超厚混凝土结构转换层施工技术及控制

[摘要]：通过选择合理施工方案，严格精密的施工，很好的解决了混凝土在施工过程中产生的温差问题，取得较好的效益。

[关键词]：混凝土结构；温差控制；模板施工；

某商业广场大厦建筑面积为228 527.76m2,地下2层,地上裙楼3层,裙楼上有A、B、C、D4栋住宅塔楼,A、B栋为28层,C栋为30层,D栋为29层,东西宽234.48m,南北长99.11m,建筑总高度99.9m,裙楼结构形式为框架核心筒,塔楼由剪力墙和核心筒组成,在裙楼顶设板式结构转换层,板底标高16.07m。本工程的C、D栋结构转换层,采用1.8m厚混凝土板, 每栋楼厚板面积1779m2,混凝土浇筑量3202.2m2,全部采用C50混凝土,掺10%的膨胀剂,其纵横向设膨胀加强带,膨胀剂掺量14%,设计上下层钢筋均为双层、双向Φ25钢筋, 板中间配设单层双向Φ18钢筋。钢筋最大直径32mm,钢筋用量约750t,板中均设1.0m×1.8m的暗梁。由于转换层内的柱、暗梁、板的钢筋密集,混凝土量巨大,温差控制和支模系统等有关问题,是本工程的难点。

1. 施工方案选择

1)一次性支模浇筑,但转换层底模的支撑往往需要从转换层一直撑到底层地面或地下室底板, 需要大量的模板材料, 且影响砌体工程的施工。

2)荷载传递法支模, 原理为转换层下设型钢桁架支撑及柱(剪力墙)上做牛腿, 将大部分荷载传递给框架柱(剪力墙), 另一小部分荷载通过楼面设置的竖向支撑传递给下层楼面, 该方法需投入大量的型钢支模。

3)应用叠合板原理将转换层板分2次浇筑成型,支撑系统只需要考虑承受第1 次混凝土自重和施工荷载, 采用4层多层支撑, 投入少、成本低。

经过综合分析, 经建设、监理、设计院、施工方及专家评审委员会讨论, 决定采用第3种方案, 经过计算, 将混凝土分为2次浇筑, 第1次浇筑高度0.7m,第2次浇筑高度1.1m。

2. 施工方法

2.1. 施工顺序

支模架搭设模板制作安装厚板第1次0.7m厚钢筋绑扎厚板第1次0.7m厚混凝土浇筑1.1m层钢筋绑扎1.1m层混凝土浇捣养护及测温。

2.2. 模板工程

1)第1次0.7m板厚施工模板的支撑系统原理是利用-1～3层楼面共同受力, - 1～3层楼面板上的支模架要求: 高强竹胶模板、60mm×80mm木枋骨架、Φ48mm×3.5mm钢管扣件支撑系统。钢管支撑架立杆方格为600mm×600mm,第3层支撑每根立杆下设硬木垫板或钢垫板。

2)支撑架设扫地杆,水平横杆间距要求第1步为1700mm(另设纵横扫地杆离地200mm高)、第2步1700mm、第3 步为1600mm( 3层楼面上支模架第3步架高度为1 200mm)。梁板满堂支撑架的剪刀撑应按:支架四边与中间纵、横向每隔4～6m立杆由底到顶设置1道纵向剪刀撑。最上排直接受力横杆每节点必须加附扣。然后在最上一排横杆上铺木枋(60mm×80mm),间距≤200mm,木枋上铺10mm高强竹胶模板。由于本工程板跨较大, 因此在支模架施工时, 在支模架中部应按3%起拱。

3)为确保立杆底局部混凝土不被立杆冲切破坏,在3层立杆底均加1道200mm ×50mm的硬木垫板或钢垫板,同时为防止3层楼板被2层立杆顶冲切破坏,在厚板混凝土浇筑时,3层楼板支撑立杆及底模均不拆除,只将立杆顶扣件一一松动,再顶紧拧固即可。

