高層建筑轉換層施工實例分析

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摘要: 隨著高層建筑結構形式日益大型化、復雜化，其施工技術難度更高，轉換層施工技術便是其中一個重點環(huán)節(jié)。本文結合實例，對高層轉換層施工難點進行分析，針對模板支撐、鋼筋施工、混凝土施工等方面施工技術進行探討，確保工程質量。供大家參考。 

關鍵詞：高層建筑；轉換層；模板支撐；鋼筋；混凝土；施工技術；質量控制  隨著建筑物的使用功能不斷提高，特別是在高層建筑中，結構形式日益大型化、復雜化。為了滿足建筑多功能的要求，就必須在結構中設置轉換結構構件，以實現(xiàn)自上而下結構形式，軸線布置的自然過渡。轉換結構構件所在的樓層就是轉換層。因轉換層的結構復雜，施工難度大,為保證工程質量,必須采取特殊的施工技術措施。  1 工程概況  某高層建筑，共25層，建筑高度88m，地下2層，總建筑面積112000m2，采用框架-剪力墻結構。首層為大堂，層高6m，上部各層為辦公場所，為滿足建筑物的功能要求，實現(xiàn)結構布置，在結構變換的二層樓面設置梁式轉換層。轉換層樓板厚度200mm，框支梁截面有1000mm×1800mm、1000mm×2200mm等。  2 施工難點分析  （1）轉換層框支梁尺寸大、自重大，同時首層層高達到9m，必須保證高支模體系的穩(wěn)定性。  （2）框支梁鋼筋直徑大，配筋密集，且梁端設置抗剪鋼板，構造相對復雜，如何協(xié)調框支梁各種鋼筋、柱筋、上部剪力墻插筋的關系，滿足鋼筋連接及構造要求，便于綁扎安裝，確保鋼筋工程質量，需充分細致的考慮。  （3）鋼筋密集造成混凝土澆筑困難，框支梁體量大又具有一定的大體積混凝土施工特性，如何解決上述問題是保證結構轉換層混凝土質量的關鍵。  3 轉換層框支梁模板支撐體系  3.1 模板支撐體系選型  轉換層大梁的模板支撐方式，一般采用“分層疊合澆筑法”、“鋼桁架法”、“荷載分層傳遞法”。“分層疊合澆筑法”是將轉換大梁分兩次澆筑迭合成型，即利用第一次澆筑成型的梁支承第二次澆筑梁板自重及施工荷載，第一次澆筑混凝土達到設計強度后方可進行上層混凝土的施工,且需在第一次澆筑混凝土施工縫以下配置負彎矩鋼筋和箍筋，并在施工縫位置設置抗剪鋼筋，該方法的優(yōu)點是模板支撐體系比較簡單，缺點是工期相對較長、增加鋼筋用量及鋼筋的密集度、施工縫處理困難、施工縫以上鋼筋污染較嚴重。  “鋼桁架法”是利用預先在豎向結構上設置的鋼或鋼筋混凝土牛腿擱置鋼桁架，再在鋼桁架上搭設鋼管腳手架以支撐大梁施工荷載，該方法的優(yōu)點是大梁可一次澆筑成型，缺點是鋼桁架規(guī)格多，用鋼量大，很難重復利用。  “荷載分層傳遞法”是通過多層支撐體系將轉換層的施工荷載向下傳遞并由各層結構共同承擔或直接傳到結構的基礎地面。該方法的優(yōu)點是大梁可一次澆筑成型，支撐體系所用鋼管可周轉使用，缺點是支撐體系搭設工程量較大。  該工程轉換層大梁線荷載均不超過72kn/m2，荷載不是很大；首層樓板厚度200mm，地下各層樓板厚度180mm，混凝土強度等級c40，承載力較大；轉換層施工周期相對較長，預計25d，即混凝土澆筑前下層結構混凝土已達到設計強度。根據(jù)上述特點，對轉換層大梁下部各層相應位置的梁板進行承載力計算，經(jīng)設計復核，利用首層、地下一層及二層梁板承載力即能滿足承受轉換層施工荷載要求。再綜合考慮經(jīng)濟、進度、質量因素，我們決定采用“荷載傳遞法”，即轉換層施工時，除搭設首層支撐體系外，保留地下一層、地下二層預先按要求設置的支撐體系。  