刍议高层建筑转换层施工技术及其质量管理
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摘要：随着技术的不断进步，各种转换结构形式被充分利用在各类高层建筑中，通过建筑和结构的合理设计，无论从力学性能上，还是经济实用上，对保证建筑物的安全使用功能和提高建筑物的经济实用价值，都有着积极的意义。结构转换层是一个高层建筑物中不同结构形式相连接的关节点，它既是下部结构的封顶，更是上部结构的“空中基础”，起着上承下传的重要作用。其结构形式复杂，施工难度较大，因此，如何从施工技术上和管理措施上周密而合理地组织好施工，对确保结构转换层的质量以及整个高层建筑结构主体质量至关重要。
关键词：转换层施工、结构特点、质量管理
1高层建筑结构转换层的形式、作用和特点
1.1 结构转换层的形式
若按使用材料分，一般分为混凝土结构、钢结构两类，其中以混凝土结构最多；若按承受荷载的方式分类，一般有梁式转换、墙式转换、桁架式转换、箱型式转换、斜柱式转换、拱式转换等。目前，我国的高层建筑中，以使用梁式转换结构最为普遍。
1.2 结构转换层的作用
通过结构转换层，将下部楼层的大跨度、大空间框架结构，转换为上部楼层的小跨度、小空间框架结构或其他结构形式，并改变(转换)上下部楼层的柱网和轴线尺寸。
1.3 结构转换层的特点
归纳而言，可用“大、重、密”概括之。
“大”主要是指混凝土框架梁的截面尺寸大、跨度大。目前，高层建筑转换层混凝土框架梁的常用截面截面宽度一般为500mm ～ 2500mm，高度为900mm ～ 40OOmm，梁的跨度在6000mm及以上。
“重”转换层主、次梁要直接承受上部结构的巨大竖向荷载，并传递到框架柱上，由于转换结构构件的截面尺寸原因，其体形庞大，混凝土浇筑量多，形成转换层结构厚重无比，仅单体构件自身重量至少在6.75吨以上。
“密”由于转换层的主、次梁较多，纵、横向交错贯穿，其配置的钢筋规格和钢筋数量就特别多，造成钢筋密集重叠，眼花缭乱，模板系统和支撑系统也随之成为错综复杂的结构体系。
2转换层施工质量管理要点
由于转换层的“大、重、密”特点，使施工难度增大，稍有不慎，就可能造成模板变形、钢筋错位、混凝土漏浆等质量问题，甚至发生支撑系统失稳，酿成坍塌事故。因此，在进行转换层施工时，必须严格从施工技术角度上，加强施工质量控制的管理。
在进行施工前，必须专门编制转换层施工方案，经过企业技术负责人审查批准，并严格按此方案组织施工。该方案主要应包括的内容有：转换层结构概况；转换层自重、施工荷载及传递方式；支撑系统的设计、验算及施工方案(包括重要部位大样图)；模板系统的设计、验算及施工方案(包括重要部位大样图)；钢筋工程的施工方案(包括密集处节点大样图)；混凝土(含大体积混凝土)的施工配合比设计及浇筑方案（包括混凝土的浇筑份量、浇筑速度、供应方式）；施工质量控制措施和安全保障措施等。
施工项目部必须建立健全有关技术和质量管理制度，责任到人，认真实施。这些管理制度包括：转换层施工方案的审批制度；分项工程施工前的技术交底制度；分项工程施工后的检查验收制度；混凝土的浇筑许可制度；进场材料的检查验收和加工试（焊）件的见证取样送检制度等。
混凝土浇筑前，必须由项目技术负责人组织相关工程技术人员，对模板系统、支撑系统、钢筋安装以及水泥、砂、石、外加剂、焊接件等，进行全面细致的检查，认定符合要求并签发必要的许可手续后，再经建设、设计、监理、施工、质监等部门共同验收合格，方能进行混凝土浇筑。
必须加强施工质量的过程控制，特别是支撑系统的巡视检查和加固处理，应作为转换层施工的一个关键部位，对其进行严格的监控，确保支撑系统的承载能力和安全稳定性，同时，确保模板系统的可靠性(不变形)和严密性(不漏浆)。
结合梁内钢筋密集的特点，针对钢筋的连接和安装等工序，应尽量采用新技术、新工艺，（如闪光对焊箍筋、塑料混凝土保护层垫块）确保钢筋规格、数量、位置的准确性。
