高层建筑结构转换层施工技术曹桥福

高层建筑结构转换层施工技术曹桥福

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摘要:随着建筑的不断增高,高层建筑因为上下受力不同,转换层结构的跨度以及承受的竖向荷载都比较大,这必然会带来连续施工强度大,施工过程复杂的问题。为了实现建筑上下结构形式和轴线安排的自然过渡,转换层的施工就成为一个重要的纽带,施工技术如何直接决定着建筑的正常施工、安全质量与寿命等。为此,有必要针对这一技术展开深入探讨。

关键词:高层建筑;转换层;施工技术

1高层建筑结构转换层施工概述

现代高层建筑是面向多功能发展的。例如上部为小开间下部为大空间的商业用房等,像这一类的建筑就必需设置转换层才能承托上部的框架或剪力墙的重量,转换层结构有梁式、板式、桁架式或空腹桁架式等多种形式。统计目前国内建造的有转换层建筑,采用梁式结构的建筑就占了87%。转换层结构可采用钢筋混凝土、预应力混凝土、劲性钢筋混凝土等多种混凝土组合结构,而大多数以采用钢筋混凝土为主。

在高层建筑物中上下受力不同,由此也造成柱网疏密、墙多墙少的差异,为了实现建筑上下结构形式和轴线安排的自然过渡,就有必要设置转换结构构件,而转换层就是转换结构构件所在的楼层,是连接不同结构形式之间的要点。可见,结构转换包括上、下层结构类型的转换、上、下层柱网轴线改变以及结构形式和结构轴线位置的同时转换。转换层的结构形式分为梁式、空腹析架式、桁架式、板式和箱式等主要形式,其中以梁式转换层尤为常见。转换层结构一般为大体积混凝土,体积、厚度和施工荷载都比较大,要比普通钢筋混凝土结构厚、钢筋密、体形大、混凝土使用数量多、工程条件复杂以及较高的施工技术要求。转换层墙柱使用高强度等级混凝土,在施工时很容易产生温度与收缩裂缝。为了控制温度变形裂缝,就要考虑温度应力的影响,需要控制好结构物的结构厚度、平面尺寸、约束条件等一些因素。

2高层建筑结构转换层施工技术分析

2.1转换层底模板支撑系统

一般来说,转换层的施工荷载、混凝土自重较大,所以施工过程中最关键的环节在于底部模板的支撑系统,实际工程中,可以采用以下方法进行施工:

(1)常规浇筑法

转换厚板和转换梁的施工过程中,关键的施工环节是支模混凝土浇筑成型。由于转换层底模的荷载问题,其支撑需要从底层开始到底层地面的顺序来施工。这种施工技术的施工现场,需要使用较多的支撑材料,因而尤其适用于转换层位置较低的工程。

(2)叠合浇筑法

叠合浇筑法,是将厚板、转换梁分成两或三次进行浇筑叠合,最终成型。这种施工方法的原理是,利用第一次浇筑制成的板和梁,当做二次浇筑施工中的自重与施工荷载支撑,然后利用两次混凝土浇筑所形成的叠合梁,当做第三次浇筑施工的自重和施工荷载支撑。在运用该施工技术时,对于支撑系统仅仅需要考虑承受第一次的浇筑混凝土自重与施工荷载,在施工中即可大大降低下部的钢管支撑负荷的大小,并节约模板材料。另外,由于混凝土施工实行的是分层浇筑的方式,这样还可以缓解温度应力、水化热等因素对裂缝控制的影响。

(3)荷载传递法

荷载传递法是利用支撑系统,将转换层的厚板、转换梁具有的混凝土自重、施工荷载等进行分摊到若干其他楼层,其中支承楼板的相关数据需要通过精确的计算才能确定。其转换层的自重与施工荷载传递主要有以下途径:(1)通过设置钢牛腿、梁下斜撑支架,进行转换层底的绝大部分荷载传递;(2)利用梁下排架体系,进行其余荷载的向下楼层传递。

