高层厚板转换层结构的施工探讨

摘 要:随着城市建设的发展,大部分高层建筑由于建筑使用要求,主体结构都必须设计转换层。因转换层的结构复杂,其施工要符合常规工艺特点,还应采取特殊措施,保证施工质量,文章以某高层建筑工程实例,研究了高层建筑预应力混凝土厚板转换层浇筑的施工技术,提出了一整套可行的施工方案应用于该工程。

关键词:高层建筑;转换层;浇筑;施工技术

1 前 言

转换层的结构形式主要有梁式、桁架式、空腹析架式、箱式和板式。目前梁式转换层用得较为广泛。随着人民生活的改善,对建筑功能造型要求越来越高,同时要求转换结构形式和结构轴线位置会越来越多,所以板式转换形式也会发展较快。

随着我国高层新型建筑的不断发展,厚板转换层工程越来越多。现代预应力技术作为建筑行业的一项新技术,很适合厚板转换层这类跨度和受力大、挠度控制及抗冲切问题突出的特殊结构。本文主要针对厚板预应力混凝土转换层的浇筑措施进行了研究,为现代预应力技术与厚板转换层结构合理应用的施工提供了可靠的保证措施。

2 工程背景

某高层住宅地面以上30层,地下1 层,大屋面总高度为90.24m,总建筑面积为54886m2,第3层为175m 厚板转换层,将其上部4～30 层的剪力墙结构体系转换成框架结构体系,转换层厚板的平面尺寸为1316m。由于工程结构形式复杂,不仅转换层上下的结构形式不同,而且下部柱网轴线和上部楼层的轴线完全错开,因此在第三层采用预应力厚板转换层。

该工程采用预应力厚板转换层,它的优点是上下层轴网可以灵活布置。而对厚板施加预应力可以改善受力状况,抵抗大体积混凝土浇筑时水化热较大的影响,还可以降低板厚。厚板的厚度 一般可取最大柱距的1/3～2/5,该设计中最大柱距为8.4m,由于采用了预应力转换厚板,提高了混凝土的抗冲切能力,所以厚板取值为1.75m,为柱距的1/4.8。该工程在厚板板面和板底配置了直线型预应力筋,以柱上板带为主施加有粘结预应力。

3 确定转换层施工方案

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0.75m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。

3.1 模板工程

因转换层钢筋密集、混凝土与钢筋自重以及施工荷载非常大,因此如何确定转换层模板的支撑系统为转换层施工的重点,必须保证支撑系统的承载力和整体稳定性。

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 0.5mx0.5m,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。

在转换层施工期间,1～2 层的梁板支撑均不拆除,在第一步0.75m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2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0.75m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。

3.2 钢筋工程

钢筋绑扎分两次完成,先绑扎下层0.75m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1.75m 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2×100 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。

3.3 混凝土工程

3.3.1 转换层混凝土强度等级为C40,要提前进行试配,采用“三掺”技术,调整混凝土配合比。

由于转换板厚1.75m,根据要求可分两层浇筑,第一层浇筑600mm,第二层浇筑1150mm。对C45大体积混凝土结构,特别是第二层,水化热较高,因此在原材料的选择和配合比上做了研究,在掺加了粉煤灰和高效减水剂,以降低水化热。每立方混凝土中掺加73kgII级粉煤灰,使水化热能降低5℃左右,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,水泥采用525R普通硅酸盐水泥,碎石选用5～25mm的小碎石,含泥量小于1%,针片状含量小于15%,砂子选用细度模数在2.5以上中粗砂,含泥量小于2%。砂率0.37,实测坍落度160±2mm,混凝土总含碱量不大于3kg/m3。

3.3.2 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嵋。

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。

3.3.3 混凝土浇筑

(1)混凝土浇筑必须满足每层整体连续性的要求,浇筑时采用由转换板中心开始向两侧分的对称浇筑路线,一个施工段由现场搅拌配合泵送完成,另一个施工段由商品混凝上完成,考虑到两部分的施工速度,在总量上按1:1比例进行划分,商品混凝土供应与现场搅拌施工速度保持一致,这样才能使脚手架对称受力,不致产生偏压现象而发生侧向位移趋势。

(2)采用斜面分层,薄层浇筑,自然流淌,连续浇筑到顶的方法。分层厚度500mm,自然流淌坡度控制在1:3～1:5,经测算,建筑断面最大,浇筑厚度500mm时,约需混凝土80m3,按混凝土初凝时间12h计,满足要求。

(3)采用50或其他类型插入式振捣器振捣,钢筋密集区即墙、柱、梁相交处采用30插入式振捣器。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20～30秒,振捣间距不大于500mm振捣棒插入下一层50mm深,对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。振捣以表面水平不再显著下降,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。

(4)泌水处理。泵送混凝土流动性大,泌水多,影响混凝土密实性和结构的整体性,在板四周侧模的底部、上口开设排水孔,使多余的水从孔中自然排出。

3.3.4 层浇筑界面及表面处理

混凝土浇筑结束后静停lh,待混凝土面泌水渗出后,在模板面上钻孔排水泌水,用30～60mm碎石作为石笋铺放在混凝土表面的水泥浆中;大小粒径碎石,应一半埋入水泥浆中,一半露在外面,作石笋的碎石要经过筛选水洗。600mm厚混凝土浇筑前按设计要求绑扎好Φ16×500的锚筋。另有纵横每隔700mm布置马凳中25钢筋支架。支架及锚拉筋将上、下层混凝土拉结在一起,增强了抗剪能力。

大体积混凝土泵送,表面水泥浆较厚,浇筑后做了处理。在初凝前1～2h先用长刮尺按标高刮平。在终凝以前再用铁滚筒碾压数遍,以闭合收缩裂缝。

3.3.5 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。

3.3.6 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。

4 结 论

终上所述,采用叠合梁法原理将转换板混凝土分两次浇筑,解决了厚板的施工荷载传递问题,分层界面采用抗剪筋和露出碎石方法增加混凝土的抗剪能力,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,C45大体积混凝土结构水泥含量高,浇筑后水泥水化热大,因此在原材料的选择和配合比上采用双掺技术。浇筑采用斜面薄层推进,一次到顶,平面上分两工作面从中间向四周对称推进浇筑也是较合理的,实际工程的应用实例证明本文采取的措施是切实可行的。

参考文献

[1]叶琳昌,沈义.大体积混凝上施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]李霖.2.8m厚混凝土整板结构转换层施工技术[J].施工技术,1996.