探析建筑转换结构混凝土工程施工技术

【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。本文对混凝土浇筑的相关技术与质量管理方法进行探讨,以期通过严密的科学控制方案，保证施工质量。

【关键词】转换层；混凝土工程；施工技术

随着我国经济的持续快速发展，人们对高层建筑的功能要求趋向于多样化、综合化和全面化。于是，带转换层的建筑结构孕育而生，并在近年来得到较为广泛的应用。

高层建筑的转换层，一般厚度较大，而且体积较大，大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性要求外，主要就是如何控制温度变形裂缝的发生和开展。因此，在大体积混凝土施工中，必须考虑温度应力的影响，并设法降低混凝土内部的最高温度，减小其内外温差。而温度应力的大小，又涉及结构物的平面尺寸、结构厚度、约束条件、含钢量、混凝土的各种组成材料的特性等多种因素。所以，必须采取温度差和温度应力双控制的方法以确保混凝土的质量。

1 原材料要求

1.1 水泥:在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥(发热量240-270Kj/kg)，严禁使用安定性不合格的水泥。

1.2 骨料

粗骨料碎石和卵石均可，应采取连续级配。粒径为5--31.5mm，且其最大粒径不得大于钢筋最小净距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应小于等于1%。

细骨料宜选用粗砂或中砂，含泥量应小于等于3%。当采用泵送混凝土时，其粗细率以2.3-2.8为宜。控制细砂以0.3二筛孔的通过率为15%-30%；0.15mm筛孔的通过率为5%-10%。

为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的烧失去量应小于15%,SO3应小于3%,SiO2应大于40%，并应对水泥无不良反应。

外加剂为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。

2 混凝土用料设计

众所周知，大体积混凝土温度裂缝主要是由于水泥水化产生的热量，使大体积混凝土内外温差过大所致。这是由于混凝土具有热胀冷缩的性质，一般认为混凝土的热膨胀系数约为6―13 ×10-6℃,混凝土是热的不良导体，散热很慢，浇注后的大体积混凝土内部温度远比外部高，温差可达60℃左右，造成内胀外缩，在外表面产生很大的拉应力而开裂，其次从混凝土用集料品种看，热膨胀系数大小对混凝土温度应力及结构的温度变形有很大影响，选取用热膨胀系数小的骨料可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。再次，从骨料的粒径看，骨料粒径较大的混凝土，其水泥浆量较少，热膨胀系数小，可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。因此，在当今混凝土配合比设计和施工中我们通常采用如下几点措施:①低水化热的水泥和尽量减小水泥用量；②尽量减少用水量，提高混凝土强度；③合理使用混凝土外加剂；④选用热膨胀系数小的骨料和较大的骨料粒径；⑤预冷原材料；⑥合理分缝、分块，减轻约束；⑦在混凝土中预埋冷却水管；⑧在混凝土表面绝热，调节表面温度下降速率。

3 施工准备以及要点

大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。施工方案编制的重点，应该是:①根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。②通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。③确定混凝土搅拌、运输和浇筑的方案。④制定混凝土的保温方案。⑤保证工程质量、安全施工和消防措施的制订。混凝土工程在施工中要注意以下要点：

大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高温度小于等于30℃时为宜。气温大于30℃时，应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施，确保大体积混凝土的入模温度应控制在5-30℃。

混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5-2min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。

搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象。如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。

4 混凝土浇筑要点

转换层大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法:

全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，即升始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开始，沿长边推进;也可分为两段，从中间向两端，从两端向中间同时进行。

分段(块)分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。

斜面分层。适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移，此时向前推荐的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3，以保证分层混凝土之间的施工质量。

分层的厚度决定于振捣器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的大小，一般为30―50cm。插入式振捣器应伸入下层5cm为宜。

分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/mm2,混凝土表面温度与混凝上浇筑后达到稳定时的室外温度之差在20℃以下时进行。为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100mm ×100mm的木方每隔lm左右留设。分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温升的峰值以后，一般为3-5d，因此间隔时间以大于5d为宜。

混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作应做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振捣均匀。每点振捣时间以20-30s为宜，但还应视混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层振捣时，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。

5 结束语

高层建筑的结构转换层作为建筑物内不同结构形式受力的连结与传承的关键节点，因此控制和把握转换层结构施工质量是非常重要的，尽管其施工过程质量控制难度较大，但只要科学规范施工，并采取严密科学的控制方案，其施工质量是可以得到保证的。

参考文献：

[1]唐兴荣《高层建筑转换层结构设计与施工》[M] 北京:中国建筑工业出版社 2002；

[2]刘杰《高层建筑板式转换层的设计施工》[J] 现代商贸工业 2007(5)；

[3]王永德《高层建筑结构转换层施工技术的应用》[J] 山西建筑 2010(2)；

[4]大体积砼施工规范（GB50496- 2009）。北京计划出版社 2009。