浅述转换层结构施工存在问题

【摘要】随着近年来高层建筑技术的不断改进,以及国民经济日新月异的发展,城市对建筑需求的转变。由于转换处结构的刚度与质量发生突变,在外力作用下就有可能引起较大的反应,导致在转换层附近产生较大的楼层反应力,使转换层部位形成薄弱层,对建筑结构产生不利影响。在某种程度上可以说,转换层施工是高层建筑的“瓶颈”,如果说一幢高层建筑在转换层的设计、施工措施、施工安全等方面做到方案科学,现场施工组织合理,定会带来良好的经济效益和社会效益。

【关键词】转换层；混凝土；结构设计；特点；安全措施

1 转换层的结构设计特点

在转换层的结构设计中,由于结构下部楼层受力较大,上部楼层受力较小,正常布置时是下部刚度大,墙多柱网密,到上部渐渐减少墙,柱扩大轴线间距。转换层大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等。和一般结构层相比,转换层结构具有结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大,受力复杂等特点,这就意味着转换结构组成了建筑物的主要构件,它们的设计是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要的影响。转换层的结构设计一般都是按照“强化转换层及其下部、弱化转换层上部”的原则进行的,使转换层上下主体结构的侧向刚度尽量接近,平滑过渡。根据抗震要求转换层一般均设置在3层及3层以上。

2 转换层的施工特点与措施

2.1 转换层模板支撑系统

转换层结构的体量大、自重大,对模板支撑系统的承载能力、刚度和稳定性都有严格的要求,必须进行详细的计算。以梁式结构转换层为例,梁本身的线荷载通常在60kN/m～100kN/m,加上施工荷载就更大。在结构设计时,应综合考虑转换结构的施工方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一。

设置模板支撑系统后,应对转换梁(板)及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。当作为多层支撑荷载传递时,上下立柱的位置应对齐,防止上下楼面因受力不匀而造成的局部损伤。在梁式结构转化层施工中,由于梁的侧向高度较大,厚度较薄,所以尚应验算模板系统侧向稳定性和侧向强度,防止整体跑位和胀模。

2.2 支撑系统的拆除

混凝土浇筑完成后,当混凝土强度达到设计强度时,才允许拆除模板及支撑系统。如采用搭设施工平台支模,可在转换层装饰装修完成后再拆除支撑系统。拆除前,须由施工人员提出拆除申请,由项目技术负责人组织有关人员进行验证,符合有关规定后方准予拆除模板。

2.3 钢筋工程

转换梁(板)的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集。合理安排好就位次序是钢筋施工的关键。在两梁相交的柱节点区上下共有几十层上百根主筋在此“相聚”,加上腰筋、柱筋等,主筋还须弯起锚固,众筋“抢位”现象十分突出。任何一根主筋的就位错误,均会造成大量的返工。因此,准确地翻样和下料是钢筋顺利施工的前提。转换层大梁的主筋是转换层中最重要的受力单元,应采用最可靠且对钢筋无损害的连接方式,通常采用冷挤压连接法。大梁上下几排钢筋在绑扎就位时要保证其上下对齐形成垂直的钢筋间隙,以便混凝土浇筑和振捣。一般转换梁底筋非常密集,施工时可与设计院、监理、甲方协商,合理安装转换梁中钢筋位置,有利于混凝土浇筑。由于钢筋复杂,浇筑混凝土时派专人检查及保护钢筋,避免钢筋变形移位。

当转换层的梁或板混凝土分两次浇筑时,应在施工缝上增设抗剪钢筋,以保证上下层混凝土结合牢固。

2.4 混凝土施工

转换层的混凝土一次浇筑量很大,混凝土的强度等级也较高,特别是梁式结构转换层和板式结构转换层,多属于大体积混凝土施工,不仅对模板支撑系统带来很大困难,而且混凝土内部容易产生温度裂缝。

