高层框剪结构转换层施工技术

摘 要：随着社会经济的发展,人们对建筑物的施工技术的要求越来越严格了.本文根据工程实例,对高层建筑结构转换层的关键施工技术进行了探讨.

关 键 词 ：模板；高层结构转换；混凝土

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1.工程概况

某工程地上32层,地下2层.裙房4层,为框架结构.第五层(标高16.20～21.50m,层高5.3m)是结构转换层.第六层以上是框架剪力墙结构,建筑面积共40960m2.

2.转换层情况

框肢梁(主)900mm×2000mm,上面3排共21根Φ36钢筋,下面4排共27根Φ36钢筋,腰筋Φ20上下间距200,箍筋Φ14,间距100(6肢)框肢梁最长24m,最大跨度7.8m.框肢柱4个角柱为1300mm×1300mm的“L型”,框肢柱1000mm×1000mm,主筋4Φ32+20Φ28,楼面层厚度(h)180mm,层高5.3m,净高3.3m.本转换层建筑面积1024m2,含Φ36钢筋230t,箍筋50t,包括核心筒,楼面共计含钢430t,接头900个,混凝土体量900m3(C50),施工时间长达35d.

3.模板工程关键工艺

3.1 计算

框肢梁高2000mm,新浇筑砼侧压力经F等于0.22γct0β1β2V1/2和F等于γcH二式计算取小值,如超过50kN/m2,则需经过计算,来确定模板、钢管及螺栓的数量和间距,保证侧模有足够的承载力和刚度.

3.2 立模

框肢柱及核心筒模板立好后,约20d左右才能够浇筑混凝土,此期间要进行框肢梁钢筋的安装绑扎.由于Φ36钢筋较重(8.0kg·m-1)较长(最长达24m),钢筋在柱支座上的穿插、移动必然要对柱筋、柱模及核心筒模产生较大的水平推力,故它们的支撑系统应该独立且十分牢固、稳定,浇筑砼之前,还需进行复核.

3.3 支撑

砼浇筑中的框肢梁对模板支撑系统产生超过6.5t/m2的动荷载,通过稳定承载能力的验算,配备足够密集的支撑杆件,并采取相应的构造措施加强整体性.

3.3.1 模板支撑采取钢管脚手架直接支承在4层楼面上,支撑间距为400mm.楼板脚手架相互搭接400mm布置,每排间距不大于1m.

3.3.2 立杆下端与楼面接触之间应铺垫铁板或胶合板(考虑到木板易碎).

3.3.3 扫地杆间距1000mm,下垫木砖,加强其刚度和稳定性.

3.3.4 梁底排架系统两侧增加剪刀撑,上顶梁端,下支柱脚.

3.3.5 梁下排架系统增设三道水平拉杆,将各梁联系起来,形成整体空间钢管桁架.

3.3.6 钢筋砼框肢梁产生的施工荷载,大大超过该层楼盖允许施工荷载(350kg·m-2),故应配备足够楼盖支撑层数分担荷载.根据施工经验和弹性力计算,原4层楼盖的满堂脚手支撑不拆,第三、四两层对应第五层的框肢梁部位应重点布置顶撑来减荷.

4.钢筋工程关键工艺

4.1 钢筋连接

Φ36粗钢筋连接采用套筒冷挤压连接方式,抗拉强度经质量监督站检测中心室检测,符合国家标准.

4.2 施工程序

框肢梁钢筋安装程序必须根据总的施工程序进行编排,具体划分为:钢管排架→梁底模板→下部纵筋临时搁架→下部纵筋→吊筋→柱、核心筒箍筋,水平分布筋(梁高范围内)→上部纵筋临时搁架→上部纵筋→箍筋、腰筋→下部纵筋保护层→下搁架拆除,下沉大梁钢筋笼→柱、核心筒(第一阶段)砼浇筑→拆除上搁架,安装大梁侧模→楼盖模板→剪力墙插筋→核心筒梁板钢筋→框肢梁、柱、核心筒(第二阶段)砼浇筑→楼盖钢筋(板筋)→楼盖砼浇筑(第三阶段).

