高层建筑混凝土结构转换层施工技术

谭灵君

广州市第二建筑工程有限公司 广东 广州 510045

引言

在高层建筑施工阶段，转换层对整体施工质量和建筑物稳定性的影响较大。一旦转换层施工不当，将会导致高层建筑整体功能发挥受到影响。转换层施工复杂烦琐，施工难度较大。必须加强对施工过程的严格控制，确保转换层施工操作标准规范，施工成果能够达到技术要求。对施工中常见的质量问题，要及时解决，保证建筑物结构稳定，从而创造优质生活环境。

1 高层建筑混凝土结构转换层概述

转换层位于整体建筑下部，具有承担上部建筑结构荷载的功能。转换层结构特殊，受力更复杂。一旦施工质量不达标，将引发严重后果，甚至诱发安全事故。在前期设计阶段，应结合施工要求和现场实际，科学调整方案内容，提高方案编制的指导价值和可操作性[1]。在中期施工阶段，需确保各项技术规范标准，避免出现质量隐患。在后期验收过程中，需遵循技术指标验收标准，严格检验转换层质量情况。针对各类质量问题，需及时展开返工或修补处理。

转换层结构种类较多，其中涵盖梁式转换层、桁架式转换层、箱式转换层、板式转换层等。不同种类的转换层具有相应的优势和不足。例如，梁式转换层是应用最广泛的转换层结构，其施工难度低，但容易出现强梁弱柱的问。此外，转换层结构自重更大，受震害影响大，管道安装及洞口开设难度大，也会对建筑内部空间造成影响。第二，桁架式转换层具有结构均匀、刚度均匀的优势，管道安装及洞口开设难度低，不易对建筑内部空间造成影响，但施工难度大，工艺应用要求更严格。第三，箱式转换层刚度大，承载能力强，应力分布更加均匀，但转换层刚度大，极易出现刚度突变的现象，且无法设置在高楼层部位，施工环节也更复杂。第四，板式转换层适用于上下结构布局差异大的情况，可结合建筑功能科学调整布局，但受力分析更为困难，施工成本更高，施工要求更严格[2]。

结合城市发展现状分析，城市土地可利用资源逐年下降，建筑结构更加复杂，且地下空间得到大面积开发利用，有限的土地面积得到了最大程度的利用。高层建筑功能也更丰富，不仅涵盖住宅建筑，也包括商业建筑、办公建筑等。结合高层建筑结构特征来看，高层建筑下部主要功能为承载竖向荷载，受力性能较上部更高，因此需设置更为密集的柱网，确保结构更加安全稳定。但高层建筑功能存在显著差异，甚至同一栋建筑内呈现出不同的功能，不同楼层的业主对开间和户型要求有一定差异，这就会导致上部柱网与下部同样密集，但这却与上部受力需求存在矛盾。针对这一现象，应将转换层结构设置在高层建筑中，使其具备衔接上部与下部的功能，使整体结构受力更加均匀，提高结构稳定性及抗震性。转换层结构受力条件更复杂，是高层建筑中相对薄弱的部分。

2 高层建筑混凝土结构转换层施工特点

第一，在高层建筑转换层结构设计阶段，转换层下方空间较大，这种设计方法将会使刚度突然发生改变。一般情况下，转换层下方楼层刚度不可超过上方楼层刚度，所以在设计工作实施阶段，不仅需要提高抗震性能及抗风性能，还应给予转换层下方及上方结构承载能力及结构刚度足够考量。转换层的作用是传递荷载，因此需确保转换层结构安全性达标。在抗震设计阶段，不仅需要给予竖向荷载足够重视，还应明确地震灾害下的水平荷载及竖向荷载，借助反应谱展开结构抗震设计。第二，在转换层结构施工阶段，为提高结构抗剪能力及抗冲击能力，需使用尺寸为2m～2.8m的钢筋混凝土板[3]。但钢筋混凝土板向下施加的荷载更大，对下部构件的承载能力的要求较高，后续施工材料用量增加。第三，转换层结构所用钢筋混凝土板刚度大，当出现地震灾害后，结构反应更为强烈，上层及下层都会受到严重的作用，从而出现上下层开裂问题。在转换层结构影响下，高层建筑结构设计复杂，施工技术标准严格，施工材料消耗量大，为强化工程综合效益，应从技术角度出发做好针对性的优化研究。

