高层综合楼厚板结构转换层施工技术分析探讨

关键词:高层建筑;结构转换层;模板支撑;大体积混凝土;监测 

　　1引言 

　　高层建筑结构转换层的跨度和承受的竖向荷载均很大,致使它的截面尺寸高而大,混凝土的连续浇捣施工强度大,施工过程比较复杂,有一定的难度。基于以往高层建筑转换层的施工实践,本文以厚板转换层施工为例,分析阐述钢筋混凝土厚板结构转换层的施工技术要点。 

　　2工程概况 

　　湖南湘乡某工程项目是一座多功能的综合性大厦,地下1层,地上18层,大屋面总高度为58.5m,总建筑面积为30375m2,第4层为1.8m厚板结构转换层,将其上部5～18层的剪力墙结构体系转换成框架结构体系,见图1。转换层厚板的平面尺寸为1318m2,钢筋重达850t,混凝土总量为2430m3,强度等级C40。 

　　3转换层施工方案分析与比较 

　　厚板转换层自重及施工荷载为51.3kN/m2。采用常规的支模体系,单靠下层楼板承受如此大的荷载势必会破坏下层结构,而采用分层卸载的方法则必须从地下室底板起搭设4层支撑架,靠各层楼面的变形协调来传递扩散荷载,这样既不经济,也不能保证结构楼板不产生开裂现象。 

　　经过分析比较和计算,确定采用叠合梁的原理转换厚板,即将转换板混凝土分两次浇筑,第一次浇筑0.8m厚,待其强度增长达到90%后再浇筑第二层1.0m厚混凝土,利用第一层先浇板承受第二层后浇板的施工荷载,转换板的钢筋相应分两层绑扎。  

　　4厚板结构转换层施工技术 

　　4.1模板支撑工程 

　　模板支架采用扣件式钢管脚手架,钢管采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管。立杆用3.6m的整根钢管,中间不设接头,间距为0.5m×0.5m,立杆下满铺2.5cm厚木板,水平方向拉杆设4道,并设剪刀撑。顶端横杆与立杆的扣件下加设1个扣件,以增大抗滑移能力。顶端横杆上放10cm×10cm木檩条,间距为40cm。模板采用竹节板。转换层的侧模用 14钢筋在相应位置与暗梁主筋拉接,横纵间距见图2、图3,外部与模板背楞固定。经验算,上述模板支撑体系满足第一步0.8m厚混凝土的施工要求。 

　　在转换层施工期间,1～3层的梁板支撑均不拆除,在第一步0.8m厚混凝土强度达到设计要求后,在第二步1.0m厚混凝土浇筑前,松开三层模板支撑顶端横杆与立杆的扣件进行卸荷,然后再全部上紧,以使第一步0.8m厚混凝土板和模板支撑体系共同承受上部荷载。在第二步1.0m厚混凝土强度达到设计要求后方可拆除全部模板及支撑。 

　　4.2钢筋工程 

　　钢筋绑扎分两次完成,先绑扎下层0.8m范围内 32@110和 20@200两层钢筋,待混凝土浇筑完并处理好上表面后再绑扎上部1.0m范围内钢筋。转换厚板1.8m高整板各层钢筋网片的固定,使用钢筋作立杆焊接形成间距1m的架立网,作为各层钢筋的支撑体系。在0.95m高位置增设 20@100双向钢筋网,以提高混凝土抗裂性,避免温度应力和收缩应力引起混凝土开裂。 

　　4.3混凝土工程 

　　4.3.1混凝土配合比 

　　转换层混凝土强度等级为C40,提前进行试配,采用“三掺”技术,调整混凝土配合比。水泥:砂:石子:水:粉煤灰:外加剂=1:2.06:3.09:0.53:0.22:0.023,选用普通硅酸盐水泥;掺加适量粉煤灰以减少水泥用量,降低水泥水化热,可控制混凝土温度裂缝的出现,统筹改善混凝土的流动性和可泵性;掺加适量UEA膨胀剂,以补偿混凝土的收缩。可控制混凝土收缩裂缝的出现;掺加适量缓凝早强减水剂,以提高混凝土早期强度,可控制混凝土初凝时间。混凝土的水胶比控制在0.45以下,砂率控制在44%以内,水灰比控制在0.48以下,混凝土的入泵坍落度控制在140～160mm,混凝土总含碱量不大于3kg/m3。 

