关于高层建筑转换层施工的技术探讨

摘要：随着城市建设的不断发展，当今高层建筑的发展趋势是集居住、办公、商业为一体的综合建筑，由于空间功能的复杂化，使得建筑结构也随之变化。上部与下部因使用功能不同，因而采用不同结构类型，并通过楼层进行结构转换，以满足上部空间与下部空间的功能需要。本文主要通过工程实例介绍高层建筑转换层施工技术及其质量控制措施。

关键词：高层建筑；转换层；钢筋；裂缝；施工

1 转换层结构施工特点

转换层的自重和施工荷载往往很大，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计。设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力的验算。对大体积混凝土转换层，混凝土施工时应考虑采取减小混凝土水化热的措施，防止新浇混凝土的温度裂缝。转换层的跨度和承受的荷载都很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置，利用钢筋骨架或预应力卸荷。在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用已经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载，极大改善支撑受力性能，这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况，如上部采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架等结构形式。本文根据笔者多年施工实践经验，主要介绍结构转换层的施工方法并提出见解，以供参考。

2 工程概况

某高层建筑地下2层，地上21层，集居住、商业、办公为一体的综合性建筑。结构形式为框架―剪力墙，结构转换层设在第五层楼面，楼板厚200mm，凡梁上部重新设框架柱的部位，共设计有5榀工字形现浇钢筋混凝土框架大梁4KL507 (700×3200)和1KL508 (700×3600)，其跨度15150mm。据测算KL-507线荷载(包括本身自重，楼面自重和施工荷载)101.58KN/m，自重1538.94KN，KL-508线荷载108.58KN/m，自重1644.99KN。根据工程的实际情况，结构转换层施工中需要解决以下三个问题：①转换层大梁模板的支承；②大配筋梁的钢筋组装；③大体积砼的裂缝控制。

3 施工中问题解决的技术方案

3.1大梁模板的支承施工技术

在施工方案的讨论中，共提出两种方案。其一是从地下室基础筏板顶面开始，逐层设置钢管支撑架至转换层底部；其二是采用叠合式受弯构件即分层浇筑。通过对比，最后选择了经济合理、安全可靠的叠合式受弯构件施工方案。

框梁的施工主要分两个阶段进行。

第一阶段施工大梁1.4m高度的砼，经数日养护砼强度达到设计强度(C40)的80%时，便有足够的单独承担第二次浇筑荷载的能力。这样可将KL-507自重减轻52%，KL-508自重减轻56%。当转换层框架梁系经第一次浇筑成“半成品梁”后，由于其下支撑架均未拆除，故续加于“半成品梁”上的荷载应由“半成品梁”的第三、四层相应支承梁共同承担。本工程中5榀“半成品梁”的刚度均远大于与之相对应的第三、四层支承梁刚度的总和，故第一次浇筑的“半成品梁”本身具有单独承担至转换层梁顶的施工荷载的能力，达到安全和保证工程施工质量。

第二阶段施工大梁1.8m和2.2m高度的砼。具体施工技术要求如下：

(1)大梁各施工阶段保证设置可靠支撑是本工程施工的关键之一。采用组合钢模板，侧模用扁铁拉杆，保证模板不变形。垂直支撑采用 48壁厚3.5mm双立杆支撑，立杆纵横间距为500mm，用扣件纵横连接，步距1.2m。纵横立杆每排设置剪力撑，同时还增设木支撑加固。

(2)在梁的两端自边柱起400mm，每间隔500mm分别各设置五条横向企口缝，以增强叠合层结合部位剪力，在计算中可不考虑，作为抗剪安全储备。

(3)第一次封堵侧模板之前，要将梁底模板内杂质清理冲洗干净，并要将边柱的水平施工缝凿毛，清理掉砼凝结时产生的水泥簿膜。浇筑前将水平施工缝用清水冲洗干净，钢筋入模绑扎成型后，经自检、互检和双方隐蔽验收符合图纸设计后封堵模板，第一次封堵侧模板高度1.4m，浇筑第一阶段砼，第二次砼浇筑之前，将叠合层结合部位和两端各设置的五条横向企口缝砼凿毛清理冲洗干净，封堵梁侧模板至设计高度，该梁第二阶段砼浇筑和转换层(五层结构层)整体浇筑，为了防止砼对梁的侧模产生的侧压力，采用扁钢拉杆，拉杆纵横间距均为400mm。

