某高层结构转换层的施工技术和质量控制探讨

力 胜

高层住宅的结构转换层是一个住宅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,又是上部结构的“空中基础”,在整个建筑物结构体系中起着至关重要的连接纽带作用。为此,本文结合我局在渝经济适用房项目“渝铁◦九龙苑”转换层施工技术及质量控制问题与同行们进行交流与探讨。

1 工程概述

渝铁◦九龙苑经济适用房项目建设用地面积3 691 m2,总建筑面积16 668.81 m2。为1幢高层住宅,地下2层,其中-2层为消防水池及配电房,-1层为车库及物管用房,本工程建筑高度70.20 m,结构形式为框支剪力墙结构。工程等级为一级,该工程-1层(-0.3 m)为结构转换层,层高为4.5 m,转换层大梁最大截面尺寸b×h=600×2 050,转换层楼板厚度为180 mm,转换层为长方形,重要主次梁为品字形,面积为1 089 m2,混凝土强度等级为C45。钢筋最大直径为32,梁的箍筋直径采用了18。根据施工进度安排,转换层的施工正处于炎热夏季,最高温度42℃,最低温度28℃,每天平均温差达14℃。

2 施工方案的选择

本项目转换层采用一次性支模浇筑混凝土成型的施工方法,施工速度快,混凝土整体性好,但需置备大量的模板支撑材料,材料的租赁费或一次购置费太多,而且在施工时要求支撑架立柱每层上下严格对齐,施工难度太大。由于转换层主次梁断面大,且主次梁多为深梁,混凝土浇筑量大,要求梁板混凝土连续浇筑,保证混凝土在浇筑过程中的连续性和密实性,确保支撑系统的承载力、稳定性、安全可靠性,控制好梁板混凝土水化过程中内外温差不大于25℃,减小了温度应力过大对控制裂缝的不利影响,较好地解决了转换层施工的材料投入及温度裂缝控制等难题。

通过计算分析比较,并征得建设单位、设计单位和监理单位同意,我们决定采用转换层柱、梁、板混凝土连续浇筑,不得留设施工缝的施工方案,整个转换层支撑架采用满堂整体脚手架方式,用纵横方向的横杆将框架梁、大梁、次梁、模板支撑架连接贯通,以增加整个支撑系统的整体稳定性,-2层所搭设的梁、模板、脚手架不能拆除,并在-2层采取局部加固办法,用于承受转换层传到-2层梁、板上的荷载。

3 施工顺序

施工方案确定后,我们对整个施工过程进行了严格的排序,根据本工程的具体情况和钢管脚手架的特点,先转换层下部框支柱混凝土浇筑至梁底,转换层搭设工序为先KZL,KL,再DL,后XL,CL,最后再搭设板支撑架,即先按要求搭设完梁下的支撑架,再在梁与梁间板下按要求搭设板的支撑架。在搭设板支撑架时,必须用钢管将梁、板支撑架牢固相连,以确保梁、板支撑架的整体稳定性。

4 质量控制要点

1)转换层结构自重及施工荷载大,支模难度大。2)转换板混凝土强度等级较高,且混凝土施工期间正处8月～9月高温期间,水化热控制及收缩,温度裂缝控制难度大。3)采用较大直径HRB400级钢筋且板筋层数较多,板筋与梁筋交错布置,钢筋连接及钢筋绑扎难度大。针对这三方面的困难,我们对模板支设、混凝土浇筑及钢筋绑扎等施工环节严格控制,确保了质量和速度。

5 模板支设及质量控制

1)模板支架方案:梁高H=2 250,2 050,1 700,1 600的大梁,支撑立杆按间距为500(梁长方向)×650(梁宽方向)进行搭设,大、小横杆步距为1 200 mm;梁高 H=1 200 mm的大梁,支撑竖杆按间距为700(梁长方向)×900(梁宽方向)进行搭设,横杆步距为1 200 mm;梁高为500,600,700的梁,支撑竖杆按800(梁长方向)×1 000(梁宽方向)搭设,大、小横杆步距为 1 200 mm。现浇板支撑按1 200×1 200进行搭设,大、小横杆步距为1 200。2)模板支设质量保证措施。为确保支模质量,在施工中我们采取多种措施:a.模板支撑前弹好轴线及柱、墙边线、洞口位置,在钢筋或钢管上定好标高,柱、墙底部焊好钢筋限位,并经技术复核无误,做好记录,按翻样图进行施工。b.墙、柱、梁模板支撑前刷好脱模剂,板模可在铺设完成后刷脱模剂。c.平台板模板楞木选用50 mm×100 mm的方木,间距控制在400 mm左右,方木两侧平面刨光轧平,使其端面一致,确保平台平整度。方木设置时,接头应相互错开。d.墙板模板拼缝处垂直围檩按居中布置,以防止该部位炸模及漏浆;梁模横向围檩设置视梁高度而定,但必须保证其梁断面尺寸并与排架支撑连接牢固。e.每个楼层支模先撑柱、墙、梁模板,后撑平板。拼缝及接缝必须严密,平台模板铺设不到模板模数时,采用夹板镶嵌严密,防止漏浆。f.处理好柱、墙与梁,墙、梁与板部位及节点的搭接接头,一定要严密、平齐,以保证其混凝土表面平整,线角清晰。g.预留洞模必须设好对角撑和必要数量的水平撑,避免预留洞的位移及变形。h.墙、柱模的垂直度用线锤或经纬仪来控制,外墙大角垂直度利用设置的预留孔用铅垂仪来控制。i.楼梯支撑时,除保证其楼梯段尺寸,楼梯梁面标高不出差错外,要防止梯段底模板进墙。整个楼层支撑完毕后,对模板的标高、轴线、垂直度、平整度、截面尺寸、预留洞、预埋件等一次全面复核,并作好记录。j.模板的设置做到严格控制方木、横杆、立杆的间距,按规范要求设置剪刀撑,立杆下必须设置垫板。k.对-1层模板进行加固,按规范要求设置横杆、立杆、剪刀撑、扫地杆等,以利荷载的传递,尤其是转换梁部分。l.按要求设置周边立杆部分支撑于人防顶板或基底,基底支撑必须牢固。