4)模板拆除。转换板第2次混凝土浇筑完后, - 1～1层支模系统即可拆除, 在第2 次浇筑混凝土的强度达到C40及以上时,方可拆除第2、3层的支模系统。模板拆除应严格按照安全规程进行。

5)模板拆除应遵循先支后拆, 先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。

2.3钢筋工程

2.3.1 钢筋计算

为了保证第1次浇筑的0.7m厚板在其混凝土强度达到C40时能够承受其上1.1m厚的板自重及施工荷载,经计算: 在原设计钢筋的基础上,在(第1次施工) 0.7m板浇筑时,只需将原板中温度钢筋(Φ18单层双向)降至第1次混凝土板顶面下30mm处,钢筋规格、间距不变即可。同时,为了保证叠合板接合良好, 在第1 层混凝土与第2层混凝土间增设竖向钢筋,以抵抗水平剪力。根据设计院提供的弯矩图,经计算, 竖向钢筋为双向Φ25 @1000即可满足要求, 竖向钢筋长1000mm,伸入上下层混凝土内各≥500mm(20d)。在施工中为确保上层钢筋不被踩踏变形, 在上层钢筋底支设双向间距1500mm的钢筋支撑,钢筋下端落于下部钢筋上。下部钢筋保护层采用垫塞Φ25的短钢筋,间距为双向1000mm,上下层钢筋间垫塞Φ25的钢筋,钢筋长200mm,双向间距≤200mm。上部结构墙柱的插筋落于第一次混凝土面,根据放线确定位置,与上部板筋点焊牢(如钢筋落于空位,则加焊横向架立筋), 并在混凝土面上部绑扎3道箍筋。

2.3.2钢筋接头

梁钢筋Φ28、Φ32采用双面帮条焊, 焊缝长10d。梁钢筋Φ20、Φ16 采用单面搭接焊,焊缝长度为10d。板钢筋Φ25加工长度尽量采用闪光对焊接长,利用塔吊吊入现场,现场采用单面搭接焊,焊接长为10d。

2.3.3钢筋绑扎

由于暗梁钢筋密集, 暗梁的所有主筋不可能在柱节点区弯起锚固, 故仅在最上排和最下排弯起锚固。安装暗梁钢筋时, 先在暗梁上方搭设间距1m 的临时钢筋搁架( 搁架主体下部设木板), 搁架下横杆高出板底300～350mm,上横杆比板面高100～150mm,在搁架下横杆上铺设最下排纵筋后,逐排安放横杆(横杆与搁架立杆扣接),铺设纵筋, 直至暗梁内全部主筋铺设完毕。在搁架的上横杆上铺放暗梁最上排纵筋,用Φ6筋制成S 形钩挂起第2排钢筋,同法挂起第3排纵筋,直至纵筋全部逐排挂起, 暗梁主筋铺完后套箍筋。由下而上逐排抽除搁架下横杆, 逐排与箍筋固定。同样由下而上逐排将上部纵筋与箍筋固定。放置暗梁底保护层垫块, 松动扣件, 放下搁架的上横杆使骨架就位。安装暗梁钢筋时, 须在暗梁底模两端划线定出每排Φ32纵筋的位置, 以确定各自在柱节点的位置, 绑扎时按序对号入座。

柱节点箍筋不得少放或漏放。由于转换结构板内暗梁钢筋骨架很重, 为保证保护层厚度, 采用短钢筋作垫块, 保护层垫块成排布置(排距1.5m)统一垫在主筋下, 在梁骨架就位前放置。混凝土浇筑后, 对垫块表面做防锈处理。