(4)在叠合梁施工中规定第一阶段砼强度必须达到设计强度的80%后，才能进行第二阶段砼施工。为此，每榀梁在每一阶段砼施工完的同时，各做三组试块，第5天试压一组，第7天试压一组，第28天试压一组。施工时的平均气温在25℃左右，砼强度上升比较快，且在砼内掺有高效早强减水剂，第5天强度就超过80%。

(5)按原设计要求：梁、板、柱砼强度等级均为C40。该五榀梁跨中柱传递荷载是随着施工层数增加逐层传递的，而且是叠合施工后传递的，可参照普通的受弯构件规定计算。

3.2转换层钢筋工程施工

转换层大粱的配筋(主筋及箍筋)均有直径大、数量多、间距密的特点，加之截面既宽又高，给配筋就位、绑扎和超长纵筋的接头处理带来困难。以KL-508粱为例，该工程的施工方法是梁底模完工后，便在其上装设钢筋托架，以解决大梁面筋支托困难，面筋架设按“主次上下”的顺序进行，之后便可进行套箍作业，继而穿插主、次梁底筋并与箍筋作定位绑扎，最后由操作工人在梁外穿插并绑扎梁侧腰筋，钢筋托架不予拆除。由于转换层大梁中 32主筋长达18m，因此我们按接头设置要求采用闪光对焊工艺。

3.3裂缝控制措施

由于转换层的大梁截面尺寸都比较庞大，所以它们的抗拉刚度大于立拄的侧移刚度。也就是说，大梁受到的外约束应力很小，所以因外约束应力的作用而导致大梁发生影响结构使用的贯穿性裂缝的可能性很小。因此施工时我们关注的重点是防止由于混凝土水化热的不均匀降温和不均匀收缩引起的自约束应力导致大梁表面开裂这一方面。本工程在裂缝控制上采取以下措施：

(1)525#普通硅酸盐水泥，掺加水泥量15%的粉煤灰和高效减水剂，以尽量减少混凝土水化热的产生。

(2)严格控制粗、细骨料的含泥量，规定石子、黄砂含泥量均不得大于1%，以减少砼的干缩。使用在该五榀梁的粗骨料必须过筛加工，砼搅拌过程中要严格控制砼配合比计量精度，尤其要严格控制水灰比的精度，在设计配合比时，掺入高效早强减水剂。

(3)浇砼时作好泌水的排除。浇砼时砼面应有一定坡度并在模板上留出排除泌水的孔洞，以提高混凝土的质量、施工缝的接合和提高抗裂性能。

(4)大梁的分层浇筑，同时也起到了便于浇筑时散热、减少构件内外温差、减少温度应力的作用。在第一次浇筑砼时还对各梁的梁芯进行了定时的测量、并据此绘出温度曲线。其目的一是确定第二次浇混凝土的时间(当温度曲线处于下降段时)，二是确定拆模时间。

(5)加强养护：养护主要是为新浇构件保持适宜的温、湿条件，发现破损的部位应及时修补；温度升高后，严禁向混凝土表面浇水，防止热震现象发生。

4 施工体会

笔者认为结构转换层的施工，要解决的问题最主要的有二个方面，一是梁系模板的支撑，二是大体积混凝土的裂缝控制。首先，采用分层浇筑以卸荷，同时充分发挥作为支承体系的第三、四层楼面及经第一次浇筑后形成的“半成品梁”承载潜力的方法。其次，根据结构的实际情况，把注意力集中于防止表面裂缝的发生，采取了适当的措施以降低温度应力，提高混凝土的极限位伸强度。在采取以上措施后，本结构转换层施工进行相当顺利，当然，对于梁系模板的支撑，也可以由其它途径解决。

5 结束语

随着城市建筑的不断发展，现代高层建筑的特点是楼层高、体型复杂、结构形式多样、综合性强等，为满足建筑物的功能要求，实现结构布置，必须在结构变换的楼层设置转换层，而转换层的施工必须事先针对工程的具体情况制定可行的施工方案，精心组织施工，并充分利用周围有利因素和创造有利条件，以降低施工难度、节约施工成本、保证工程进度和质量。