6 大体积混凝土的施工及其质量控制

1)混凝土中心实际温升计算方法比较。本工程采用两种方法计算混凝土中心部位的温升,方法一是根据实测数据推导水化热总量;方法二的水化热总量则直接根据水泥类型和强度等级查表而得,但考虑了更多的与浇筑温度、块体厚度和龄期有关的经验系数。用两种方法分别计算混凝土浇筑后第3天的混凝土,结果非常接近(均为39℃左右)。若混凝土浇筑温度为 25℃,则预测混凝土中心最高温度为64℃,实际工程中各测点最高温度为60.5℃～65℃。

2)测温措施。混凝土初凝后即开始测温,即在混凝土中预埋直径48 mm钢管,每个测点分上、中、下三根钢管埋设,三根钢管呈三角形布置,相互间距100 mm,管口用木塞塞住。将温度指示仪的测温探头用铁丝网罩住,放入钢管中分别测量上、中、下三点的温度。由于表面温度的数值不易准确测量,可以取上下点与中心点的差值来近似地反映表面与中心点的温差值。

3)温差控制的尺度。通过实践我们发现,将表面温度与中心点温度的差值控制在25℃以下,甚至温差短时间达到30℃也未出现裂缝,因此有关规范规定的25℃是一个比较适宜的控制差值。

4)在梁板侧面和底面的钢模板面加铺两层塑料薄膜,再铺一层18 mm厚覆塑面夹板。梁板表面采取先铺两层湿麻袋,再铺两层塑料薄膜和一层湿麻袋的保温方法。养护过程中通过保温的麻袋保持混凝土表面湿润。

5)关于是否设置水平施工缝的问题。转换层厚板平面面积较大,混凝土分层浇筑时不易清理水平施工缝,最好一次浇筑。本工程对超过 1 500 m2的1.8 m厚的转换板和最大尺寸为2.0 m×2.2 m的转换大梁混凝土实施了一次浇筑,效果较好。

7 钢筋施工及其质量控制

钢筋绑扎顺序:南北向框架梁下部第一排钢筋→东西向框架梁下部第一排钢筋→南北向框架梁下部第二排钢筋→东西向框架梁下部第二排钢筋→南北向框架梁上部第二排钢筋→东西向框架梁上部第二排钢筋→南北向框架梁上部第一排钢筋→东西向框架梁上部第一排钢筋→板下部东西向钢筋→板下部南北向钢筋→板上层东西向钢筋→板上层南北向钢筋→上部结构插筋→浇筑第二层混凝土。采用这种绑扎顺序,保证了施工质量和施工进度。

本项目钢筋连接采用闪光对焊、搭接焊、机械连接,在施工过程中,为确保质量,钢筋连接采用闪光对焊现场帮条焊连接,对于φ28Ⅲ级钢筋闪光对焊,选定专人施焊,焊前利用短钢筋头进行多次工艺试验,焊接质量稳定后进行正式施工。电弧焊选E5003型焊条。钢筋撑脚按设计要求采用φ25“Z”字形Ⅲ级钢筋撑脚@500 mm×500 mm,垫块采用30 mm厚花岗岩块@500 mm×500 mm。绑扎要求同一方向同一层的梁、板钢筋要在同一空间高度位置,以保证梁板有效高度。

8 结语

该转换层于2009年 8月20日开始施工,于2009年9月30日施工完毕,由于施工前准备工作充足,施工前做好详细的技术方案,施工、设计结合,将模板支撑架落在-2层楼板上,搭设1层(局部2层)脚手架,转换层施工支撑及模板施工十分顺利,为保证后续钢筋及混凝土施工创造了条件,节省工期10 d左右,目前工程已经竣工,转换层混凝土至今没有发现任何有害裂缝等质量问题出现。

[1] 刘世友,黄 勇.高层建筑转换层模板支撑方法比较[J].中国科技信息,2007(21):14.

[2] 高层建筑梁式转换层的结构设计[J].建材与装饰,2007(2):37.

[3] 付华芬.高层建筑转换层结构设计探讨[J].广东建材,2007(11):65.

[4] 蒋冬球.高层建筑梁式转换层施工技术研究[J].山西建筑,2007,33(33):167-168.

[5] 孙建超,王经建.塔楼梁式转换层施工方案研究[J].核工程研究与设计,2007(5):86-87.