4.2.1 排架搭设必须包括临时平台,作为操作站人、堆放钢筋.

4.2.2 由于框肢梁钢筋笼太重,为方便固定纵筋和安装箍筋、垫保护层,事先必须搭设上、下部纵筋临时搁架.

4.2.3 框肢柱、核心筒壁的箍筋及水平分布筋分两次绑扎.第一次只到梁下(2.8m以下),待梁下部纵筋就位后,立即开始绑扎上部箍筋和水平分布筋(2.8～5.3m).

4.2.4 框肢梁侧模应待钢筋工程全部完成后安装.

4.3 框肢梁有效高度的控制

框肢梁上排9Φ36+6Φ36+6Φ36,下排6Φ36+6Φ36+6Φ36+9Φ36.ZHL22、ZHL23和ZHL20共计118根Φ36主筋,上面9层、下面12层互相穿插,上下交替搁置在Z3-4上,下部纵筋累计高度(包括保护层)达400mm,梁上、下部纵筋净距1700mm.钢筋绑扎次序的不同会直接影响各梁的有效截面高度,应全盘考虑各梁钢筋绑扎安装次序.一般地说,ZHL22、ZHL20跨度最大,应确保h0最高,4个翼缘必须同时安装纵筋,使连接4个翼缘的ZHL23纵筋穿插合理,保持水平.

4.4 框肢柱ZHL22、ZHL23节点钢筋处理

连结在该支座上的钢筋有ZHL22、ZHL23框肢梁的118根Φ36钢筋及上下弯起锚固的部分,还有柱筋24Φ28,腰筋54Φ20若干拉结筋,钢筋密度非常大.为最有效地利用有限的节点空间,确保纵筋的水平、垂直锚固长度满足设计和规范要求,同时考虑到施工上的具体困难,必须采取以下措施.

4.4.1 除核心筒壁墙内钢筋外,其余钢筋在翻样时,精心安排,争取下锚.钢筋弯起点应尽量靠近柱边,以便让出核心,增大节点空间,为上部钢筋的向下锚固和砼浇筑提供较大的位置和空间.

4.4.2 按1:0.5画出实际节点平面大样和纵筋穿插线路,找出合理的弯点,精心计算纵筋下料长度.

4.4.3 现场制成1:4实物模型,模拟安装过程,对纵筋下料长度作进一步调整,摸清柱筋与梁纵筋相互穿插、协调的位置.

4.4.4 钢筋加工成型时,须对钢筋逐根编号,注明所属梁号,大位置(上部、下部纵筋),小位置(几排、第几根),锚固方向(上弯、下弯),以及两端水平锚固长度,并按使用次序堆放.

4.4.5 在大梁底模两端画出每排纵筋分布位置,从而确定柱筋间距,以便让出空档留给梁筋穿插,柱筋有可能出现2根、3根挤靠在一起的现象.

4.4.6 梁筋的安装须按翻样规定的次序和位置距离要求,对号入座,上3排、下4排逐根对齐,形成砼和振动棒下落通道.

4.4.7 Φ36纵筋粗、重,每根钢筋的安装都必须借助塔吊,吊点应多于4点,防止发生弯曲变形.

4.5 框肢梁箍筋处理

4.5.1 大梁截面上有3排纵筋,下有4排纵筋,柱节点处上9排、下12排重叠,应根据各梁纵筋安装次序确定箍筋高度,防止超高,影响楼面钢筋绑扎和砼浇筑.

4.5.2 6肢箍筋的安装方法:大箍筋由底往上套穿,开口在上,中间两道箍筋则由下向上就位,开口在下,及时点焊封闭.

4.5.3 框肢梁钢筋工程完成后,须拆掉临时搁架,下沉纵筋,为保证箍筋间距不受影响,须将箍筋与下部纵筋扎好.

4.6 框肢梁保护层处理

框肢梁钢筋笼非常重,各梁底筋高度不一样,客观上需要制作不同厚度的高强度保护层垫块,而且必须一律垫在箍筋下面.

