高层建筑梁式转换层施工控制

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【摘 要 】文章结合工程实例,从施工方案的优化设计、模板支撑体系的选择与构造、钢筋工程、混凝土工程、后浇带施工等方面探讨了梁式转换层的施工技术措施；该工程转换层的成功实施,对今后的类似工程有一定的借鉴意义.

【关健词】高层建筑；梁式转换层；钢筋工程；混凝土工程；后浇带施工

1.工程概况

江苏某广场工程位于城市中心地带,总建筑面积约1.9万,由4座住宅及商业裙房组成,该楼设计为地下1层,地上31层,主体结构采用框支剪力墙结构体系,梁式结构转换层设在主体结构3层,转换层层高5.6m,结构标高为+15.040m.转换梁的截面尺寸主要有800×1800,1000×1800,1200×2000等,板厚为200,框支柱最大尺寸为1200×2400.转换层墙柱及梁板混凝土强度等级均为c50.以上数据表明在结构设计上对该层做了特别加强,说明了结构转换层的重要性,因此,保证该转换层施工质量是本工程施工的重要环节.

2.转换层结构设计优化

鉴于转换层施工难度较大,为保证施工质量,经过同建设、监理和设计单位协商,从结构设计的角度采取以下优化方案.

2.1 为尽可能降低水化热,减少混凝土的水泥用量,混凝土强度c50按45d强度进行设计.

2.2 优化框支梁柱钢筋,绘制框支节点详图,包括框支梁及柱位置关系、框支柱纵筋及箍筋定位、框支梁纵筋定位（如图1）,使框支柱内钢筋和梁钢筋能协调配置,确保节点区混凝土有足够的浇筑空间.

2.3 为降低在梁侧保护层内出现裂缝的可能性,梁保护层厚度超过40mm时,在梁侧及角节点保护层内增加Φ6构造钢筋网片.

3.转换层施工技术控制

3.1 模板工程及支撑体系

3.1.1 模板支撑体系选择

为了保证模板及其支架具有足够的承载力、刚度和稳定性,模板支撑系统采用Φ48×3.5扣件式钢管满堂脚手架,梁底模板采用双层1830×915×18mm胶合板模板,主龙骨采用70×150木枋,次龙骨采用50×80木枋,通过立杆顶端设置可调托座调整模板支撑高度.

3.1.2 转换层模板支撑体系

框支梁底纵向次龙骨设50mm×80mm 木枋,间距200mm,梁底主龙骨70×150木枋,立杆间距400mm×500mm；转换层板底纵向次龙骨设50mm×80mm 木方,间距250mm,板底主龙骨设2×50mm×80mm 方木,间距1000mm×1000mm.梁、板纵横向水平拉杆统一协调设置,不少于4道,步距不超过1200mm.支撑体系剖面图如图2所示.

梁侧模板同样采用18mm厚胶合板模板,梁侧横楞50mm×80mm木枋间距400mm,竖楞采用Φ48钢管,Φ12对拉螺杆间距400～600mm.转换梁对拉螺杆采用一次性螺杆,与混凝土浇筑成整体,避免因螺杆洞周边应力集中,导致出现梁侧裂缝.整个支撑体系四周及转换梁两侧均合理设置竖向、水平剪刀撑,确保支撑体系的整体稳定性.转换层施工时框支梁最大垂直荷载68.7KN/,远远超过结构承载能力为12.0 KN/,因此必须将转换梁荷载垂直荷载要有效传递到地下室底板,才能保证施工安全.为此,在地下室、第1、2层框支梁范围下梁板均用φ48mm×3.5mm钢管搭设双向间距500mm 支撑架,并弹线使上、下三层顶杆相对应,下层顶杆用可调顶托顶牢3层结构,上层顶杆下垫40mm×80mm方木,以便将转换层荷载可靠传递到基础,确保支撑系统和结构的安全.转换层楼板荷载12.40 KN/,接近结构承载能力为12.0 KN/,考虑到转换层施工时间较长,且与下层混凝土浇筑时间间隔较长（跨越春节放假期间）,浇筑转换层混凝土时,按施工时气温,下层混凝土已基本达到设计强度标准值.通过验算,转换层板下竖向支撑对应保持2层模板支撑,已足够承受转换层板施工的荷载.