3支撑系统搭设质量保证
转换层施工中，荷载要合理分摊。由于转换层施工中荷载很大，单凭转换层下一层的框架梁板来承受此荷载显然是不够的。因此，一般采取多层框架梁板来承担转换梁板荷载的方式，即：将转换层荷载分摊到下部几层楼的框架梁板上共同承担，形成由下至上的层层连续支撑系统，确保转换层荷载（含施工荷载）的合理分摊。
转换层以下第二层支撑系统，在进行该层钢筋混凝土结构施工时，按计算要求搭设支撑。当梁、板混凝土浇筑完成，混凝土强度达到75%设计强度后，拆模时，只将梁、板底模的部分支撑松掉，边拆除梁、板底模，边将原支撑归位顶紧固定。若有缝隙未顶紧，可用木楔顶紧，使该层支撑系统保持原有工作状态不变，以便上层荷载能通过支撑系统传递到下面楼层的框架梁、板上。
转换层以下第一层支撑系统搭设要求与前述相同，但当钢筋混凝土结构施工完成后，支撑系统及梁、板底模均不得松动，保持原有状态。
框架主梁及特殊部位次梁的支撑搭设要求：
（1）立杆搭设：双排立杆(沿梁两侧各一排)沿梁长方向搭设，立杆纵向(沿梁长方向)间距以计算决定，立杆横向间距为梁宽度再加500mm(即：梁截面宽度＋2×250mm)。
（2）水平杆搭设：水平小横杆垂直于梁长方向塔设，最上层水平小横杆置于梁底模板下、直接承担梁的荷载，下层各水平杆步距≤l1OOmm，水平扫地杆距楼面≤150mm；水平大横杆沿梁长方向搭设，其水平步距与水平小横杆相同。
必要时，除按上述方案搭设支撑架外，还应在梁底的中间部位，沿梁长方向增设一排或二排立杆，其间距与梁两侧立杆纵向间距相同。该排立杆上端顶住或二排梁底模板，并用木对口楔楔紧，下端置于楼面上；该排立杆上部须用纵向水平杆沿梁长向连通，该排立杆中部和下部同样采用纵向水平杆连通，并与其相交的横向水平杆牢固连接。
当梁的截面高度达到15O0mm或宽度达到7O0mm时，应在梁底部沿梁长方向增设二排立杆，其搭设方法同上。在梁底部沿梁长方向增设一(或二)排立杆的目的是，将主梁的部分荷截通过立杆直接传递到下层框架上，可大大减轻梁底模板下水平小横杆所承受的荷截；同时，由于这些立杆上端直接顶住梁底模板，从而有效控制了主梁的下挠。
当梁的跨度≥600Omm时，转换层主梁及特殊部位次梁除按上述方案搭设钢管支撑外，还可采取在梁的跨中部位同时增设砖墩支撑的方案，以减少梁在施工时的跨度。
框架次梁及板的支撑搭设。立杆纵、横向间距≤800mm，在塔设时，应注意与主梁的立杆间距相协调，以方便搭设，形成一个整体性支撑系统：水平杆步距≤l1OOmm，第一道水平扫地杆距楼面≤150mm，纵横向搭设，最上一道水平杆置于次梁底模或板底模下，直接承受次梁或板的荷载。
整个转换层主、次梁和板的支撑架要形成一个整体(系统)，为保证支撑系统的稳定性，应在每根主梁(及部分次粱)两侧的两排立杆上各设置一道剪刀撑；剪刀撑的斜杆与支撑架杆件之间至少应有3道连接。
在转换层支撑系统基本完成，梁、板的底模安装后，钢筋未安装前，应先进行转换层框架的混凝土施工。框架柱的混凝土浇筑高度应低于邻近主、次梁的梁底2OOmm左右；待框架柱的混凝土浇筑后，再安装梁的侧模和梁板的钢筋。这时，框架柱的混凝土已达到一定强度，这样可使整个支撑系统借助于框架柱作为支撑得以加强，更加稳定。
为防止扣件向下滑动，引起支撑系统竖向失稳，在梁底小横杆与梁两侧立杆连接相交处，梁底立杆及梁两侧立杆的上下杆件搭接处应分别设置双扣件预防滑动。
4 钢筋安装质量保证
转换层的主、次梁内的受拉区钢筋很密集，一般受拉钢筋多达20多根以上，钢筋的安装需作加强处理。以我公司施工的某高层建筑为例：主梁截面尺寸为800mm×1800mm，其受拉区内配有Φ28直径的钢筋多达3l根，分为四层布置，从底层起，每层钢筋数量分别为9根、9根、9根、4根，钢筋间水平间距只有40mm，上下间距不足30mm。对于梁内同一位置有多层钢筋时，为确保受力钢筋位置准确，摆放平直，骨架稳定，我们采用Φ28直径的短节钢筋作横向水平放置于两层钢筋之间，短节钢筋间距沿梁长方向每1000mm放置一根，同时，每层受力钢筋纵向之间，均用竖向短节钢筋隔开。
