浅论高层建筑转换层施工技术

王浩 张立伟 申奇飞

摘要:本文结合工程案例，详细的论述了高层建筑结构转换层的施工技术，并提出了相关施工要点，以完善其施工工艺的技术应用，保证工程质量。

关键词:高层建筑,转换层,模板,混凝土

一、工程概况

某小区,地上31 层,建筑占地面积37 235 m2 ,总建筑面积270 465. 79 m2 。住宅楼为混凝土剪力墙体系,部分楼层采用转换层形式,地下室部分剪力墙为一级抗震等级,框架为二级抗震等级。该楼在9. 950 m 处设有1. 6 m 厚的转换板,属大体积混凝土,此处的模板支撑方法及混凝土的浇筑是关键。

二、转换板( 9. 95 m处) 模板支撑工程施工技术研究

1．模板及支撑选型

转换板厚度为1. 6 m ,选用普通18 mm 厚九层板作为转换板的底模及侧模。底模板背杨采用100 mm ×150 mm 木杨,间距250 mm ,侧模为18 厚九层板,用50 mm ×100 mm 木杨,间距200 mm ,两侧用<48 mm ×3. 5 m 钢管 @400 夹紧。转换板位于9. 950 m 标高处,采用了普通钢管分层卸载的方法作为转换板的模板支撑系统,即9. 950 m～4. 950 m 之间采用20b 工字钢,间距为1. 0 m ×1. 0 m ,水平与横杆焊接牢固;4. 950 m～5. 000 m 之间采用普通钢管分层卸载的方法作为转换板的模板支撑系统。钢管立杆间距为1. 0 m ×1. 0 m ,横杆步距1. 0 m ,每4 m 设置一道剪力撑。转换板的支撑通过横杆与满堂脚手架相连,底部设置扫地杆。该支撑系统拼拆迅速省力,而且结构简单,受力稳定可靠,完全避免了螺栓作业,使用安全、方便和经济。该支撑系统在该工程转换板施工中的运用取得了良好的效果。

2．支撑的构造措施

2．1工字钢支撑措施

1) 工字钢水平横杆与竖向立杆之间焊接牢固,焊缝饱满,水平工字钢放置平稳,水平工字钢之间用钢管焊接牢固,形成一个整体。

2) 竖向工字钢之间间距均匀,与满堂脚手架横杆连成整体,钢管与工字钢之间焊接成整体。扫地杆与工字钢底部焊接形成整体,保证工字钢的整体稳定性。

2. 2立柱构造措施

1) 接头采用对接扣件对接。

2) 立柱上的对接扣件交错布置,两个相邻立柱接头均不在同一步距内,两相邻立柱接头在高度方向上错开的距离不小于500 mm ,各接头中心距主节点的距离应不大于步距的1/ 3 。

3) 脚手架底座上必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座下皮不大于200 mm 处的立柱上。横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。

2. 3水平杆构造措施

1) 纵向水平杆设于横向水平杆之下,固定在立柱的内侧,并采用直角扣件与立柱扣紧,纵向水平杆与立柱的连接采用双扣件固定,以防滑脱。

2) 纵向水平杆一般采用对接扣件开口向上连接。相邻纵向水平杆对接接头应交错布置,不应设在同步、同跨内,相邻接头水平错开距离不应小于500 mm ,并应避免设在纵向水平杆的跨中;搭接接头长度不应小于1 m ,并应等距设置不少于3 个旋转扣件固定,端部扣件盖板边缘至杆端的距离不应小于100 mm。

3) 每一主节点处必须设置一根横向水平杆,并采用直角扣件扣紧在纵向水平杆上,该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150 mm。

