高层建筑厚板转换层混凝土施工技术研究

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【摘要】在高层建筑施工中，上、下部结构之间存在着柱网、轴线交错甚至结构型式的不同，介于上、下部结构之间的转换层可以保证高层建筑的整体安全性，本文主要阐述高层建筑预应力混凝土厚板转换层浇筑的施工技术，提出了一整套可行的施工方案应用于该工程。

【关键词】高层建筑；转换层；浇筑；施工技术

【中图分类号】TU893 【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0171-01

随着高层建筑的快速发展为建筑施工技术带来新的挑战，高层建筑结构形式也日益大型化、复杂化。随着使用功能的变化，设置转换层己成为传递上下部结构荷载的重要手段，而上部结构荷载的增加，使得转换层的结构尺寸往往较大，这将给施工带来许多新的难度。因此对高层建筑转换层结构施工技术的研究，有着十分重要的工程意义。本文主要针对厚板预应力混凝土转换层的浇筑措施进行了研究，为现代预应力技术与厚板转换层结构合理应用的施工提供了可靠的保证措施。按转换层所实现的结构转换可分为3类：上、下层结构类型的转换；上、下层柱网轴线改变；同时转换结构形式和结构轴线位置。转换层的结构形式主要有梁式、桁架式、空腹析架式、箱式和板式。目前梁式转换层用得较为广泛。随着人民生活的改善，对建筑功能造型要求越来越高，同时要求转换结构形式和结构轴线位置会越来越多，所以板式转换形式也会发展较快。

一、高层建筑转换层结构形式及分类

1、转换层的布置形式：转换层按柱网的布置形式可分为以下两种:

（1）底部结构形式为大空间的转换层

底部数层结构形式设置为大空间在高大建筑中是最常见的情况，这时可有两种基本做法:①转换层结构跨越底层建筑平面的两端，把荷载传到底层结构的几个支撑点上，这一做法称为桥式结构。②转换层中部支撑在一个强劲的筒体上，四周向外悬挑，由此创造底部数层的大空间(层)，使之成为一个大商场、停车场、展览厅或者城市广场的一部分。

（2）外部形成大柱网的转换层

一般来说，对于筒中筒结构的建筑而言，其内筒结构布置从上到下不需作什么变化，需要进行结构布置转换的主要是外筒。外框筒为了布置大的入口，常常要求在下部楼层布置水平转换构件以在建筑底部扩大柱距、形成大的开间。此时，转换构件沿外框筒平面周边的柱列或角筒布置。外筒的转换主要通过转换梁(或墙梁)、转换析架、转换空腹析架、多梁转换、合柱以及转换拱等转换结构形式进行。

2、按结构功能，转换层可分为三类:①.上层和下层结构类型转换。多用于剪力墙结构和框架一剪力墙结构，它将上部剪力墙转换为下部的框架，以创造一个较大的内部自由空间。②上、下层的柱网、轴线改变。转换层上、下的结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，并常用于外框筒的下层形成较大的入口。③同时转换结构形式和结构轴线布置。即上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。

二、施工项目

高层住宅地面以上25层(不包括两层电梯机房和水箱间)，高度83.8米，建筑面积49300平方米，两层地下室，层高4m，地下二层为箱基，建筑功能为储藏室，地下一层为停车场，两层裙房，层高5.1m及4.0m，柱网尺寸分别为6*8.4m和7*8.4m，采用框剪结构，混凝土强度等级为C40，建筑功能为商场。二层以上是住宅标准层，层高2.9m，采用剪力墙结构(3～10层混凝土强度等级为C35，10层以上混凝土强度等级为C30)，以保证住户房间无梁无柱，使用方便。由于工程结构形式复杂，不仅转换层上下的结构形式不同，而且下部柱网轴线和上部楼层的轴线完全错开，因此在第三层采用预应力厚板转换层，厚板1.71m，混凝土强度等级为C45。