3.1.3 模板支撑的构造措施和安全管理

（1）模板支架立杆的构造应符合下列要求：

每根立杆底部应设置长度不少于两跨,50mm 厚的木垫板；按脚手架搭设要求设置纵、横向扫地杆,立杆步距不得大于1.5m,并应设置纵横向水平拉杆；立杆接长优先采用对接接长的方式.若顶部立杆采用搭接接长,每根立杆的允许荷载应以单个扣件的抗滑力8KN为宜,搭接长度不少于1m,并采用三个旋转扣件固定；支架立杆应竖直设置,2m高度的垂直允许偏差为15mm.

（2）模板支架的加强措施

由于泵送混凝土产生的侧压力较大,须设置斜撑.为防止斜撑滑移,在裙楼顶板周边埋设350mm长的短钢管,每3-5跨设置一根,与扫地水平杆扣接,斜撑与水平钢管扣接.

（3）安全管理

有了较为完善的模板施工方案,还应在搭设模板支架过程中加强中间检查,验收合格后方可进入下道工序；明确支摸施工现场安全责任人,负责施工全过程的安全管理工作.在支摸搭设、拆除和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底；支摸搭设、拆除和混凝土浇筑期间,无关人员不得进入支摸底下,并由安全员在现场监护；混凝土浇筑时,派安全员专职观察模板及其支摸系统的变形情况,发现异常现象时应立即暂停施工,迅速疏散人员,待排除险情并经施工现场安全负责人检查同意后方可复工.

3.2 钢筋工程

框支柱、框支梁主筋采用Φ32、36Ⅲ级钢筋,钢筋数量多,箍筋间距小,梁柱节点钢筋密集,施工难度大,施工前应合理安排,确保框支节点可靠性.

3.2.1 框支柱钢筋

为保证框支柱纵筋保护层厚度及钢筋正确位置,从基础顶插筋开始,框支柱纵筋就按照框支节点详图中定位箍尺寸进行箍筋下料,并应沿层高方向设置三个定位箍,第一道应在柱底50mm处,最后一道在框支梁梁底,中间设置一道.纵筋按节点详图中定位尺寸进行设置,纵筋外皮和箍筋内表面要尽量重合.框支柱纵筋在转换层梁板内锚固,其纵筋水平段可以不伸至梁顶再弯折,应置于框支梁上部纵筋最下排钢筋之下,其位置与框支梁纵筋平行,且尽量位于同一垂直面上.个别框支柱设芯柱的,其芯柱每边纵筋应和同方向框支柱纵筋在一直线上,纵筋直锚入转换层板内,不做水平弯锚,箍筋在转换梁内可不设.

3.2.2 框支梁钢筋

梁底模安装完,遵照图纸对钢筋进行排布,并划出钢筋布置线,并放置梁筋保护层垫块.梁底纵筋采用高标号的细石砼垫块（防止压碎）,间距600mm,梁底垫块应提前1个月制作好.转换梁钢筋在柱中采用插空放置,同方向框支梁钢筋须上下兼顾,让尽可能多钢筋拉通,不得在节点处截断锚固.大部分纵筋应紧靠柱筋内侧,和柱箍筋位于同一垂直面上.梁下部钢筋和上部钢筋在同一跟梁内应位于同一垂直面上,不得交错放置.框支梁箍筋应严格按照支节点详图定位箍尺寸进行下料,沿梁跨方向每跨设置三个定位箍,定位箍采用焊接.纵筋按节点详图中定位尺寸进行设置,纵筋外皮和箍筋内表面尽量重合.两向转换梁（含框支梁）交叉处,X向转换梁上排钢筋均放在Y向转换梁上排钢筋之上.非框架梁及转换梁（ZHL）,当其端部和框架柱或剪力墙相连时,此端构造要求（箍筋加密,钢筋锚固等）要求同框架梁和框支梁,转换梁支座为框支梁时,转换梁纵筋在框支梁内锚固要求参照一级 WKL做法,锚至框支梁底即可.

3.2.3 钢筋接头

根据设计要求,直径大于20的纵筋均采用直螺纹套筒连接.框支柱芯柱、剪力墙纵筋及转换梁纵筋采用标准型接头,安装时先用工作扳手将连接套与一端钢筋拧到位,再将另一端钢筋也拧到位.框支柱在转换层锚固的纵筋采用活连接型接头,安装时先将纵筋水平段摆正位置,使其位置与框支梁纵筋平行,且尽量位于同一垂直面上,然后对两端钢筋向连接套方向加力,使连接套与两端钢筋丝头挂上扣,然后旋转连接套,并到位拧紧.

