高层框剪结构转换层施工技术探讨

关键词：模板；高层结构转换；混凝土 

　　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=0.22γct0β1β2V1/2和F=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。 

　　4.1 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。 

　　参考文献 

　　[1]蒋冬荣.高层建筑框剪结构施工技术探讨[J].四川建材，2009，(01). 

　　[2]刘朝宏.浅谈转换层高度对框剪结构设计受力的影响[J].山西建筑，2009（24）.