4.7 框肢梁纵筋的下沉方法

框肢梁钢筋工程完成后,及时下沉下部纵筋至预定位置,但由于钢筋密度大,直径粗,且都带肋,互相之间的咬合使沉筋变得十分困难,须借助大铁锤夯击.为留出适当空档使浇筑框肢柱、核心筒的砼顺利下落,下部钢筋可先下沉1排.此外,对框肢柱主筋顶部在梁内弯起锚固,框肢梁上的剪力墙插筋等也存在一些特殊处理方法,限于篇幅,不再详叙.

5 混凝土工程关键工艺

5.1 运输

混凝土主要采用混凝土泵输送,塔式起重机辅助运输.

5.2 质量

混凝土是由搅拌站提供的预拌混凝土.为了减小水化热,采取以下措施:①水泥采用52.5#普通硅酸盐水泥.②采用FDH-RY6减水剂.混凝土到达工地后,要求保持有180～200mm的坍落度,以满足泵送要求.混凝土平均泵送能力为35m3·h-1,经对每层混凝土浇筑所需的时间进行计算,要满足混凝土分层浇筑要求,混凝土的缓凝时间需达到12h.

5.3 浇筑

混凝土分3次浇筑,第二次浇筑分2层进行,每层厚度约600mm,第三次浇筑分2层进行,第一层厚度约600mm,第二层厚度约200mm,每层混凝土浇筑方向相反.

5.4 清理

整个转换层砼分3次浇筑,这对已成型的钢筋污染较大,必须及时清理主筋上的残余砼,并认真清理施工缝,按规范先铺10～15mm厚的水泥砂浆,即可继续浇筑混凝土.

5.5 振捣

由于柱节点核心区钢筋太密,影响砼浇筑.特别会影响梁下框肢柱、核心筒砼浇筑(第一次浇筑).选用同标号细石砼,加减水剂,可增加坍落度和流动性.振动棒可选用小棒上下插入,但应注意小棒威力不足,应多插、多振,特别注意振棒通过节点下插的线路,防止拔不上来,造成浪费.浇灌时,应派专人在下面用木锤敲击柱模,检查是否密实,帮助振实.

框肢梁体量大,含钢量多,浇筑砼时应重点振捣主筋下部,主筋与侧模之间,模板阴角处以及钢筋密集、石子较多处的砼,工人较多处的砼.工人交接班时,须特别交待清楚已浇筑部位,正在和将要振捣部位,防止过振、漏振.

5.6 连接

当第二次混凝土浇筑完毕后,即完成梁1、2m厚度后,随即往混凝土接合面上撒已清洗干净并晾干的碎石(30～60mm)作为石笋(作为石笋的碎石要筛选),使石子部分露出表面,部分嵌入混凝土,以提高与上层混凝土的结合力.

5.7 养护

第二次混凝土浇筑后,在第三次混凝土浇筑前,要设专人专职养护,使混凝土表面保持湿润.第三次混凝土浇至完成面时,安排瓦工跟班,用刮尺将混凝土表面刮平,表面水光一消失,就用磨板拍实磨平,随即用湿麻袋盖好.在混凝土终凝前,每隔4h揭开麻袋检查一次,发现有裂缝出现时,适当加水泥浆用木磨板将裂缝磨合,消除裂缝,12h后开始洒水养护,连续洒水不少于14d.由于混凝土的温度高,水分蒸发快,为了避免水分蒸发带走过多的热量,每段混凝土浇筑完后,侧面淋水保温养护,顶面蓄水养护.进入降温阶段,侧面模板外加钉湿润草袋和塑料布保温.

结束语

转换层的支撑在施工至拆模的整个过程中,模板的强度、刚度及整个稳定性均能满足施工要求,无变形、跑模及漏浆现象.混凝土表面平整,无蜂窝、麻面,没有温度裂缝,混凝土强度达到设计要求,方案的实施是成功的.

采用转换层的支模方法,充分挖掘了下层钢筋混凝土楼面的潜力,加上混凝土的浇筑采用了2次浇筑的方案,从而大大降低了支模的工料耗用量,节约了资金,加快了进度,效果达到预期目的.