2.4. 混凝土工程

2.4.1 材料选择

转换板混凝土强度等级为C50。为了保证大体积混凝土质量, 减少混凝土内部水化热、降低水灰比, 改善和易性和可泵送性。混凝土的初凝时间控制在6～ 8h,为此,混凝土内掺入粉煤灰、缓凝型泵送剂和膨胀剂。各材料如下: 水泥，采用P•O52.5 级矿渣水泥；砂，细度模数为2.6左右, 含泥量＜3%；石子，卵石粒径5～31.5mm, 含泥量＜1%；外加剂，粉质高效减水剂, 该外加剂具有减水、缓凝功能, 对水泥有良好的适应性, 减水率可达12%～20%, 并可使混凝土拌合物初凝时间控制在3～4h。同时各掺入水泥用量10%的UEA-I型膨胀剂和(级粉煤灰(中间纵横膨胀带膨胀剂掺量为14%)。各材料允许误差: 水泥、掺合料)2%；粗、细骨料)3%；外加剂2%。

2.4.2混凝土的拌制与输送

对搅拌站的要求: 3台混凝土输送泵(1台备用)、混凝土输送车10台(每输送泵配备4台、另专配2台车运送膨胀加强带混凝土)；混凝土的初凝时间控制在6～ 8h(加缓凝剂)；混凝土入泵前坍落度控制在16～18cm；送达现场的混凝土量≥60m3/h, 搅拌站在搅拌前应根据现场砂石含水率确定最佳施工配合比, 严格控制水灰比。

2.4.3. 混凝土浇筑

混凝土浇筑应满足整体连续的要求, 本工程施工现场狭小, 只能布置3台泵(1台备用), 故应尽量缩小浇筑面, 避免出现施工冷缝,采用“斜面分层、薄层灌筑、自然流淌、连续浇筑到顶”的方法。分层厚度为500mm。

采用Φ50mm插入式振捣器振捣, 钢筋密集区(墙、柱、梁相交处)若有必要可采用Φ30mm插入式振捣器。振捣时做到快插、慢拔。梁、柱、墙相交部位应振捣密实, 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,钢筋密集及钢梁交叉区域宜采用片式振捣器和四周下料向内挤压, 确保该区域的密实度。泵送混凝土流动性大, 泌水多, 会影响混凝土的密实性和结构的整体性, 为此在板四周侧模的底部、上口开设排水孔, 使多余的水分从孔中自然排空。由于该部位混凝土强度较高, 混凝土中水泥含量较大, 因此在施工振捣中, 不可避免地会出现表面浮浆现象, 为确保每次混凝土表面浮浆能达到设计强度, 按以下方法处理: 根据试验室提供的混凝土配合比, 确定每立方米混凝土中砾石的含量, 根据混凝土表面浮浆厚度(振捣后, 浮浆按只含水泥及砂,不含砾石计算),确定混凝土表面浮浆每立方米所需砾石的量。现场将级配砾石用清水冲洗干净, 根据混凝土表面浮浆所需砾石的量, 采用塔吊将洗净的砾石吊运至混凝土表面,均匀平撒在混凝土表面上, 再用振动器稍稍振动表面(以插入浮浆底部为宜), 将砾石振动沉入浮浆内即可。

2.4.4 混凝土养护

为保证第1次浇筑的0.7m厚板与其上1.1m厚板接合良好, 除增设抗剪钢筋外, 还必须在第1次混凝土浇筑压抹面时用60mm×80mm木枋在混凝土上抽压出深度≥20mm 的1m2键槽方格, 同时要保证每方格混凝土面有≥6mm 的高低粗糙面, 并在表面涂喷界面剂。经计算, 该转换板表面采用1层薄膜, 3层草袋。混凝土表面抹压平整, 待12～14h后覆盖塑料薄膜, 薄膜上再覆盖3层草袋,充分浇水湿润养护, 养护时间≥14d。

3. 结语

通过采取上述措施, 周密组织, 施工全过程井然有序, 有效地解决了巨量混凝土和钢筋密集复杂量多的施工难题, 保证了转换层的支模系统稳定可靠, 温差控制严密, 无裂纹产生。