谈结构转换层的施工质量控制
2013-10-11刘静
刘静
【摘 要】目前国内外高层建筑正向体型复杂、功能多样的综合性发展。从结构受力上来讲,由于高层建筑下部结构受力很大,上部结构受力较小,正常的结构布置应该是下部墙体多、柱网密,到上部逐渐减少墙、柱的数量。这样与建筑功能对空间的要求正好相反。为了实现建筑功能的要求,就必须在结构改变的部位设置受力转换构件,即结构转换层。
【关键词】结构转换层;施工质量;控制
目前国内外高层建筑正向体型复杂、功能多样的综合性发展。在同一座建筑中,要求沿房屋高度建筑功能发生显著的变化:上部楼层布置旅馆、住宅,下部楼层用作商场、餐饮和文化娱乐场所。这种不同途径的楼层需要采用不同形式的结构来实现。
从结构受力上来讲,由于高层建筑下部结构受力很大,上部结构受力较小,正常的结构布置应该是下部墙体多、柱网密,到上部逐渐减少墙、柱的数量。这样与建筑功能对空间的要求正好相反。为了实现建筑功能的要求,就必须在结构改变的部位设置受力转换构件,即结构转换层。可以说设置结构转换层的高层建筑已成为现代高层建筑发展的趋势。国外发达国家在70年代初即出现了这类结构,我国在
2002年6月修订的(高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3梷2002)中,明确了这类结构形式且在给定的抗震等级中,对这类结构,进行了严格的规定:7度区,凡高度超过30米,结构抗震等级均为一级。同时规定(10.25.5),当转换层的位置设置在三层及三层以上时,其抗震等级再提高一级(特一级);还规定,7度区转换层不宜超过5层,8度区不宜超过三层。由此可见,国家对采用这类结构形式,还是采取稳妥、
慎重的态度。近年我参加了"七十年代家园"工程的设计和施工,该工程是国家颁布的新规范后,采用的第一批带转换层的框支剪力墙结构。它设计采用了梁式转换层并设在第四层,是特一级抗震结构。结合该项工程,谈一下这类结构在施工中质量控制的特点。
一、钢筋工程
由于转换层的跨度和受力的荷载都很大,配筋较多且构造与一般工程中的不同,所以在施工监理过程中,需要采取一些措施来保证钢筋工程的质量和便于施工。
1)框支柱纵向钢筋到结构转换层顶板后的锚固。按03G1O1-1图集要求,框支柱纵筋原则上应通到转换层的上一层的顶板后截断,即能通则通。怎么判断一个框支柱中的哪些钢筋能通到上一层上去哪?这就需要把转换层的上一层剪力墙位置放线落到转换层的底板上。把剪力墙的位置确定后,就容易确定一个柱子中有哪几根钢筋能通到上一层剪力墙里去。把那些通不上去的钢筋,按顶部钢筋处理,即打拐后在转换层顶板锚固。
2)框支柱纵筋通到剪力墙暗柱后,与暗柱纵筋处于同一位置时如何处理?要明确这二种钢筋的作用,这个问题解决了,钢筋位置的问题就迎刃而解。框支柱纵筋之所以要通到剪力墙中,是因为框支柱中纵筋很多,本工程大部分为44Ф28,在同一位置一次截断,在施工中未充分体现出设多边抗震防线的设计意图。纵筋分开截断,在不同位置锚固,可以防止地震时,钢筋在同一位置破坏,分开锚固可以提高安全系数。我们认为:伸入剪力墙中的框支柱纵筋仅起了加强锚固、提高抗震能力的作用,它不起承重作用,因此位置偏移对锚固不产生任何影响;而剪力墙中的暗柱纵筋(实例中为24Ф18)是受力钢筋,是一直通到结构顶层的,它的位置偏差不能大于规范允许值,在施工中必须保证它位置的准确性。
3)上部剪力墙结构暗柱纵筋在转换层上的插筋问题。在框支柱、框支梁上插筋,均类似上部结构在基础梁上插筋的办法处理,严格按图施工,纵筋伸入框支梁(柱)中必须满足锚固长度要求。监理工程师在施工方完成插筋工作后,必须再进行认真检查,看到底有多少根框支柱钢筋通到转换层的上一层,为以后签证工作留下可靠的凭证。
钢筋下料时应注意的问题:
转换层的框支梁、柱配筋都很大:主筋一般均为Ф28-3Ф2,箍筋为12@100,在核心区钢筋相聚时,施工非常困难,控制不好,易造成返工和施工质量难以保证。因此,在钢筋下料前,监理工程师要作好质量预控工作,弄清设计意图,掌握现行设计与施工规范的有关规定,考虑好钢筋之间的穿插、避让关系,合理安排好钢筋次序,这是钢筋工程施工的关键;在这个关键部位上,一定要认真做好技术服务工作,体现监理人员的技术能力和科技含量。比如在核心区施工时,应先保证框支梁上、下主筋的位置,当它们与柱箍筋相碰时,柱箍筋要先给梁筋让道,待梁筋就位后,再保证柱箍筋的位置,但必须保证箍筋数量不减少。当框支梁筋上、下两头都有拐尺时,若机械地按图施工,难以将钢筋就位。可以先把梁筋一头打成拐尺,另一头钢筋下料长度相应加大l0d,用直头那端插入柱箍筋中,后与柱那一侧的框支梁筋直锚固或采取相应的构造措施,以保证钢筋的锚固达到相应规范要求。
二、模板工程
结构转换层的混凝土构件自重以及施工荷载是非常大的,以"七十年代家园"为例,它最大框支梁的自重为1.2xl.lx2.3x2.5=7.59吨。因此,确定结构转换层(即为4层)的底模板的支撑系统是施工的关键。这么大的荷载若仅传到某一层(即为3层)上,这一层楼板是无法承受的。要想办法让结构转换层的荷载由若干层楼板共同承担,模板支撑的数量可以通过计算确定。所以在施工前,相关单位就此问题进行协商,并采取以下措施:
将框支梁对应的三层梁宽由35 mm改为600mm;每个框支梁下支四排200的圆木支撑,圆木下2m范围内,满铺60~8Omm厚的木板,木板用方子连在一起,起分散荷载的作用,以避免楼板承受集中荷载。且在三层梁宽(600mm)范围内布置二个圆木支撑,以保证至少有一半的荷载直接作用在梁上。
将三层板厚由12Omm改为15Omm,因为这层楼板要承受一部分框支梁的分均荷载。
将三层梁、板的混凝土等级由C30提高到C40,并加入早强剂。梁、板混凝土提高等级,就是提高了混凝土的抗压能力;加入早强剂,使混凝土尽快达到使用强度,不影响工期。
一、二层的梁下支撑,在结构转换层施工前不拆,并在框支梁对应处的梁支撑进行适当的加密,以有利于承受和传递上部结果传导下来的荷载。目的是将结构转换层的荷载传递到地下室底板上。
三、混凝土工程
浇注厚大体积的结构转换层混凝土时,为防止混凝土内外温度过大(大于25。C)和提高混凝土的抗拉强度,水泥采用水化热低的矿渣水泥;掺入减水剂,使混凝土缓凝,推迟水化热峰值的出现。
施工中,为减轻模板支撑系统的一次加载过重和防止混凝土内外温度过大,采用分层法施工,每层只浇注300mm~500mm厚的混凝土,连续24小时不间断施工,监理人员进行旁站监理,要求施工单位派管理员跟班作业,保证在前一层混凝土初凝之前,将后一层的混凝土浇注完毕。