3 高层建筑混凝土结构转换层施工要点

3.1 支撑系统施工技术

支撑系统是转换层重要构成之一，应确保结构强度及性能达标，综合考量支撑系统受力特点与上部结构荷载等多项要素。现阶段，常见支撑系统涵盖钢管支撑系统及钢架支撑系统。在转换梁施工阶段，支撑系统分布集中，此时可选择钢管支撑系统。当转换层上部施工荷载低时，也可选择钢管支撑系统。当转换层为平板结构时，也需选择钢管支撑系统。确保间距适宜，提高支撑效果。当转换层上部结构及下部结构过于复杂，需选择钢架支撑。当转换梁重量较大，且钢管支撑系统无法适用时，需将钢牛腿设置在底层中，以此使竖向荷载得到有效传递。在转换层施工过程中一般采用全钢质的大模板作为侧模。在精心选择侧模之后，要做好固定工作。针对侧模的固定一般是要选用锚固螺栓进行固定，同时对混凝土结构，支撑体系也要有很好的连接。

3.2 模板施工技术

模板系统是转换层的一项重要部分，与建筑构架的稳定和承载能力密切相关，因此模板材料一定要具有一定的刚度以及承载能力。在模板工程施工环节展开前，要重点检查模板材料质量，避免存在质量隐患，确保结构平直，连接紧密。在施工前进行详细的技术交底，使施工人员明确模板安装要点。严格按照图纸信息展开作业，加强尺寸及轴线等标准控制。检查连接螺栓，确保结构坚固。当模板跨度超过4m时，还应将拱高偏差保持在2‰以下。

3.3 钢筋工程技术

在转换层中，钢筋结构可起到支撑作用，施工环节所用钢筋量大，且主筋尺寸长，应给予钢筋工程足够控制。为提高结构稳定性，应做好梁内钢筋骨架检查。针对有特殊要求的工程，还应将双排框架固定在梁两侧。在主筋安装过程中，可通过焊接的方法进行固定，或借助锥形螺纹接头进行固定。如选择焊接固定方法，加强焊接质量控制，做好前期焊接试验[4]。除此之外，如需开环作业，则应取得设计人员确认。当梁纵向钢筋固定完成后，在借助焊接方式将其与箍筋相连接。在梁上及梁下部位钢筋固定过程中，还应控制锚杆长度。

3.4 混凝土施工技术

完善施工准备工作，混凝土浇筑复杂，要提前做好前期准备工作，确保材料、设备及施工人员落实到位。在具体施工过程中，结合现场实际，做出灵活调整。例如，判断是否需要使用测温设备、水泵装置等。此外，施工方案对施工环节的推进具有指导作用，还应加强方案内容审核，避免存在缺陷。针对大体积混凝土结构施工，将施工温度控制在30℃以下。如温度超过30℃，则应通过降温手段降低温度应力对混凝土结构产生的威胁。在混凝土配置过程中，应确保各原料占比适宜，将搅拌时间控制在90～120s间。当混凝土搅拌完成后，还应做好运输环节管理，确保运输过程中混凝土搅拌充足，避免出现离析等问题。科学规划运输路线，使混凝土及时进场。浇筑方法涵盖全面分层建筑、分段分层浇筑及斜面分层浇筑。全面分层的浇筑方法在较小的结构尺寸中应用效果更好，应划分浇筑层，实施多层混凝土浇筑。当首层混凝土未达初凝条件时，再展开下层混凝土浇筑，直至完成所有混凝土浇筑作业。分段分层的浇筑方法在大面积、厚度薄的结构中应用更为广泛[5]。斜面分层的浇筑方法在长度为厚度三倍结构中应于更为广泛，在振捣过程中应由底部展开作业，由下向上实施振捣。对于节点部位，如该区域钢筋密度过大，则应科学调整浇筑方法及振捣方法。在竖向构件建筑阶段，应做好侧向模板检查，避免出现裂缝。当浇筑完成后，在18h之内展开检测，可选择无损检测技术避免结构受到损坏。