3.3 混凝土工程

3.3.1 转换层混凝土施工流程

转换层砼施工采取二次浇筑方案,先浇筑墙柱混凝土至梁底位置,梁板钢筋安装完毕再浇筑梁混凝土,待浇筑至板底时与楼板一起浇筑.施工过程中应严格控制浇筑时间间隔,避免出现冷缝.施工流水段留在后浇带处,施工流水段内不再留施工缝.

砼采用商品砼浇筑,采用二台输送泵同时浇筑,二台输送泵同时沿短边从一端向另一端平行推移浇筑.

3.3.2 混凝土施工

转换层墙、柱、梁、板均采用c50商品混凝土,要求掺缓凝型泵送剂,水泥采用普通硅酸盐水泥,砼坍落度控制在160～220mm,施工前应根据混凝土浇筑量、工期、构件特点、泵送能力等确定砼的初凝时间、布料方法,确保浇筑顺利.转换层混凝土施工,因转换梁钢筋较密,特别是交叉梁处和柱头处钢筋更密,混凝土落料困难,浇筑前一天应安排专人进行振捣点标记,并用振动棒试振,个别钢筋密集的部位可打入Φ48钢管撑开钢筋,确保有4个以上振捣点能够贯通便于振捣.浇筑混凝土所采用振动棒直径主要为Φ50mm,用直径Φ30mm振动棒配合.根据本工程特点,转换梁混凝土采用斜面分层浇筑,每层厚度不超过50cm.浇筑时分段定点,相同坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶,保证上层砼送盖住已浇好的砼,上下层砼之间浇筑间隙不超过3h.

3.3.3 后浇带施工

本工程后浇带贯穿转换梁,为避免混凝土流入后浇带,后浇带处梁侧模单独设置,待后浇带钢板网安装完再封模,后浇带内填满中粗砂并灌水密实.混凝土浇筑完,再将砂子清理干净即可.

3.4 混凝土裂缝控制

本工程转换梁属于大体积混凝土施工,大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失,蓄热于内部,使温度升高较大,容易产生由温度引起的裂缝,应采取相应技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制好裂缝的开展.以满足转换梁浇筑的需要.

3.4.1 原材料选择及配合比

选用低水化热525矿渣硅酸盐水泥,该水泥7d的水化热为274KJ/kg.优化砂石级配,粗骨料选用20～40mm 级配合理的碎石,细骨料选用细度模数为3.11的中砂,质量符合有关要求掺入高效减水剂和缓凝剂等改善混凝土的和易性,使混凝土在6～8h内才能达到初凝,延长上层和下层浇筑的时间.为尽可能降低水化热,掺入10%的一级粉煤灰,减少混凝土的水泥用量,在设计许可的情况下,采用混凝土60d强度作为设计强度.

3.4.2 混凝土施工

混凝土应振捣密实,注意掌握好振动时间（一般为15～20s）,应视混凝土表面呈水平不再下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准.分层浇筑应注意上层混凝土振捣时将振动棒插入下层混凝土50mm以上,以保证上、下层混凝土结合紧密,减少混凝土内部裂缝产生.为防止混凝土表面沁水出现干缩裂缝,在混凝土表面开始收水时用木抹子反复搓平压实,以提高混凝土表面的密实度.

3.4.3 混凝土养护

混凝土浇筑完毕应采用塑料薄膜密封养护,防止混凝土脱水龟裂.并加盖1层湿草袋,有效地控制混凝土内部和表面的温差,以及混凝土表面和大气的温差,从而防止砼因温差应力而产生的裂缝.一般混凝土浇筑完毕,第三、四天为升温的高峰,其后逐渐降温,保温材料的拆除以7d时间为妥,降温速度不宜过快,以防温差应力产生裂缝.

4.结语

经过采取一系列的深化设计和安全技术保障措施后,4栋塔楼转换层施工中均未出现重大安全和质量事故,转换层混凝土外光内实,观感质量良好,也未出现明显有害裂缝,最终施工取得了良好的效果.　

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