高层建筑转换层结构施工技术方案的应用

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The Application of Construction Plan for the Transition Floor in High-rise Construction

Zhang Changyou；周兆银 Zhou Zhaoyin

（Chongqing University of Science and Technology，Chongqing 401331，China）

摘要： 高层建筑转换层结构施工的关键是确定转换层的施工技术方案，基于对高层建筑转换层结构的施工技术方案应用实践，在施工中必须制定切实可行的施工技术方案，确保施工质量，取得了较好的效果。

Abstract: Construction plan is critical in construction of the transition floor in high-rise construction, and the paper expored construction plan for the transition floor in high-rise construction for fine quality and excellent effect in practical engineering.

关键词： 高层建筑 转换层结构 施工方案 应用效果

Key words: high-rise construction；transition ploor；construction plan；applying effect

中图分类号：TU71 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0100-02

0引言

随着高层建筑逐步向体型复杂、功能多样的综合性方向发展，同一座建筑中沿房屋高度方向建筑功能发生变化，下部楼层作餐馆、商店和文化娱乐设施，中层作为办公用房，上部楼层布置旅馆、住宅；不同用途的楼层需要采用不同形式的结构。由于高层建筑结构部楼层受力小，下部楼层受力很大，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多、柱网密，到上部逐渐减少墙、柱的数量，以扩大柱网。这样，建筑功能对空间的要求与结构的正常布置正好相反，为了满足建筑功能的要求，结构必须进行“反常规设计”，即将下部布置大空间，上部布置小空间；下部布置刚度小的框架柱，上部布置刚度大的剪力墙，转换层将上部剪力墙转换为下部框架，以创造一个较大的内部自由空间，实现这种结构布置，须在结构转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构。本文结合工程实例，结合对高层建筑转换层结构的施工技术实践，针对大体积混凝土施工技术要求高，转换层结构施工难度大的问题，系统介绍了高层建筑转换层结构的施工工艺及技术要点，以完善高层建筑转换层结构施工工艺，在高层建筑转换层结构施工中的关键是确定转换层的施工技术方案，在施工中必须制定切实可行的施工技术方案，才能确保转换层结构施工质量。

1转换层结构施工技术方案的制定原则

由于转换层结构的跨度和承受的竖向荷载均很大，致使转换层结构的截面尺寸不可避免地高而大。其施工特点有：连续施工强度大，施工过程复杂；结构整体性要求高，一般不留施工缝，要求整体浇筑；结构体积大，水泥水化热温度应力大，要预防混凝土早期开裂等。 在确定施工方案时应考虑以下几个原则：

1．1 针对转换层的自重和施工荷载较大的特点，应进行模板支撑体系的设计。

1．2 为防止新浇混凝土的温度裂缝，对大体积转换层，混凝土施工时应采取措施减小混凝土水化热。

1．3 针对钢筋骨架的高度大，配筋多，转换层的跨度和承受的荷载大的情况，施工时应采取措施，保证便于钢筋的布置和钢筋骨架的稳定。

1．4 设置模板支撑系统后，应对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。

2工程应用实例

2．1 工程概况该工程位于重庆市江北，是一座多功能的综合大厦，平面呈L形，长边142m，宽21m；短边76m，宽24m，高层塔楼位于L形建筑的转角处，大厦地上39层，地下2层，西裙楼为9层，东裙楼为9层和7层，总高度131m。裙楼采用钢筋混凝土框架结构，塔楼采用剪力墙结构，第八层为框架一剪力墙结构体系的转换层。转换梁截面尺寸：1．0m×2.8m、l.0m×2.5m。

2．2 转换层结构施工技术方案的制定

2．2．1 转换层模板的支撑系统转换层的混凝土自重以及施工荷载是非常大的，因此，确定转换层底模板的支撑系统是转换层施工的关键。转换梁模板支撑系统如图1所示，采用直径48×3.5标准钢管搭设模板支撑系统，钢管支撑只考虑承受第一次浇筑的混凝土自重及施工荷载。根据计算必须用第八层以下两层的支撑传递至下面两层的楼盖系统承担。要求第七、八层顶板混凝土浇筑后，梁板支撑模板均不能拆除。支撑体系立杆间距为500mm，大横杆步距不大于1000mm，梁下小立杆间距250mm，在靠近杆顶和杆脚处，各用水平连杆双向拉固，剪刀撑设置在梁两侧的立杆垂直面上。立杆下采用通长铺设200mm×50mm木枋配钢垫板，整个支撑架按满堂脚手架的要求搭设。

梁模板采用18mm厚胶合板作模板，梁背枋采用50mm×l00mm木枋配对拉螺栓用标准钢管固定。背枋间距500mm，螺栓间距：水平500mm，竖向400mm。梁模板安装时，要求按0．25％L起拱（L为梁的最大跨度）。

2．2．2 转换层钢筋工程正确地翻样和下料，合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。①钢筋翻样和下料。之前必须弄清设计意图，熟悉设计文件，掌握有关规定。翻样时处理好钢筋之间的穿插避让关系，确定制作尺寸和绑扎顺序。②全部采用锥螺纹接头连接、冷挤压套筒连接转换层结构主筋，为解决钢筋旋转的困难，对两端做弯头的钢筋采用可调伸螺纹接头。③当转换梁高度或转换板厚度较大时，在转换梁两侧搭设双排脚手架，如图2所示，铺设第1层（底层）钢筋后，从第2层钢筋开始，在每跨梁内用2根短钢管找好标高，扣接在两侧脚手架上，作为钢筋的临时支托，校正钢筋位置焊好支架后，撤去短钢管。按此次序自下而上逐层放好水平钢筋及圆洞暗环梁钢筋，绑好箍筋及“S”钩。

