梁式转换层施工技术

摘 要：随着我国改革开放经济建设的蓬勃发展,带转换层结构的高层建筑越来越多.笔者提出了转换层结构优化设计的几个问题；同时以梁式转换层施工技术为例叙述了转换层结构施工中应注意的问题.某工程一期梁式转换层施工存在梁截面大、配筋量大、节点钢筋密集、大体积混凝土等施工难度,通过优化设计措施,选择合理的模板支撑体系方案、科学布置钢筋、严格控制混凝土浇筑和养护等技术措施,减少混凝土裂缝,确保转换层结构的工程施工质量.

关 键 词 ：剪力墙；转换层；混凝土

中图分类号：TU37 文献标识码：A1、工程概况

某广场一期工程位于漳州市区交通要道,总建筑面积189421m2,地下1层、局部两层,地上31层,由商业裙房及4座住宅塔楼组成,其中1-2层为商业及办公,3层为架空层,4层以上为单元式住宅.

主体结构采用框架剪力墙结构体系,梁式结构转换层设在主体结构3层,转换层层高5.6m,结构标高为+15.040m.转换梁的截面尺寸主要有800×1800,1000×1800,1200×2000等,板厚为200,框架柱最大尺寸为1200×2400.转换层墙柱及梁板混凝土强度等级均为C50.以上数据表明结构设计对该层做了特别加强,说明了结构转换层的重要性,因此,保证该转换层施工质量是本工程施工的重要环节.

2.施工难点

1)框支梁截面尺寸大,转换层的混凝土与钢筋自重及施工荷载非常大,必须保证转换层模板及其支撑要具有足够的承载力、刚度和稳定性.

2)框支梁配筋量大,主筋要求通长设置,框支梁上层配筋要求下返锚入框支边柱中2.4m,对钢筋接头形式、位置、数量限制比较严格.

3)梁柱节点钢筋密集,对砼浇筑带来很大难度,稍微的疏忽,极易造成节点砼难以下料.

4)框支梁体积较大,需要浇筑大量的砼.砼强度等级比较高.单位水泥用量较大,水化热和收缩容易造成结构的开裂.

3.转换层结构设计优化

鉴于转换层施工难度较大,为保证施工质量,经过同建设和设计单位协商,从结构设计的角度采取以下优化措施.

1)结构混凝土设计强度高,水泥用量过大,必然会造成混凝土水化热过高,温度应力的产生容易造成混凝土开裂,在保证有足够的强度和满足使用要求的前提下 ,利用混凝土60d的后期强度,为尽可能降低水化热,可以减少混凝土的水泥用量,以降低混凝土浇筑块体的温度升高.混凝土强度C50按60d强度进行设计.

2)优化框支梁柱钢筋,绘制框支节点详图,包括框支梁及柱位置关系、框支柱纵筋及箍筋定位、框支梁纵筋定位(如图1),使框支柱内钢筋和梁钢筋能协调配置,确保节点区混凝土有足够的浇筑空间.

3)大体积混凝土梁除应满足承载力和构造要求外,还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋,以构造钢筋来控制裂缝,配筋应尽可能采用小直径、小间距.因此为降低在梁侧保护层内出现裂缝的可能性,梁保护层厚度超过40mm时,在梁侧及角节点保护层内增加构造钢筋网片.

4.转换层施工技术

4.1模板工程及支撑体系

混凝土工程模板采用胶合板-方木-钢架体系

4.1.1模板工程

框支梁底模板采用双层1830×915×18厚胶合板模板,纵向次龙骨设50mm×80mm木枋,间距200mm,梁底主龙骨7O×150木枋,立杆间距400mm×500mm, 转换层板底纵向次龙骨设50mm×80mm木方,间距250mm,板底主龙骨设2*50mm×80mm方木,间距1000mm×1000mm.通过立杆顶端设置可调托座调整模板支撑高度.梁、板纵横向水平拉杆统一协调设置,不少于4道,步距不超过1200mm.支撑体系剖面图如图2所示.梁侧模板同样采用18mm厚胶合板模板,梁侧横楞50mm×80mm木枋间距400mm,竖楞采用φ48钢管,φ12对拉螺杆间距400～600mm.转换梁对拉螺杆采用一次性螺杆,与混凝土浇筑成整体,避免因螺杆洞周边应力集中,导致出现梁侧裂缝.

4.1.2转换层模板支撑体系

由于转换梁截面较大,支模高度也较高,同时现场混凝土浇筑采用商品混凝土泵送施工,考虑到泵送混凝土产生较大侧压力和脉冲水平荷载,若采用门式钢管脚手架,因其自身标准构件的约束,平面布置有一定限制,且整体性能较差,很难满足安全施工的要求.而扣件式钢管脚手架布置方式灵活,可视荷载大小而决定其间距的疏密,其整体性也相对较好.为了保证模板及其支架具有足够的承载力、刚度和稳定性,模板支撑系统采用φ48×3.5扣件式钢管满堂脚手架.