三、转换板( 9. 95 m处) 混凝土工程施工技术

该工程中,楼房在9. 950 m 处设有1. 6 m 厚的转换板,属大体积混凝土,此处混凝土的施工方案尤为关键。

1．混凝土施工方案设计

大体积混凝土的施工宜在低温条件下进行,而本工程转换板的施工正在冬季,而且是在2007 年12 月底,故本工程的混凝土采用了水平分层浇筑,即每层浇筑厚度为500 mm ,浇至与板底平后,与板一起浇筑。分层振捣密实,移动间距为振动棒作用半径的1. 5 倍,上下层搭接插入下层混凝土中深度大于5 cm。混凝土在浇筑及静置过程中,由于多种因素的综合作用极易产生非结构性裂纹,因此混凝土宜两次收光扫毛;第一次在初凝前3 h ,主要是把底部的水拍出表面;第二次在终凝前,一边收光一边用塑料薄膜覆盖,然后再用干麻袋、草袋覆盖,上面再加上彩条布覆盖,完毕浇水养护。

2．温度监测及后期养护

2．1混凝土的养护

转换板高为1. 6 m ,故混凝土的养护十分重要,只有充分湿养护才有利于混凝土膨胀效能的发挥,因此在施工过程中设立了专职养护人员,建立严格的混凝土养护制度。混凝土终凝后保湿养护14 d。混凝土收平后,再洒水润湿,混凝土表面采用两层草袋、一层干麻袋另加一层薄膜养护,在养护期间喷洒雾状水保持环境相对温度在80 %以上,以减小混凝土干缩。

2．2混凝土的温度监测

1) 温差监测预警值以混凝土内外温差接近25 ℃或温度陡降大于10 ℃为准,在转换板混凝土内外温差接近25 ℃时,温控检测人员将及时通知相关人员,准备实施应急处理措施。

2) 埋设测温元件时,将元件按照测点纵向布置用扎丝固定在钢筋上,钢筋按照测区竖向固定在转换板的钢筋上,绑扎过程中应保证测温元件和钢筋不发生位移。

3) 在埋设元件后,派专人负责施工和温度检测过程中元件和线路的保护工作。

4) 当混凝土内外温差超过25 ℃或温度陡降大于10 ℃时,为保证转换板大体积混凝土的施工质量,可在侧面和顶面加盖麻袋等保温措施;如果仍然出现温差过大或温度陡降的情况,可在混凝土表面架设碘钨灯。

根据转换板的形状、尺寸和标高,1 ,2 号楼各布置6 个测温区,3 ,4 号楼各布置5个测温区,各测区沿竖向布置3 个测温点,这里对2 号楼进行研究。

测温所用的仪器主要有手持式数字温度测量仪和温度传感器。

测温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度,应布置在底部、中部和表面。垂直测点间距一般为500 mm～800 mm;平面则应布置在边缘与中间,平面测点间距一般为2. 5 m～5 m。由于转换板的长度和宽度均远大于厚度,所以从边缘和角点向内进去2 倍厚度以上区域的散热条件都比较一般,主要是靠上表面的辐射、对流和基底传导方式散热,因此有着极其相近的温度场分布;而边缘和角点区域由于散热途径的增多,可能是3 面甚至4 面散热,温度场分布趋于复杂。根据这一特点,并考虑矩形板的对称性,在转换板内,沿平面共布置(1～6) 6 个测点;厚度方向,在每个平面测点上下表面及中间分别布置3个测点。这样,共6 ×3 =18 个混凝土温度测点,外加1个大气温度测点,就能比较准确的监测整个转换板内混凝土温度场的分布变化情况。

2．3温度控制的内容

1) 控制混凝土内最高温度,使其在施工规范允许的范围之内,以防混凝土内部因温度过高,温差过大而产生贯穿性裂缝;

2) 控制混凝土的内外温度差及混凝土表面与大气的温差,使其在施工规范允许的范围之内,以防混凝土产生表面裂缝。

结 语

结构转换层的施工难度大,大体积混凝土施工技术要求高。本工程采用了上述措施后,工程结构施工效果良好,经过两年的时间观察是安全可靠的。