建筑转换层施工研究

摘要：高层建筑由于空间功能的复杂化，使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间、下部大空间的功能需要，需在两种结构的交接部位设置过渡结构，也即转换层。本文主要从高层建筑转换层施工、模板及支撑系统的施工技术与质量控制、钢筋的连接及施工技术的质量控制、混凝土浇筑及裂缝控制技术等方面深入分析研究了高层建筑转换层的施工技术，可供同行参考。

关键词：高层建筑；转换层；施工技术；质量控制

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

现代高层建筑向高度增加、体型复杂、结构形式多样、功能齐全、综合性强的方向多方面发展，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。带转换层的高层建筑在转换层部分，施工位置较高，且由于梁、板和柱的截面尺寸较大，所以对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严格的限制。

一、高层建筑结构转换层的特点分析

高层建筑中转换层的突出特点主要有两个方面：一是转换层通常设置在建筑物的下部，在它的上面承受着几十层的荷载，受力复杂，它的破坏将会导致灾难性的后果。由于设计时分析方法的限制，对各种形式转换层难以做到精确分析；另一方面是转换层部位地震反应强烈。由于转换层承受荷载巨大，导致其截面超出常规，钢材耗用量大、刚度大，重量也较一般楼层显著加大。高层建筑水平力起控制作用，在地震区，一般要求楼层的质量和刚度均匀变化，不宜有突变，否则在地震作用下易产生薄弱层。高层建筑在转换层质量和刚度的变化导致该部位地震反应加大。另外，转换层的巨大截面还会给施工带来许多不方便。一般地，由于转换层以上是小开间的剪力墙结构，而转换层以下是以柱为主要承重的大空间结构。很明显，转换层以上的结构剪切刚度大于转换层以下的结构剪切刚度，这必须进行调整。

二、施工技术控制要点

1、转换层结构支撑系统

由于转换层结构一般都为大体积混凝土,结构尺寸较大,施工荷载也相当大,因此，为确保支撑系统具备足够的强度和稳定性，在工程施工前必须进行计算。同时，为保证支模安全，施工前应编制专项技术方案，从组织管理、材料使用以及技术措施等多方面进行严格控制，高支撑模板搭设完成后，必须经验收合格后方能进入下道工序作业。混凝土浇筑期间，要仔细观察模板及支撑系统的变形情况。通常而言，支撑方式主要有以下几种：1）钢管支撑架。适用于转换梁布置较密，结构自重及施工荷载相对不太大，或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架，转换梁下立杆间距在600mmx600mm以内，立杆下垫200mm×50mm木垫板。2）沿转换大梁方向设置钢管支撑架。适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距，合理设置水平及竖向剪刀撑。3）型钢构架支撑。适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换层位置较高的情况。方法如下：在下层柱中埋置钢牛腿，型钢构架作为转换梁模板支撑系统，搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。如某工程三期(总34层，地下2层)，转换层梁截面高4．2m，跨度7.6～12.9m，位于8、9层，自重与施工荷载较大，相对标高较高，因此可采用该方法。

2、混凝土浇筑是转换层施工中重中之重

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，一般为C40～C60，特别是梁式结构转换层和板式结构转换层，混凝土浇筑量大，大多属于大体积混凝凝土施工，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，应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。目前实际工程中采取的措施主要是，首先要根据混凝土的配合比和预计的施工气候及现场条件，采用大体积混凝土结构三维有限元温度分析程序（3DTFEP），对大跨度超高度转换梁及转换厚板整个过程中的温度状况进行模拟计算，掌握混凝土在浇筑后一个月内的各部分温度的变化规律，为大跨度超高度转换梁及转换厚板的施工提供科学的预测分析和依据。其次，大体积混凝土转换结构施工时，应采取措施控制混凝土内部与混凝土表面温度差小于15℃，实际工程中可采用蓄热保温法，即常规保温方法，混凝土的养护要把握两个关键，即在升温阶段以保湿为主，在降温阶段以保温为主。另外，可以采用内降外保法，即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温，使大体积混凝土水化热温升降低，减少混凝土内部与混凝土表面的温差，然后在大体积混凝土转换结构的表面及其底面采取保湿措施。第三，浇筑厚大的转换层结构混凝土时，为防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度，在选用水泥方面可优先选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。

3、钢筋的连接及施工技术

3.1钢筋的连接

接头的具置、保护层的大小，都必须满足设计及规范要求，这是保证工程质量的重要条件。钢筋工程的施工，要严格按图纸要求进行，严格防止偷工减料和以小代大，以次充好的错误做法。板钢筋采用搭接接长，柱主筋采用电渣压力焊接长，梁筋采用直螺纹机械连接方法，施工时按相应的规范要求执行。

3.2钢筋施工

由于框支梁的钢筋需插入柱内1.2～1.5 m（从梁底计），所以柱内混凝土必须待框支梁的钢筋绑扎完毕方可进行浇筑，浇筑时应避免钢筋移位和混凝土污染钢筋。框支梁钢筋绑扎时应先搭设临时钢管支撑，待柱混凝土浇筑完毕并拆除柱模后，重新搭设正式的框支梁支模架。梁宽≥850 mm时，框支梁除按设计要求配筋外，为保证钢筋骨架在就位后的施工中不变形，须在梁上部下排筋下面加设Φ22≤200 ram的横向支承钢筋支撑上部钢筋骨架，并沿梁骨架两侧加设Φ22@100 mm的斜撑垂直支撑筋。预埋剪力墙钢筋安装定位后，应沿其两侧在梁、板面筋上加焊一根≥10通长的定位钢筋，使预埋插筋在混凝土振捣时不会移位，同时在剪力墙（或暗柱）筋预留段应绑扎至少3道箍筋或分布筋，以保证预留位置的正确。对于梁宽≥850 mm时框支梁，因梁自重大，若采用混凝土垫块设保护层，将压碎混凝土垫块，故采用Φ25（L=150 mm）短钢筋作垫块，按纵距离≤1 000 mm、横距@≤300 mm梅花形布置。

三、安全保障措施

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[3]。建设施工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。高层建筑中转换层施工属于高空危险作业，一个切实可行的安全保障措施是施工的关键。因此，需要做好足够的安全保障措施：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，建立以各队安全员为骨干的安全管理网络。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。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；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，并随时高度关注可能出现的危险状况。注意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。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。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。在浇筑混凝土时，操作工人需时刻观测支撑体系的安全稳定情况。

结束语

随着国民经济的发展,高层建筑蓬勃兴起。在建筑结构设计当中,为满足上下楼层不同建筑功能的要求,需在结构布置差异较大的楼层中间设置转换层。转换层的设置起到传承上部结构荷载,保持结构稳定的作用,是建筑结构中的重要部位,也是建筑施工中的重点和难点。其施工技术牵涉到力学、材料学、结构设计及工程管理学等多项学科,是一项极其复杂的系统工程。与此同时,高层建筑转换层的施工技术已越来越成为工程界关注的课题。目前绝大多数高层建筑根据功能及结构的需要都设有转换层。

参考文献

[1]高格凌.高层建筑结构转换层施工技术分析[J].中国新技术新产品，2013（07）：99-100

[2]赵连华.浅谈钢筋混凝土结构转换层施工技术要点[J].中华居民，2012（06）：108-110

[3]刘高平.高层建筑板式结构转换层施工技术探讨[J].中国建筑金属结构，2013（04）：144-146