该工程采用预应力厚板转换层，它的优点是上下层轴网可以灵活布置。而对厚板施加预应力可以改善受力状况，抵抗大体积混凝土浇筑时水化热较大的影响，还可以降低板厚。厚板的厚度一般可取最大柱距的1/3～2/5，该设计中最大柱距为8.4m，由于采用了预应力转换厚板，提高了混凝土的抗冲切能力，所以厚板取值为1.71m，为柱距的1/4.9。该工程在厚板板面和板底配置了直线型预应力筋，以柱上板带为主施加有粘结预应力。

三、转换层混凝土施工技术

1、混凝土配合比的施工设计

由于转换板厚1.71m，根据要求可分两层浇筑，第一层浇筑600mm，第二层浇筑1110mm。对C45大体积混凝土结构，特别是第二层，水化热较高，因此在原材料的选择和配合比上做了研究，在掺加了粉煤灰和高效减水剂，以降低水化热。每立方混凝土中掺加73kgII级粉煤灰，使水化热能降低5℃左右，另在水泥中掺加UEA多功能外加剂。水泥采用525R普通硅酸盐水泥，碎石选用5～25mm的小碎石，含泥量小于1%，针片状含量小于15%，砂子选用细度模数在2.5以上中粗砂，含泥量小于2%。砂率0.37，实测坍落度160±2mm，混凝土配合比(kg)。

2、混凝土浇筑

（1）混凝土浇筑必须满足每层整体连续性的要求，浇筑时采用由转换板中心开始向两侧分的对称浇筑路线，一个施工段由现场搅拌配合泵送完成，另一个施工段由商品混凝上完成，考虑到两部分的施工速度，在总量上按1:1比例进行划分，商品混凝土供应与现场搅拌施工速度保持一致，这样才能使脚手架对称受力，不致产生偏压现象而发生侧向位移趋势。

（2）采用斜面分层，薄层浇筑，自然流淌，连续浇筑到顶的方法。分层厚度500mm，自然流淌坡度控制在1:3～1:5，经测算，建筑断面最大，浇筑厚度500mm时，约需混凝土80m3，按混凝土初凝时间12h计，满足要求。

（3）采用50或其他类型插入式振捣器振捣，钢筋密集区即墙、柱、梁相交处采用30插入式振捣器。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20～30秒，振捣间距不大于500mm振捣棒插入下一层50mm深，对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。振捣以表面水平不再显著下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

（4）泌水处理。泵送混凝土流动性大，泌水多，影响混凝土密实性和结构的整体性，在板四周侧模的底部、上口开设排水孔，使多余的水从孔中自然排出。

3、混凝土分层浇筑界面及表面处理

混凝土浇筑结束后静停lh，待混凝土面泌水渗出后，在模板面上钻孔排水泌水，用30～60mm碎石作为石笋铺放在混凝土表面的水泥浆中；大小粒径碎石，应一半埋入水泥浆中，一半露在外面，作石笋的碎石要经过筛选水洗。600mm厚混凝土浇筑前按设计要求绑扎好Φ16@500的锚筋。另有纵横每隔700mm布置马凳中25钢筋支架。支架及锚拉筋将上、下层混凝土拉结在一起，增强了抗剪能力。大体积混凝土泵送，表面水泥浆较厚，浇筑后做了处理。在初凝前1～2h先用长刮尺按标高刮平。在终凝以前再用铁滚筒碾压数遍，以闭合收缩裂缝。

四、结束语

工程采用分层浇筑时，分层界面采用抗剪筋和另加碎石方法增加混凝土的抗剪能力，满足要求，经观察没有任何问题。C45大体积混凝土结构水泥含量高，浇筑后水泥水化热大，因此在原材料的选择和配合比上采用双掺技术。浇筑采用斜面薄层推进，一次到顶，平面上分两工作面从中间向四周对称推进浇筑也是较合理的，实际工程的应用实例证明本文采取的措施是切实可行的。

参考文献：

[1]李霖.厚混凝土整板结构转换层施工技术[J]．施工技术，1996．

[2]罗国强，罗刚．建筑施工中的结构问题[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]叶琳昌，沈义．大体积混凝上施工[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004.