在进行大跨度、超高度转换梁及转换厚板的混凝土施工时,应事先设计好混凝土浇筑的路线、浇筑方式,并采取措施防止混凝土产生温度裂缝。实际工程中经常采取的施工措施有:

2.4.1 转换层混凝土分层下料、分层振捣,每次浇筑厚度500mm左右。混凝土振捣采用赶浆法,上下层的间隔时间不应超过2h,以保证新老混凝土接槎部位粘结良好。

2.4.2 转换梁和梁柱相交的地方钢筋都非常密集,以至于许多地方都无法插入振动棒,为了保证混凝土进入梁底部,所以在混凝土浇筑前应及时进行实地勘察,确定振动棒的插入地点,振捣范围能否满足振捣要求等。除采用在钢筋下料时留出下料和振动棒位置外,还采用在转换梁和柱相交的地方和转换梁底部用钢管卡出插振动棒位置,浇筑混凝土前抽出钢管,就形成了下料口兼插入口。

2.4.3 转换梁的混凝土浇筑时应适当控制混凝土的浇筑速度,一般单层为5m/h,前后两层浇筑的间隙时间适当延长,且浇筑时必须有木工在下部进行模板的检查,浇筑时用锤子锤击四周侧模板,促进和检查下部混凝土的密实度。

2.4.4 转换层构件混凝土体积较大,混凝土强度等级高,商品混凝土水灰比大,收缩应变大,易产生构件表面微小裂缝,影响观感,为了防止裂缝生产,在混凝土内掺MPC聚合物纤维膨胀剂,要求限制膨胀率不小于0.015%。根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件,应采取措施控制混凝土内外温度差,缓解大体积混凝土水化热高,温度应力过大,控制混凝土裂缝。

2.4.5 混凝土养护。混凝土由于浇筑体量大,所以浇筑后特别注意养护,以减小混凝土内部与表面的温差值。待混凝土浇筑后,应用草包、麻袋或塑料薄膜覆盖保温,使表面保持湿润状态。冬季施工时还应按规定做好保温测温工作。

3 安全保障措施

高层建筑中转换层施工都属于高空危险作业,所以一个切实可行的安全保障措施是施工的关键。建筑工程施工的特点,决定了建筑施工中的危险因素多存在于高处交叉作业、垂直运输、电气工具使用以及基础工程作业中。伤亡事故主要有高处坠落、物体打击、机械伤害、触电事故,施工坍塌和中毒事故等类别,这几类伤亡事故是建设施工中的最主要伤害。

3.1 成立以项目经理为核心的安全管理领导机构,突出专职安全工程师的责权,建立各队安全员为骨干的安全管理网络。

3.2 实行安全事故易发点控制法,通报事故易发点,由专人负责跟踪监控。

3.3 操作人员必须持有效证件上岗,并加强施工前的班前培训,熟悉施工工艺,提高安全意识。

3.4 建筑工人几乎每时每刻都工作在危险的环境中,必须配备安全帽等必需防护用品或用具,并自己随时高度关注可能出现危险状况。

3.5 架体在搭设及后期施工过程中的安全,对架体立杆及结构楼板的应力、挠度位移变化,必须进行全程监测。

3.6 平台周边的临空面,应先期设置安全防护栏杆,并随着架体的搭设,及时用安全网进行全封闭的安全围护。

3.7 模板支撑系统的钢管脚手架与结构的相邻处,应每步每架设置刚性连墙杆,其余部位应与内架联结成整体,以提高排架支撑系统的整体稳定性。

3.8 在浇筑混凝土时,操作工人时刻观测支撑体系的安全稳定情况。

4 结语

综上所述，随着近年来高层建筑技术不断发展，使得建筑结构常常需要采用结构转换层来完成上、下层建筑物结构的转换。不同用途的楼层,需要大小不同的开间,采用不同的结构形式。带转换层的高层建筑在转换层部分,由于梁、柱或板的尺寸较大,施工位置较高,所以从转换层现场施工的质量控制,施工的安全保障措施等方面都有极为严格的限制。