3.5 质量控制技术

3.5.1 提高混凝土性能。在高层建筑转换层施工阶段，应科学选择混凝土原材料，做好混凝土配比调整。结合设计方案要求，明确混凝土原材料种类及规格。加强市场调研，选择最佳供货商进行合作。通过试验的方法，掌握混凝土最佳配比。科学规划混凝土运输路线，避免混凝土在运输过程中发生质量问题。除此之外，还可选择强度适宜的预拌混凝土。较传统混凝土相比，预拌混凝土性能更好，且施工难度低，不易出现质量问题，对施工人员能力要求不高，可避免人员因素而引起的质量问题。

3.5.2 加强施工温度监控。在温度监控环节中，除需做好混凝土结构内部温度及外部温度测量工作外，还需展开湿度检测、降温速度检测及水泥水热化检测。需要注意的是，应结合转换层规模灵活调整监控规模。为提高温度测量精度，应将测温元件安装在转换层混凝土结构上方。当转换层混凝土温差趋近25℃，或低于10℃时，则应采取针对性的温控手段，具体可选择以下几种方法。为将混凝土温差保持在指定范围之内，可将保温材料覆盖在其上方，避免温度突然下降或上升。如仍然无法解决温差问题，则应使用碘钨灯架实施混凝土加温。需要注意的是，在温度测量环节中，均需选择可靠性强的测温仪器及极具代表性的测温点。例如，在测温仪器选择过程中，应优先选择手持式测量仪器及温度传感器，此类设备测量精度更高。在测温点选择过程中，如测温点过于集中，则将会导致测量数据不具代表性，因此需使测温点均匀分布。除此之外，还应科学调整测温点距离，垂直距离应保持在50～80cm间，平面距离应保持在2.5～5m间。部分高层建筑混凝土转换层钢筋混凝土板长度及宽度较厚度相比差距较大。当差距超过两倍时，需采取基底传导及表面辐射等方式实施散热。

3.5.3 加强施工强度控制。在高层建筑施工阶段，为避免转换层结构出现开裂等质量问题，应提高转换层结构整体强度。只有确保转换层结构强度达标，才能够使其在后续运行阶段能够承受起高层建筑上方向下传递的荷载，避免转换层结构出现开裂等问题，延长高层建筑整体使用年限。但不可忽视的是，虽然提高混凝土结构强度能够降低裂缝问题发生概率，但却不可过于提高混凝土结构强度，导致施工成本支出过高。为使强度及成本实现协调，应结合高层建筑施工环节特征，分析计算最佳混凝土结构强度，在降低裂缝发生概率的基础上，避免建筑企业经济效益受到影响。

3.5.4 后续养护处理。当混凝土浇筑完成后，如养护不及时，将会导致混凝土内部水分快速蒸发，混凝土表面出现片状结构或粉状脱落问题。此外，如混凝土强度未达标，水分蒸发速度过快还会导致裂缝问题出现，因此需在混凝土终凝后实施养护作业。借助养护措施可避免混凝土直接与空气接触，将内外温差保持在指定范围之内。为实现这一目标，可在终凝后实施14d的养护。将塑料薄膜、草袋等覆盖在混凝土结构上方，再实施喷水处理，将湿度保持在80%以上，避免出现干裂现象。但也应根据当地气候条件特征及水泥品种灵活调整养护时间。

4 结束语

综上所述，为提高土地资源利用效率，高层建筑逐渐步入大众视野，且已成为城市建筑未来发展的必然趋势。高层建筑结构特殊，工艺技术应用要求更严格。在高层建筑施工阶段，为提高施工质量，延长使用年限，转换层结构实现了应用及推广，转换层施工技术是施工中的重要技术手段。应加强转换层施工技术研究，结合施工需求及现场情况，科学选择转换层结构形式，确保转换层结构性能达标，使转换层上部结构荷载有效专递至下部结构。强化转换层施工技术创新，促进技术体系完善，提高高层建筑施工水平，推动我国建筑业发展。