的預拌混凝土。較傳統混凝土相比，預拌混凝土性能更好，且施工難度低，不易出現質量問題，對施工人員能力要求不高，可避免人員因素而引起的質量問題。

3.5.2 加強施工溫度監控。在溫度監控環節中，除需做好混凝土結構內部溫度及外部溫度測量工作外，還需展開濕度檢測、降溫速度檢測及水泥水熱化檢測。需要注意的是，應結合轉換層規模靈活調整監控規模。為提高溫度測量精度，應將測溫元件安裝在轉換層混凝土結構上方。當轉換層混凝土溫差趨近25℃，或低于10℃時，則應采取針對性的溫控手段，具體可選擇以下幾種方法。為將混凝土溫差保持在指定范圍之內，可將保溫材料覆蓋在其上方，避免溫度突然下降或上升。如仍然無法解決溫差問題，則應使用碘鎢燈架實施混凝土加溫。需要注意的是，在溫度測量環節中，均需選擇可靠性強的測溫儀器及極具代表性的測溫點。例如，在測溫儀器選擇過程中，應優先選擇手持式測量儀器及溫度傳感器，此類設備測量精度更高。在測溫點選擇過程中，如測溫點過于集中，則將會導致測量數據不具代表性，因此需使測溫點均勻分布。除此之外，還應科學調整測溫點距離，垂直距離應保持在50～80cm間，平面距離應保持在2.5～5m間。部分高層建筑混凝土轉換層鋼筋混凝土板長度及寬度較厚度相比差距較大。當差距超過兩倍時，需采取基底傳導及表面輻射等方式實施散熱。

3.5.3 加強施工強度控制。在高層建筑施工階段，為避免轉換層結構出現開裂等質量問題，應提高轉換層結構整體強度。只有確保轉換層結構強度達標，才能夠使其在后續運行階段能夠承受起高層建筑上方向下傳遞的荷載，避免轉換層結構出現開裂等問題，延長高層建筑整體使用年限。但不可忽視的是，雖然提高混凝土結構強度能夠降低裂縫問題發生概率，但卻不可過于提高混凝土結構強度，導致施工成本支出過高。為使強度及成本實現協調，應結合高層建筑施工環節特征，分析計算最佳混凝土結構強度，在降低裂縫發生概率的基礎上，避免建筑企業經濟效益受到影響。

3.5.4 后續養護處理。當混凝土澆筑完成后，如養護不及時，將會導致混凝土內部水分快速蒸發，混凝土表面出現片狀結構或粉狀脫落問題。此外，如混凝土強度未達標，水分蒸發速度過快還會導致裂縫問題出現，因此需在混凝土終凝后實施養護作業。借助養護措施可避免混凝土直接與空氣接觸，將內外溫差保持在指定范圍之內。為實現這一目標，可在終凝后實施14d的養護。將塑料薄膜、草袋等覆蓋在混凝土結構上方，再實施噴水處理，將濕度保持在80%以上，避免出現干裂現象。但也應根據當地氣候條件特征及水泥品種靈活調整養護時間。

4 結束語

綜上所述，為提高土地資源利用效率，高層建筑逐漸步入大眾視野，且已成為城市建筑未來發展的必然趨勢。高層建筑結構特殊，工藝技術應用要求更嚴格。在高層建筑施工階段，為提高施工質量，延長使用年限，轉換層結構實現了應用及推廣，轉換層施工技術是施工中的重要技術手段。應加強轉換層施工技術研究，結合施工需求及現場情況，科學選擇轉換層結構形式，確保轉換層結構性能達標，使轉換層上部結構荷載有效專遞至下部結構。強化轉換層施工技術創新，促進技術體系完善，提高高層建筑施工水平，推動我國建筑業發展。