2.2钢筋安装施工技术

建筑物承载梁框架内部的钢筋材料在很大程度上弥补了混凝土的抗拉性能差的缺点,同时,钢筋在高层建筑转换梁结构中的布设是一项十分重要的施工环节,因此钢筋在梁框架内的布设应严格按照施工设计规定进行,确保每一根受力钢筋都在其设定的位置,使转换梁满足建筑工程的设计承载要求。高层建筑转换层中承重梁的框架中含有大量的钢材,主筋跨度大,相互梁间的连接点处钢筋的布设较为密集,在工程施工时施工人员应严格根据工程设计规范进行准确下料,精确控制钢筋轧制和钢筋搭接处的焊接质量,核算配置钢筋的强度是否满足设计要求,按照图纸规范的进行钢筋的安置就位。

2.3混凝土浇筑技术

后浇带混凝土的施工作业被划分为两个流水作业段,每个阶段的混凝土浇筑需两次才能完成,第一次主要是对墙浇筑混凝土;第二次则是对梁板来浇筑混凝土,整个浇筑过程都不能间断。开展浇筑施工作业时施工缝最好处于后浇带位置,这样其它的地方便不会存在施工缝,也就能更好的确保混凝土浇筑的质量。

(1)混凝土浇筑的方式要适宜

施工人员在浇筑混凝土时常会借助斜面分层布料措施浇筑混凝土,然后以插入式振捣。浇筑区域都要有专人进行看管,这样就能避免漏振现象的出现。对于梁柱节点及一些钢筋比较密实的位置,除了要根据一些常规的施工工艺开展施工作业外,还需根据其特点,选择合适的振动棒来配合整个振捣施工作业的开展,从而保证混凝土密实度可以满足施工设计要求。

(2)采用防裂施工技术

施工人员常会顺着竖向安装两套循环降温管及水箱回路,以便促使梁核心的温度降低。降温管管径多为25mm,两个降温管间距一般控制在50cm,当混凝土温度处于不断上升阶段时就要尽可能的将其内部产生的热量带走,从而降低其内部温度。采用降温管及水箱回路正好可以满足这种需求。当然施工人员也可以把混凝土里面含有的20%的水泥换成14.75%的粉煤灰,这样就可以降低混凝土的水热化,使得混凝土和易性得以提高,进而降低其本身的水灰比。

另外在里面添加适量的混凝剂可以降低水热化,并且能把水热化峰值延迟。

施工人员常在梁底模和侧模的外面加铺两层以上的塑料薄膜,并且还要结合胶合板一块使用,从而起到保护梁底面及侧面的作用。如果工程施工期赶到夏季,尤其是在八月份混凝土浇筑完的一段时间内,胶合板的内外温差通常维持在22~30℃之间。此外混凝土浇筑完后还需在8h内就开展其表面的养护工作,对于梁范围内的板面口还要修筑长宽均为120mm的砖来围护;蓄温水养护时间要控制在7d以上。

(3)混凝土测温工作

混凝土测温工作也是施工人员不容忽视的一个环节,一般可采取建筑电子测量仪来对现场实时监控混凝土温度。当混凝土处于温度上升的阶段时需要每2h测量1次它的温度;当其处于降温阶段时则需每隔4h测1次它的温度;后期每隔6~8h测量1次便可,与此同时还需测量大气温度。从多次测量数据来看,实测中心的最高温度可达73.8℃,此时底板温度高达55.6℃,板面的温度则为50.3℃,底板跟板面温差不大,这样混凝土的温度就可以达到施工规范的要求了。

结束语

随着高层建筑结构的不断发展和房地产市场竞争的加剧,带转换层的高层建筑有着广泛的市场需求,高层建筑转换层作为上下层结构转换的桥梁,实现了高层建筑多功能性和综合利用性。在施工设计中,要科学计算、精心组织、规范施工,严格做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物的整体质量打下坚实基础,从而取得良好的社会经济效益。

参考文献

[1]袁涛,李茁,刘虎.高层建筑转换层施工技术实例[J].城市建设理论研究,2011(21):51-53.

[2]黄晓辉,梁延程.关于高层建筑转换层施工技术的探讨[J].科技致富向导,2010(8):77-79.

[3]卜正林.探讨高层建筑转换层施工技术[J].城市建设,2011(5):103-104.

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