轉換層施工技術在高層建筑中的應用

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：高層建筑施工中帶轉換層技術在整個施工中占重要地位，施工方案的確定直接影響到施工階段的結構安全、工程質量和施工成本。文章結合工程實例，在確立施工技術方案基礎上，對施工重要環(huán)節(jié)進行了分析闡述。

關鍵詞：高層建筑；結構轉換層；模板支撐；鋼筋工程；   施工技術轉換層的自重和施工荷載往往非常大，應選擇合理的模板支撐方案，并進行模板支撐體系的設計。設置模板支撐系統(tǒng)后，轉換結構施工階段的受力狀態(tài)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的驗算。轉換層的跨度和承受的荷載都很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于鋼筋的布置?！?一、工程概況 某商住綜合樓工程地下3層，地上30層，建筑物總高度102m，建筑面積65000m2。工程設有3層裙房，裙房為框架結構，做商務辦公和大型超市。在塔樓四層上設有厚板式結構轉換層，其上部為剪力墻結構。轉換層平面尺寸為38.80m×38.16m，建筑面積1480m，厚度在邊柱部位3.1m，其它部位2.2m，核心筒部位為雙層板，混凝土強度等級為C40，澆注量為2850m3。 二、方案分析 經計算轉換層施工時在邊柱部位最大垂直荷載88kN/m2，其它部位68kN/m2。為承受轉換層的施工荷載，設計考慮將三層樓板加厚到250mm，并將配筋加強，設計承載力70kN/m。邊跨梁高3.1m的部位，考慮模板荷載較大，為了便于施工，在滿足結構安全的前提下，建議設計將邊跨梁設計成雙層梁。只要保留二、三層模板的支撐體系，通過二層、三層樓板的連續(xù)支撐，將施工荷載分散傳遞到下面的豎向結構上，就能保證轉換層施工的安全。因此采用900mm×1400mm邊梁先行澆筑，2.2m厚板式轉換層混凝土不留施工縫，一次性澆筑的施工方案。大體積混凝土工程采用大摻量粉煤灰，摻加聚丙烯纖維技術，降低水化熱，控制混凝土的溫度裂縫。 三、轉換層施工技術 （一）模板工程 該工程結構轉換層混凝土澆筑一次性完成，施工速度快，但模板支撐數量大。選擇模板支撐方案主要考慮以下因素:保證轉換層混凝土的結構質量，滿足結構設計要求模板支撐體系穩(wěn)定可靠，確保高大模板施工的安全:選材方便，降低工程成本。 1．底模板及支撐。選擇定尺的48×3.5mm鋼管腳手架支撐體系，通過計算確定模板支撐體系立桿的間距、步高及剪刀撐的間距。立桿下鋪墊板，上端設可調頂托，主楞骨為100mm×100mm方木，密排50mm厚木方作次楞骨，選用12mm竹膠合板模板，膠合板模板上面鋪設一層0.6mm厚的塑料薄膜，用以對混凝土底面的保溫、保濕養(yǎng)護。支撐采用雙立桿布置的方法，除滿足荷載要求外，還應考慮操作方便?？v距為550mm，雙立桿間距250mm，間隔布置（即La=550mm），步高（h）為850mm，橫距（b）為400mm。設置雙向掃地桿，每3600mm設置雙向剪刀撐如圖1所示。邊梁部位轉換層厚度3.1m，且較三層外挑1080mm，豎向支撐在三層樓板上布置（16#槽鋼@800作挑梁。槽鋼外挑1300mm，內壓1700mm，遇墻時在墻上穿孔。在懸挑槽鋼上通長布置6根）10#槽鋼，立桿按設計要求布置在上面，支撐邊梁底部，邊梁900mm高混凝土先行澆筑后與梁底支撐系統(tǒng)共同作用，支撐2.2m厚板式轉換層的施工荷載。 2．側模支撐。轉換層在15.65m標高上，為了防止出現 脹膜現象，保證混凝土外觀質量，側模采用了全鋼大模板。模板高度3240mm，設錨固螺栓固定側模，螺栓與支撐系統(tǒng)、豎向及水平混凝土結構連接固定。二、三道螺栓在有柱的部位焊接在柱的鋼筋上，在無柱的部位，第二道螺栓焊接在梁上的預埋筋上，第三道螺栓焊接在10槽鋼上。由于鋼大模板散熱較快，混凝土側表面與環(huán)境的溫差極易超過25℃。為了滿足溫差要求，及時采取了拆除鋼模板，覆蓋、保濕、保溫的措施。 3．樓梯支模。由于樓梯及預留孔洞的承載力比其它部位低，所以采取了槽鋼和斜撐輔助加固的措施。調整三層樓梯板的設計，增大其承載力，腳手架支撐從一層開始加固，以確保該部位支撐的穩(wěn)定。 （二）鋼筋工程 結構轉換層鋼筋用量大約1100t，全部采用HRB400型，鋼筋密集，鋼筋直徑大。結構轉換層縱橫各設置11道暗梁，暗梁寬度1000～2600mm，梁上層鋼筋雙排28mm，下層筋雙排28mm。