高层建筑板式结构转换层施工技术探讨

2013-08-15刘高平

中国建筑金属结构 2013年10期

刘高平

（深圳市第一建筑工程有限公司，广东深圳 518049）

引言

在国民经济的快速发展和城市化进程不断加速的背景下，高层建筑也像雨后春笋般应运而生。随着高层建筑结构形式的不断变化，其使用功能也在向多样化发展，作为传递上下部结构荷载的一种重要手段，转换层的设置也成为常见的一种形式。随着建筑高度的增加，转换层要承受的荷载也会越大，其结构尺寸也必然变大，对施工技术来说带来了不小的挑战。只有更有效的组织高层建筑转换层结构的施工，才会更好的控制施工技术中的重点难点，才能对整个高层建筑的施工质量起到积极的作用。

1 高层建筑结构转换层简介

高层建筑因为其楼层相对较多，所以它的功能和用途也就多种多样，可以在下部作为商场、大型超市、文化娱乐场所等，中部可以作为公司的办公用地，往上一些楼层就可以作为居民的住宅或旅店来开发。这样高层建筑不同部位的使用功能就会有所区别，它们所需要的空间就会有所不同。但这样的布置会使其与建筑结构的上部大开间、下部小开间的正常布置恰恰相反，就要通过中间的结构转换层来协调不同部位结构形式不同的问题，我们称这些转换结构层为高层建筑的转换层。

在如今施工技术快速发展的情况下，转换层的结构形式也有很多种。作为现在最常用的一种转换形式，梁式转换层的设计较为简单，施工控制也不太复杂。底部是大空间剪力墙，在受力比较明确的结构中应用较多；上部是居民房或旅店，下部是大型商场或文化娱乐场所时，可以考虑采用桁架转换结构，这种结构可以利用上下部之间的管道设备层来布置桁架，从而达到功能与受力的一种平衡；另外一种较常见的转换层就是板式结构转换层，这种转换层上下部结构的轴线相差较大，其他形式的转换结构难以达到受力要求时就要用板式转换。其优点是上下层结构可以随意布置，但是因其要承受的荷载较大，所以一般它的厚度较大，相对来说耗材也较大。

2 高层建筑结构转换层施工技术特点

设置转换层的高层建筑因其不同部位的结构不同，所以其部分竖向构件在转换层出发生改变，从而造成高层建筑的受力较为复杂，它的结构特点也就与其他的高层建筑有所不同。在以下几个方面有所体现：结构的尺寸比较大，转换层以上的楼层较高，上部承受的荷载大；转换层的混凝土的浇筑方式大多属于大体积混凝土浇筑，容易产生一些裂缝破坏；下部结构的设置应合理，从而使得上下部不会发生刚度突变；骨架钢筋或者预应力钢筋可以起到对转换层进行卸荷的作用，这样整个转换层的体积就会减小，相应它的自重也就有所降低。

3 高层建筑结构转换层施工技术重难点

某高层建筑位于市区繁华商业区，地下2层，每层高4m，建筑面积5369.5m2，地上29层，总的建筑高度为高度115m，是一个集购物、娱乐、住宅为一体的多功能的商业中心。主楼采用钻孔灌注桩基础，在地上部分3层上设有板式结构转换层，其厚度为2.1m，属于大体积混凝土。混凝土强度等级为C40，此处的模板支撑方式、钢筋工程以及混凝土的浇筑是整个转换层施工的关键。

3.1 模板工程

因为转换层的厚度为2.1m，底模及侧模的选用类型为普通厚18mm的厚9层板。底模板背枋采用间距为300mm、尺寸为100mm×150mm厚的方木，侧模采用间距为250mm、尺寸为50mm×100mm的方木，两侧用Φ48mm×3.5m的普通钢管分层卸载的支撑体系。转换板处的支撑体系，间距为1.5m×1.5m，横布杆步距为1.5m，每5m设置一道剪力支撑。转换板的支撑通过横杆与脚手架进行连接。该支撑系统相对来说拆卸简单，省时省力，结构不复杂，而且受力也较稳定，其中没有采用螺栓作业，使用较为经济、安全和可靠，在施工中起到了良好的效果。对于跨度较大的梁，应采取必要的起拱设计。

因为转换层的支撑体系要求有较高的可靠性和安全性，所以支撑体系中采用了一些支撑构造措施来保证支撑体系的稳定性。又因为支撑架采用纵、横向水平杆和立柱进行多层次设计，所以布置时应借助于建筑物的可靠连接来承受自重、施工荷载和环境的荷载。立柱的扣件布置要交错，节点处应有一定的抗转动能力，属于一种半刚性节点。纵向的扫地杆要用直角扣件固定在立柱上。

必要时应对模板支撑的受力进行分析，验算模板的承载力是否符合要求。包括对底模抗弯能力、挠度的验算以及侧模、方木、立杆稳定性的验算等，如果验算不合格，要及时调整支撑系统的结构，重新进行验算，直到符合要求为止。

3.2 钢筋工程

该钢筋转换层中钢筋的用量比较大，大部分采用是HR400钢筋，主筋相对较长，布置较密。转换层在纵横两个方向上设置有一定数量的宽度在1500～2500mm的暗梁，梁上采用上层双排28mm和下层双排28mm的钢筋。为抵抗大体积混凝土局部因为收缩应力大于混凝土自身抗拉强度的情况，应在板中上下排钢筋间设置一些钢筋网。钢筋施工中，正确的翻样和下料就显得尤为重要，合适的连接形式和合理的钢筋就位次序就显得尤为关键。钢筋的主筋接头采用对焊、冷挤压套筒连接或者螺纹连接方式，同时，钢筋的绑扎和固定一定要结实，保证整个钢筋骨架的稳定，同时也便于操作。

3.3 混凝土工程

该转换层的混凝土采用泵送的商品混凝土进行浇筑，因为其属于大体积混凝土的施工，施工方案的选择就显得尤为重要。

大体积混凝土的为了避免其产生温度裂缝，应从混凝土的配合比设计时就要加强这方面的考虑。相应的减少水泥和细骨料的用量，同时适当的掺加粉煤灰和减水剂。本工程采用低水化热的525R矿渣硅酸盐水泥，粗、细骨料含泥量小于1%，并选用不含杂质且含泥量小的中砂。并掺加适量的粉煤灰和FDN-500型高效减水剂。配合比的选择要满足混凝土的施工性能要求，坍落度要求为120～150mm，初凝时间为8～9h。

同样，为了避免大体积混凝土裂缝的产生，对施工过程中的温度控制就格外关键，该工程转换层在冬季低温条件下进行施工。在浇筑混凝土前，要确保模板的支撑体系稳定，浇筑过程宜从中部逐渐向两侧展开。采用每层浇筑厚度为50cm的水平浇筑方法，每层的间隔时间为2h左右，每层浇筑一次完成，浇筑完后及时的振捣。为了防止非结构裂缝的产生，在混凝土初凝前2～3h内采用收光扫毛的方式使其底部的水拍出表面，并在终凝前再次相同的操作，并加盖薄膜、草袋等进行养护。

因为转换层的厚度为2.1m，所以对混凝土采取必要的养护措施是十分重要的。施工中应有专人对养护工作负责。在浇筑完毕后的12～14h内采取覆盖养护层并进行浇水养护，使得混凝土表面形成一层薄的水膜，从而使其与空气隔绝，这样混凝土就不会出现因水分蒸发而出现干缩裂缝的情况。