2．3．3 转换层混凝土施工施工时应注意叠合面的处理，必要时在叠合面处采取特殊的构造处理，以保证不降低转换层。同时应进行施工承载力验算。在确定本工程施工方案时考虑到第八层楼板无法承受上部转换梁自重和施工荷载，需设置多层满堂钢管支撑体系。为减轻支撑的负荷，利用迭合梁原理，将转换梁分三层浇捣如图3所示，利用第一次形成的钢筋混凝土梁、柱作为传力系统与钢管支撑体系共同分担上部混凝土及施工荷载，以减少楼板的压力。

第一次或第二次混凝土浇筑高度应比要求稍高50mm。在第一次或第二次混凝土浇筑后用高压水冲刷施工缝，将积淀物冲刷掉。施工缝应严格按施工验收规范施工，且施工缝处事先必须设附加插筋，以增强抵抗剪切力的能力，预留7根HRB335直径25的钢筋，纵向间距500mm，钢筋长度600mm。在大跨度超高度转换梁及转换厚板（大体积混凝土）施工时，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。在施工中采取了以下措施：

①在大体积混凝土组织施工前，首先应按下式计算每小时需要浇筑混凝土的数量即浇筑速度：V=BLH/（t1-t2）（m3/h）

式中V――每小时混凝土浇筑量（m3/h）；B、L、H――分别为浇筑层的宽度、长度、厚度（m）；tl――混凝土初凝时间（h）；t2――混凝土运输时间（h）。

根据混凝土的浇筑量，计算所需要运输工具和振动器的数量，并据此拟定浇筑方案和进行劳动组织。

②根据大体积混凝土施工气候及现场条件，模拟计算整个施工中的温度状况，对混凝土浇筑后一个月内的各部位温度的变化进行观察，掌握其规律，为大体积混凝土的施工提供科学的预测分析和依据。

③大体积混凝土施工时，控制混凝土表面与混凝土内部温度差小于25℃，工程中可应采取以下措施：1）常规保温法。降温阶段以保温为主，升温阶段以保湿为主；2）内降外保法，即通水冷却降温，减少混凝土表面与混凝土内部的温差，然后在表面及底面采取保湿措施；3）蓄水养护法，即在混凝土初凝后先洒水养护2h，随后进行蓄水养护，蓄水高度一般为100mm。

④采取下列措施选用水泥：1）优先选用火山灰硅酸盐水泥或水化热低的矿渣硅酸盐水泥；2）为减少水泥用量，相应降低水化热，可掺用沸石粉代替部分水泥；3）掺入减水剂，使混凝土缓凝，推迟水化热峰值的出现，使升温延长，降低水化热峰值。

⑤在施工方法上可采取下列措施：1）采取先施工转换结构周围结构或墙体，防止混凝土表面散热过快，内外温差过大；2）在夏季高温气候施工时，采用冰水搅拌，以降低混凝土的入模温度；3）采用分层施工，每层厚300～500mm，连续浇筑，并在前一层混凝土初凝之前，将后一层混凝土浇筑完毕；4）采用叠合梁原理，将转换结构按叠合构件施工，避免大体积混凝土水化热高、温度应力过大对控制裂缝的不利影响。

3高层建筑转换层结构施工的几点建议

通过对高层建筑转换层结构施工技术方案的应用实践，提出以下施工建议：

3．1 对截面尺寸较大的转换构件宜按大体积混凝土组织施工。在进行转换结构截面承载力计算和挠度验算时，还需考虑转换结构混凝土徐变、收缩的影响及大体积混凝土的水化热问题。在选用水泥方面和施工方法上，应采取防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度的措施。

3．2 转换结构的自重以及施工荷载较大，必须对其模板支撑方案进行设计以保证支撑系统有足够的强度和稳定性。搭设支撑时，要求上、下层支撑在同一位置，以保证荷载的正确传递。同时应确定合理的拆除支撑的次序，使施工阶段结构受力合理。

3．3 当转换结构下层空间高度较大，难以设置脚手架支撑时，可采用下列措施：

3．3．1 转换结构采用内埋型钢（或钢结构）的办法，型钢（或钢结构）可用来支承浇捣混凝土时所需的模扳和脚手架，以确保模扳和脚手架发生移动。

3．3．2 采用叠合梁原理将转换梁（板）混凝土分两次浇筑，即采用一次形成的钢筋混凝土梁（扳）支承第二次浇筑的混凝土和施工荷载，形成叠合梁（板），以解决大梁（厚板）的施工荷载的传递问题。为保证第一次浇筑混凝土梁（板）和第二次浇筑混凝土叠合面的抗剪承载力，将施工缝做成齿槽。

3．4 设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应对转换梁（或转换厚板）及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。结构设计时，应综合考虑转换结构的施工支模方案，建立符合实际的力学分析模式，达到设计和施工的统一。

4结束语

由于转换层结构整体性要求高，施工过程十分复杂，增加了施工过程中的难度。结合转换层结构施工的特点，施工中制定了切实可行的施工技术方案，将模板支撑、浇捣混凝土、大体积混凝土的水化热问题。在选用水泥方面和施工方案上，采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的措施，取得了较好的效果。

参考文献：

[1]陈洽阳，许桂森.高层建筑板式转换层施工技术[J].建筑施工,2002,(3).

[2]邓琼秋，李剑.高层建筑厚板转换层混凝土施工技术研究[J].大众科技,2006,(5).

[3]侯景鹏，熊杰，袁勇.大体积混凝土温度控制与现场监测[J].混凝土,2004,(5).