板筋上下層采用25mm和28mm兩種，雙排雙向。為抵抗混凝土局部強度收縮應力，在板中上下排鋼筋間設16@200雙向鋼筋網，無暗梁區(qū)域上下排鋼筋間設16@400抗剪兼架立筋。板內布筋原則:橫向筋放于外排，豎向筋放于內排，上部筋在跨中連接，下部筋在暗梁處連接。 由于鋼筋層數較多，為保證鋼筋連接質量和方便施工，板中所有受力鋼筋均采用直螺紋連接。板主筋保護層取50mm，梁主筋保護層取30mm，轉換層厚板內的鋼筋，不得在暗梁內截斷，施工時不得留施工縫。排水管采用4根DN250無縫鋼管套管，排水管安裝時遇鋼筋時鋼筋彎曲，不得截斷鋼筋。暗梁鋼筋安裝搭設臨時腳手架鋼管支架，先安裝同一方向的暗梁，再安裝另一方向的暗梁，避免鋼筋縱橫交叉，架空疊加超高。因轉換層鋼筋單位面積重量大，特別是暗梁部位，采用現場特制的高強保護層墊塊，并增加墊塊數量，以保證鋼筋保護層的厚度。 （三）混凝土工程轉換層混凝土強度等級為C40，為控制大體積混凝土的裂縫，設計要求采用循環(huán)冷卻水管降溫，并加膨脹劑?？紤]轉換層內鋼筋密集，循環(huán)水管施工困難，造價高。膨脹劑在保濕養(yǎng)護條件下，能較好補償混凝土的收縮，但在轉換層側面和底部受養(yǎng)護條件限制，膨脹劑對此較難發(fā)揮作用。經論證，決定取消循環(huán)冷卻水管和摻加膨脹劑的方案，采用大摻量粉煤灰降低水化熱，并在混凝土中增加聚丙烯纖維控制混凝土的早期收縮裂縫。 1．配合比設計。經試驗，選用強度等級42.5普通硅酸鹽水泥，其質量穩(wěn)定，具有保水性好、泌水性小的特點，適用于泵送混凝土。為了減少水泥用量，降低水化熱，控制混凝土溫度及收縮產生裂縫，用Ⅱ級粉煤灰取代30水泥，粉煤灰的超量系數為1.35。碎石的粒徑為5～35mm；河砂的細度模數2.7。同時摻加0.9kg/m3的KDZ-II型聚丙烯纖維，纖維密度0.91g/cm3，線密度偏差率5%，斷裂強度659MPa，斷裂延伸率16%，伸長率5%時的初始模量7171MPa。配合比水膠比為0.38，砂率41。選用LX-1（T）型外加劑延緩混凝土的凝結時間，推遲水化熱峰值時間，初凝時間（自然條件下薄膜覆蓋）約為20h左右，終凝時間約為40h。出機坍落度為205mm，1.5h后為180mm（白天25～31℃）?；炷僚浜媳纫姳?:    2．混凝土。轉換層厚度2.2m，面積約為1480m2，共需混凝土2850m3，均采用商品混凝土?，F場配備混凝土輸送泵3臺，混凝土供應能力60m。采用平面分層澆筑方案，有利于支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定，降低水化熱?；炷练?層整體連續(xù)澆筑，每層約700mm。大摻量粉煤灰纖維混凝土應屬于高性能混凝土范疇，混凝土坍落度較大，采用50mm插入式振搗棒，嚴格控制層間搭接振搗，不過振漏振，振搗以混凝土表面不再顯著下降，不出現氣泡，表面泛漿為準，初凝前需進行二次振搗。梁、柱、墻相交的部位，由于鋼筋較密應采用30mm的振搗棒。 大體積混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后應進行處理。初凝前1～2h，先用長刮桿刮平；終凝前，再用鐵滾筒碾壓數遍，并用木抹子打磨壓平，以閉合表面收縮裂縫。核心筒部位混凝土澆筑:核心筒部位是雙層板，根據該部位的結構形式，分二次澆筑。 總之，本工程在轉換層混凝土施工前后對模板支撐體系進行了詳細的檢查，支撐體系穩(wěn)定可靠，變形均在允許范圍之內?；炷潦┕r間為9月下旬，氣溫較高。通過采用大摻量粉煤灰、聚丙烯纖維混凝土技術，有效地控制了大體積混凝土的裂縫，較冷卻循環(huán)水管降溫方案，造價明顯降低。   參考文獻 [1]高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-2202）[S]. [2]混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002． [3]唐興榮．高層建筑轉換層結構設計與施工[M]．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002． [4]謝曉鋒．高層建筑轉換層結構型式的應用現狀及問題[J]．廣東土木與建筑，2004，（2）． [5]胡玉魁．淺述某大廈高位轉換層施工技術[J]．引進與咨詢，2005，（8）． [6]杜榮軍．混凝土工程模板與支架技術[M]．北京:機械工出版社，2004． 作者：李平 南昌英雄經濟開發(fā)區(qū)工程師