转换层梁底部钢筋的混凝土保护层厚度一般为25mm，其垫块可用预制C20以上的细石混凝土小方块作垫块；但对于截面高度在l200mm及以上的梁，由于其钢筋直径都在Φ25及以上，且根数又很多，因此钢筋骨架自重很大，细石混凝土垫块已难以承受其荷载。必须采用Φ14～Φ20直径，长度为1.4倍梁截面宽度的短节钢筋作垫块（或采用专用塑料混凝土保护层垫块），将此短节钢筋平放在底层纵向受力钢筋与底模板之间，并与纵向受力钢筋相交成约45角。
转换层主、次梁的上层承重结构柱、薄壁柱或剪力墙等，其结构钢筋必须插入转换层的梁、柱内，并与梁、柱内的钢筋焊牢固定，且在距楼面50mm处留出不少于三道的箍筋，以确保上部结构钢筋位置不偏移。
为确保板的上层钢筋不被踩踏移位，应纵横方向每间隔lm设置一个钢筋马凳以支撑上层钢筋，也可以利用ΦlO(或Φ12)直径的短节钢筋(长度为板厚)直立于板面并与上下层钢筋焊牢，纵横方向每间隔1m设置一根，以支撑上、下层钢筋，确保上、下层钢筋位置准确。
5混凝土浇筑质量保证由于转换层混凝土浇筑量大，且需连续浇筑，加之梁内钢筋密集，振捣困难，稍不注意容易造成混凝土不密实，甚至造成蜂窝、孔洞、露筋等质量问题。要尽量采用粗骨料粒径较小、坍落度较大、流动性较好的具有自密实特性的泵送预拌混凝土。
混凝土配合比设计，必须由具有相应设计资格的试验室在对施工现场使用的水泥、砂、石、外加剂等进行试(检)验的基础上，设计出混凝土配合比。为防止在浇筑中出现施工冷缝，要求在混凝土配合比中添加缓凝减水剂，如：木质磺酸钙或糖钙等混凝土外加剂，使混凝土终凝时间延缓至少3小时以上(具体延缓时间视具体工程而定)。对于泵送预拌混凝土，为有利于混凝土的泵送，还应添加诸如FDN―OR等高效减水剂。
混凝土浇筑速度设计应在浇筑混凝土前完成，主要根据工程所在地实际情况，混凝土浇筑量、供应方式(预伴混凝土或现场拌制混凝土)，现场搅拌机数量，混凝土拌制生产量，现场水平运输，垂直运输量或泵送量等。同时，还需根据气温及施工规范的有关要求等多种因素(工序环节)，确定混凝土浇筑的总时间(小时)，从而计算出混凝土的浇筑速度(m3／小时)。
混凝土浇筑方向及下料方法，混凝土浇筑采取从房屋一端的边梁开始浇筑，在边梁浇筑完成后再浇筑垂直于该边梁的其余各框架梁，浇筑长度至相邻轴线的框架柱暂停，再返回浇筑楼盖板混凝土，以此浇筑方法类推，向前平行推进，直至浇筑完成。在浇筑框架梁混凝土过程中，对于截面高度为180Omm的梁应采用4次下料浇筑，4次振捣，每次浇筑厚度≤50Omm的方法；相应地对于截面高度为120Omm的梁应采用3次下料，3次振捣的方法；以确保混凝土密实，不出现施工冷缝，并有利于减小梁侧模板承受的侧向压力。
浇筑混凝土时应连续进行，非特殊原因不得留置施工缝。因分层或分段浇筑造成间歇时，其间隙时间宜缩短，并应在前层(前段)混凝土凝结之前，将后层(后段)混凝土浇筑完毕。
由于转换层框架梁几乎都具有大体积混凝土的特征，在施工中除按上述要求满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等基本要求外，作为大体积混凝土施工，还必须严格控制温度变形裂缝的发生和扩展。主要有以下质量保证措施：
结束语
近几年来，我们在施工过程中，按照以上行之有效的质量控制措施，确保了各在建工程特别是高层建筑结构转换层的支撑系统牢固稳定，模板系统规整严密，钢筋位置准确，混凝土密实，构件几何尺寸准确，表面平整，横平竖直，线角顺直方正，不仅符合设计强度要求，满足施工质量验收规范、标准和强制性条文规定，而且，提高了工作效率，施工质量合格率达百分之百，经济效益和社会效益都得到了充分体现。