3.2 模板支撐體系設計及構造  模板支撐體系采用φ48mm×3.5mm鋼管搭設，以1000mm×2200mm框支梁為例，支撐體系經(jīng)設計計算構造如下：  （1）200mm厚樓板區(qū)域：模板采用18mm厚鍍塑九夾板；模板底部鋪設80mm×80mm木方，間距333mm；立桿縱距1.0m，立桿橫距1.0m，立桿步距1.5m。  （2）框支梁區(qū)域：梁模板采用18mm厚鍍塑九夾板；梁模板截面底部沿梁橫向鋪設80mm×80mm木方，間距250mm；木方底部沿梁縱向鋪設雙鋼管，間距500mm；梁底立桿縱距（沿梁長度方向）為500mm，立桿橫距為400mm，同一梁截面設置四根支撐立桿，立桿步距1.50m；立桿采用對接接長，頂部設置可調頂托。  3.3 高支模體系穩(wěn)定措施  （1）先澆筑墻、柱，后進行梁板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，腳手架水平管與先前澆筑的墻、柱有效拉結。  （2）立桿間距模數(shù)化，幾乎所有立桿間距采用250mm倍數(shù)，以保證縱橫向水平桿均能拉通。  （3）設置了縱橫向剪刀撐及水平剪刀撐，間隔一個步距設置一道水平剪刀撐，所有大梁下設置縱向剪刀撐，其它部位間隔5m設置一道縱向剪刀撐。  （4）嚴格按照扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范及設計文件進行施工過程控制，在滿足基本構造基礎上，重點檢查鋼管壁厚、頂托高度等是否符合要求。  （5）澆筑混凝土時，每隔1h對沉降及水平移位進行監(jiān)測，做好監(jiān)測原始記錄，若發(fā)現(xiàn)異常，及時匯報并跟進處理。  4 轉換層鋼筋施工  轉換層大梁鋼筋非常密集，以1000mm×2200mm框支梁為例，上部配筋23φ32mm(10/10/3)，下部配筋45φ32mm(6/13/13/13)，箍筋φ14mm(10)@100mm，腰筋φ25mm@150mm，梁內(nèi)部另加腰筋4φ16mm@150mm，腰筋之間梅花形布置φ10mm@300mm拉結筋，并且梁端設置兩塊抗剪鋼板20mm×3600mm×1000mm。  4.1 鋼筋翻樣和加工  （1）鋼筋翻樣須弄清楚鋼筋的規(guī)格、型號及位置關系，鋼筋構造要求，并考慮好鋼筋的相互關系以及綁扎時的排筋次序。  （2）明確特殊部位鋼筋構造。近半數(shù)大梁梁端設置抗剪鋼板，鋼板深入梁內(nèi)1000mm，為避免在鋼板上大量開孔造成鋼板抗剪承載力下降，同時也為了便于柱箍筋的安裝，經(jīng)與設計協(xié)商同意，梁柱節(jié)點范圍內(nèi)柱箍筋全部采用開口箍的形式，有抗剪鋼板的位置開口箍與鋼板焊接，無抗剪鋼板的位置采用兩個“u”型箍搭接焊連接。由于柱截面較大，框支梁底部主筋及腰筋支座錨固采用直錨形式，以減少梁柱節(jié)點鋼筋的密集度。  （3）明確鋼筋接頭的位置。梁上部主筋接頭在跨中1/3內(nèi)，下部主筋接頭在靠近支座1/3跨內(nèi)，同時考慮規(guī)范規(guī)定的鋼筋接頭錯位要求。  （4）采用合理的鋼筋連接方式。大梁φ32mm主筋及φ25mm腰筋接頭全部采用直螺紋套筒連接，φ16mm腰筋接頭采用搭接連接，箍筋接頭采用電弧焊。  （5）明確鋼筋就位順序。根據(jù)就位順序對所有梁主筋按就位順序進行編號。  （6）通過嚴格的三檢制度確保鋼筋加工準確。  4.2 鋼筋安裝  （1）鋼筋安裝順序：搭鋼管擱架→套箍筋→分層綁扎下部縱筋→分層綁扎腰筋、附加腰筋、拉結筋→抗剪鋼板就位→拉結筋與抗剪鋼板焊接→綁扎腰筋、拉結筋→分層綁扎上部縱筋→安裝梁底保護層墊塊→骨架就位→綁扎、焊接柱節(jié)點開口箍→設置上部樓層墻柱插筋→安裝梁兩側保護層墊塊→封閉梁、柱側模。  （2）模板支撐體系及底模鋪設完成后開始大梁鋼筋安裝，鋼筋綁扎完成、鋼筋骨架就位后封閉梁側模及梁柱節(jié)點柱側模，梁側模采用包底模形式。  （3）鋼筋安裝前，在板面搭設鋼管擱架，擱架立桿支撐在梁兩側樓板模板上，立桿底部墊設木方?？紤]到大梁高度較高，為便于操作，鋼筋骨架按照抬高1200mm的位置安裝，并由此確定擱架橫桿的高度，在橫桿上邊搭設縱向鋼管連桿同時按照立桿間距掛設相應數(shù)量的箍筋。由于大梁箍筋肢數(shù)較多，各肢應與主箍綁扎牢固（間隔10個箍筋，綁扎點采用點焊加固），并確保各肢的寬度及相互之間的間距準確，以保證縱筋能夠順利穿入。    （4）利用模板支撐體系立桿，在最下排底部縱筋高度位置設置橫桿，間距1.5m，以用于支撐骨架重量，接著分層穿入、綁扎下部縱筋，在各層下部縱筋之間間隔1.5m再采用短鋼筋相互焊接以免鋼筋錯位，影響混凝土澆筑。在調整箍筋間距后與底筋綁扎（部分位置以點焊加強）。  （5）分層綁扎腰筋、附加腰筋、拉結筋直至抗剪鋼板頂面高度。安裝梁縱筋要注意梁與梁之間的協(xié)調，縱筋依次交叉穿插，上下交替擱置。此時鋼筋骨架基本形成，拆除板面擱架。利用塔吊吊裝抗剪鋼板就位，在鋼板底部設置臨時鋼管固定，待鋼板與拉結筋焊接后拆除。  （6）分層綁扎抗剪鋼板上部的腰筋、附加腰筋、拉結筋，再分層綁扎上部縱筋，方法如前所述。同時安裝梁底保護層墊塊，墊塊采用m15砂漿制作，并確保齡期，以免壓碎。  （7）分批拆除鋼筋骨架支撐鋼管，同時在板面沿梁橫向設置鋼管，使鋼筋骨架一點點下降就位，并協(xié)調好縱橫交叉梁的關系。當鋼筋骨架就位后，綁扎、焊接柱節(jié)點開口箍，設置上部樓層墻柱插筋，并在梁腰筋上安裝梁層保護層墊塊，最后清理垃圾，封閉梁柱側模。  5 轉換層混凝土施工  轉換層普通梁板混凝土標號c40，框支梁混凝土標號c50，框架柱混凝土標號c70。  雖然對于鋼筋安裝進行了比較嚴格的控制，但是有些部位鋼筋間距只有30mm～40mm，還是較小，混凝土澆筑困難，振搗棒難以插入。為保證混凝土澆筑密實，經(jīng)設計同意，本工程轉換層采用自密實混凝土，所有梁板混凝土標號統(tǒng)一為c50。  5.1 混凝土澆筑工藝  （1）由于樓層較低，采用36m臂長汽車泵進行混凝土澆筑，可加快澆筑速度，避免施工冷縫出現(xiàn)。  （2）先澆筑墻、柱c70混凝土至梁底，再進行梁、板鋼筋綁扎。  （3）梁、板鋼筋綁扎完成后，先澆筑墻、柱在梁高范圍的c70混凝土，再澆筑梁、板混凝土。梁柱節(jié)點在梁上靠近柱位置設置快易鋼板網(wǎng)隔離。  （4）梁高較大，采用分層澆筑，每層不超過500mm，且四周大梁混凝土要均勻澆筑，使下部滿堂架體均勻受荷。  （5）轉換層樓層面積約500m2，分為兩個施工區(qū)先后澆筑混凝土；在每個施工區(qū)，按照從一側向另一側的順序分層澆筑。這樣，縮短了同一位置前后澆筑混凝土的時間間隔，保證了混凝土的整體性。  5.2 大體積混凝土裂縫預防措施  （1）結合自密實混凝土要求，優(yōu)化配比，降低水化熱。  （2）采取有效的保溫措施，控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。大梁側模保留至少20d以上，其上鋪設土工布。  （3）及時進行澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為14d。  6 結語  綜上所述，高層建筑轉換層施工技術涉及方面，牽涉到力學、材料學、結構設計及工程管理學等多項學科，是一項極其復雜的系統(tǒng)工程。因此，做好施工方案的選擇和采用合理的施工技術非常重要，同時要加強施工過程的質量控制問題。這幾點處理不好，就會影響工期，不利于保證施工質量。  參考文獻  [1] 曾維湘，論高層建筑轉換層施工要點[j]河南建材，2010.06