　　4.3.2混凝土施工缝的处理 

　　为使转换板的整板的承载性能不因混凝土分两次浇筑而下降,必须在两浇筑层结合面采取特殊处理措施,来保证两层混凝土板协同工作。 

　　预留坑槽:在先浇层板上表面留设间距1m呈梅花形布置的混凝土坑槽,槽深为100mm,平面边长300mm,通过预埋木盒来实现。 

　　混凝土表面处理:对先浇层板混凝土上表面。在混凝土初凝前涂刷一道高效缓凝剂即界面剂,混凝土终凝后立即用水冲洗即可露出表面石子,下次混凝土浇筑前再充分水润。 

　　4.3.3混凝土的浇筑 

　　采用泵送商品混凝土,使用插入式振捣器分层捣实混凝土。通过检测第一步0.8m厚混凝土浇筑时留置的同条件养护试件的强度,判定混凝土是否达到设计强度等级,以确定第二步1.0m厚混凝土的浇筑日期。 

　　4.3.4混凝土测温 

　　测温点布置必须具有代表性和可比性,沿浇灌高度,应布置在底部、中部和表面,垂直测点间距为500mm,水平测点间距为5m。当使用热电偶温度计时,其插入深度可按实际需要和具体情况而定,一般不少于热电偶体径的6～10倍,测温点的布置距边角和表面应大于50mm,并对测温数据进行分析,实施动态控制。 

　　4.3.5混凝土养护 

　　由于转换层在春季施工,所以采用蓄水法进行养护,在混凝土初凝后先洒水养护3h。随后进行蓄水养护,蓄水高度为100mm。板侧面挂草袋(或麻袋)进行浇水养护,使其保持湿润。根据在转换厚板不同深度各相关部位埋设的测温点,所显示的混凝土内部温度变化情况,及时采取措施,调整混凝土的养护水温。混凝土中心温度与表面温度之差。表面温度与环境温度之差均小于25℃。当中心温度与表面温度之差超过25℃时,可提高养护水温;表面温度与环境温度超过25℃时,可适当降低养护水温,反之亦然。 

　　 

　　5结构转换层施工检测与效果分析 

　　测温数据显示,转换层混凝土施工期间,第一次浇筑时间为2006年3月1日至3月3日、第二次浇筑时间为2006年3月19日至3月21日。环境温度为12℃～26℃,混凝土入模温度为19℃～23.1℃,混凝土中心最高温度为60.7℃～63.5℃。低于预控极限75℃;最大温升为36℃～40℃,低于预控极限值45℃;内表温差最大值为24℃～24.5℃,表外温差最大值为23.8℃～24.6℃,远低于预控极限值30℃,温差得到有效控制,同时实践证明混凝土配合比设计达到了低水化热温升的预期目的。 

　　混凝土28d抗压强度试验报告显示,试块强度达到设计强度等级的120%～140%,均值126%,试验结果表明,按设计配合比配制的混凝土强度完全满足设计要求,质量稳定。 

　　该厚板转换层混凝土浇筑2个月后(收缩基本已完成),经现场全面检查1～4层楼板(包括转换层)未发现可见裂缝。 

　　6结语 

　　施工实践证明,采用叠合梁法原理将转换板混凝土分两次浇筑,很好地解决了厚板的施工荷载传递问题,同时将第一次与第二次浇筑的施工缝做成梅花形布置坑槽,解决了混凝土叠合面的抗剪承载力问题,取得了良好的施工效果和经济效益。 

　    参考文献: 

　　[1] 混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002. 

　　[2] 高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ 3-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002. 

　　[3]迟陪云.大体积混凝土裂缝的起因及防治措施.混凝土.2001,12. 

　　[4] 富文权.混凝土工程裂缝分析与控制.中国铁道出版社,2002. 

　　[5]唐兴荣,何若全.高层建筑中转换层结构的现状和发展[J].苏州城建环保学院学报,2001(4).