整个支撑体系纵横拉接杆与剪力墙之间用钢管、扣件连接固定,与框架柱采用钢管、扣件抱柱连接固定,且支撑体系四周及转换梁两侧均合理设置竖向、水平剪刀撑,确保支撑体系的整体稳定性.转换层施工时框支梁最大垂直荷载68.7kN／m2,远远超过结构承载能力为12.0kN／m2,因此必须将转换梁荷载垂直荷载要有效传递到地下室底板,才能保证施工安全.为此,在地下室、第1、2层框支梁范围下梁板均用φ48mmX3.5mm钢管搭设双向间距500mm支撑架,并弹线使上、下三层顶杆相对应,下层顶杆用可调顶托顶牢3层结构,上层顶杆下垫50mm×80mm方木,以便将转换层荷载可靠传递到基础,确保支撑系统和结构的安全.转换层楼板荷载12.40kN／m2,接近结构承载能力为12.0kN／m2,考虑到转换层施工时间较长,且与下层混凝土浇筑时问间隔较长(跨越春节放检测期间),浇筑转换层混凝土时,按施工时气温,下层混凝土已基本达到设计强度标准值.通过验算,转换层板下竖向支撑对应保持2层模板支撑,已足够承受转换层板施工的荷载.

4.1.3安全管理

有了较为完善的模板施工方案,还应在搭设模板支架过程中加强中间检查,验收合格后方可进入下道工序；明确支摸施工现场安全责任人,负责施工全过程的安全管理工作.在支摸搭设、拆除和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底； 支摸搭设、拆除和混凝土浇筑期间,无关人员不得进入支摸底下,并由安全员在现场监护；

混凝土浇筑时,派安全员专职观察模板及其支摸系统的变形情况,发现异常现象时应立即暂停施工,迅速疏散人员,待排除险情并经施工现场安全负责人检查同意后方可复工.

4.2钢筋工程

框支柱、框支梁主筋采用φ32、φ36Ⅲ级钢筋,钢筋数量多,箍筋间距小,梁柱节点钢筋密集,施工难度大,施工前应合理安排,确保框支节点可靠性.

4.3混凝土工程

4.3.1转换层混凝土施工流程

转换层砼施工采取二次浇筑方案,先浇筑墙柱混凝土至梁底50mm位置,梁板钢筋安装完毕再浇筑梁混凝土,待浇筑至板底时与楼板一起浇筑.施工过程中应严格控制浇筑时间间隔,避免出现冷缝.施工流水段留在后浇带处,施工流水段内不再留施工缝.采用二台输送泵同时沿短边从一端向另一端平行推移浇筑.

4.3.2混凝土施工

转换层墙、柱、梁、板均采用C50商品混凝土,要求掺缓凝型泵送剂,水泥采用普通硅酸盐水泥,砼坍落度控制在120～180mm,施工前应根据混凝土浇筑量、工期、构件特点、泵送能力等确定砼的初凝时间、布料方法,确保浇筑顺利.转换层混凝土施工,因转换梁钢筋较密,特别是交叉梁处和柱头处钢筋更密,混凝土落料困难,浇筑前一天应安排专人进行振捣点标记,并用振动棒试振,个别钢筋密集的部位可打入φ48钢管撑开钢筋,确保有4个以上振捣点能够贯通便于振捣.浇筑混凝土所采用振动棒直径主要为φ5Omm,用直径φ30mm振动棒配合.根据本工程特点,转换梁混凝土采用斜面分层浇筑,每层厚度不超过50cm.浇筑时分段定点,相同坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶,保证上层砼送盖住已浇好的砼,上下层砼之间浇筑间隙不超过3h.

4.3.3后浇带施工

本工程后浇带贯穿转换梁,为避免混凝土流入后浇带,后浇带处梁侧模单独设置,待后浇带钢板网安装完再封模,后浇带内填满中粗砂并灌水密实.混凝土浇筑完,再将砂子清理干净即可.

4.4混凝土裂缝控制

本工程转换梁属于大体积混凝土施工,大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失,蓄热于内部,使温度升高较大,容易产生由温度引起的裂缝,应采取相应技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制好裂缝的开展.以满足转换粱浇筑的需要.

4.4.1原材料选择及配合比

选用低水化热525矿渣硅酸盐水泥,该水泥7d的水化热为274kJ／kg.优化砂石级配,粗骨料选用20～40mm级配合理的碎石,细骨料选用细度模数为3.11的中砂,质量符合有关要求掺入高效减水剂和缓凝剂等改善混凝土的和易性,使混凝土在6～8h内才能达到初凝,延长上层和下层浇筑的时间.为尽可能降低水化热,掺入10％的～级粉煤灰,减少混凝土的水泥用量,在设计许可的情况下,采用混凝土60d强度作为设计强度.

4.4.2混凝土施工

混凝土应振捣密实,注意掌握好振动时间(一般为15～20s),应视混凝土表面呈水平不再下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准.分层浇筑应注意上层混凝土振捣时将振动棒插入下层混凝土50mm以上,以保证上、下层混凝土结合紧密,减少混凝土内部裂缝产生.为防止混凝土表面沁水出现干缩裂缝,在混凝土表面开始收水时用木抹子反复搓平压实,以提高混凝土表面的密实度.

4.4.3混凝土养护

混凝土浇筑完毕应采用塑料薄膜密封养护,防止混凝土脱水龟裂.并加盖1层湿草袋,有效地控制混凝土内部和表面的温差,以及混凝土表面和大气的温差,从而防止砼因温差应力而产生的裂缝.一般混凝土浇筑完毕,第三、四天为升温的高峰,其后逐渐降温,保温材料的拆除以7d时间为妥,降温速度不宜过快,以防温差应力产生裂缝.

结语

综上所述,本工程经过采取一些优化设计和技术、安全保障措施后,各个塔楼转换层施工中都未出现重大事故,转换层混凝土外光内实,质量良好,没有明显有害裂缝,最终施工取得了良好的效果.通过对该转换层的成功案例,希望能给同行予参考价值.