高层建筑转换层施工技术要点探析

2015-04-16马钦勇

建材与装饰 2015年52期

马钦勇

（钦州市建兴工程劳务有限公司广西钦州市 535000）

高层建筑工程随着国家经济的提升而蓬勃发展起来，其结构的设计过程中，往往需要在楼层之间配备相应的转换层，起到承接上层荷载，维持结构整体稳定的效果。一般来说，转换层的结构比较繁琐，施工过程中需要重视施工工艺的选择，可运用模板支撑、裂缝控制以及混凝土浇筑等技术进行全面的施工。

1 高层建筑中转换层的特点

高层建筑转换层的主要特点体现在两个方面：①转换层通常设置于建筑物下部，以承受上层荷载。由于转换层受力复杂，如果遭受破坏，将造成严重后果。对其进行设计时，因为受到分析方法的控制，往往难以针对不同形式的转换层进行精确分析；②转换层对于地震灾害通常反映强烈，这是因为其承受着较大的荷载，因而容易导致截面出现各种问题。

一般来说，高层建筑的水平力需要得到控制，尤其处于地震区的楼层，对其质量、刚度等方面，要求变化均匀，不能出现突变，从而防止地震作用下产生薄脆层。此外，转换层的截面面积巨大，因而存在较大的施工难度。而转换层的厚板则会给配筋、混凝土浇筑施工造成不便，影响对施工质量的控制。在施工的过程中，必须严格要求转换层下部的模板支撑体系，如果其重量超出0.5kN/m2的浇筑重量，导致模板无法支撑，则需要改变设计和制作，但是这样势必要增加工程的费用。因为转换层上部通常为小开间的结构形式，以下则为承重大空间结构，因此需要通过适当的调整，使转换层的上部结构的剪切刚度强于下部。

2 高层建筑的转换层施工特点

2.1 转换层设计

设置转换层的建筑，位于转换层下的楼层空间通常较大，这种设计模式统一导致刚度突变。而正常情况下，转换层的下部楼层刚度要求低于其上部楼层刚度，因此，在进行设计时，为了达到抗风和抗震要求，需要重点考虑转换层上下楼层的结构刚度和承载力。转换构件在其中充当重要的传力部分，需要确保其安全性。在抗震设计过程中，不仅需要考虑竖向荷载、水平和竖向地震作用以及风荷载等因素，对于抗震的计算可以采用反应谱的方法。

2.2 经济指标

由于需要考虑转换层的抗冲切、抗剪等因素，因此需要采用厚度较大的钢筋混凝土厚板，一般为2.0～2.8m。此外，由于厚板存在较大的自重，这样会加大下部构件的承载力要求，如果因此增大混凝土的使用量，这样非常不经济。

2.3 抗震性能

转换层所使用的钢筋混凝土厚板厚度通常较大，其质量和刚度也较大，处于地震的震感作用下，会出现强烈的反应。此外，转换层还可能沿其竖向刚度发生突变，使厚板的上下相邻楼层也需要承担较大的作用力，进而造成灾害，厚板相邻的上下层结构会出现裂缝，并同时出现混凝土剥落的问题。相关的模型振动台实验发现，当地震力与竖向荷载共同作用时，可能导致厚板出现冲切破坏或剪切破坏，为了避免此问题的出现，可以设计在厚板的内侧三向进行配筋。一般来说，现代设置有转换层的高层建筑，不论是其结构的设计还是施工技术都非常复杂，施工材料价格也较高，为了取得较为经济的工程效益，必须针对转换层结构施工技术进行深入探讨和研究。

3 高层建筑转换层施工技术

3.1 转换层底模板支撑系统

一般来说，转换层的施工荷载、混凝土自重较大，所以施工过程中最关键的环节在于底部模板的支撑系统，实际工程中，可以采用以下方法进行施工：

3.1.1 常规浇筑法

转换厚板和转换梁的施工过程中，关键的施工环节是支模混凝土浇筑成型。由于转换层底模的荷载问题，其支撑需要从底层开始到底层地面的顺序来施工。这种施工技术的施工现场，需要使用较多的支撑材料，因而尤其适用于转换层位置较低的工程。

3.1.2 叠合浇筑法

叠合浇筑法，是将厚板、转换梁分成两或三次进行浇筑叠合，最终成型。这种施工方法的原理是，利用第一次浇筑制成的板和梁，当做二次浇筑施工中的自重与施工荷载支撑，然后利用两次混凝土浇筑所形成的叠合梁，当做第三次浇筑施工的自重和施工荷载支撑。在运用该施工技术时，对于支撑系统仅仅需要考虑承受第一次的浇筑混凝土自重与施工荷载，在施工中即可大大降低下部的钢管支撑负荷的大小，并节约模板材料。另外，由于混凝土施工实行的是分层浇筑的方式，这样还可以缓解温度应力、水化热等因素对裂缝控制的影响。

3.1.3 荷载传递法

荷载传递法是利用支撑系统，将转换层的厚板、转换梁具有的混凝土自重、施工荷载等进行分摊到若干其他楼层，其中支承楼板的相关数据需要通过精确的计算才能确定。其转换层的自重与施工荷载传递主要有以下途径：①通过设置钢牛腿、梁下斜撑支架，进行转换层底的绝大部分荷载传递；②利用梁下排架体系，进行其余荷载的向下楼层传递。

3.2 制作钢筋与及绑扎工艺

工过程中，钢筋是非常重要的建筑材料之一，其施工技术主要是钢筋制作和绑扎。对于钢筋的设置，应在其四周相同的距离，安置U形的钢支架，达到保障钢筋整体垂直度、外部保护层厚度的作用，同时确保绑扎的稳定性。绑扎过程中必须严格执行施工技术的相关标准，具体程序如下：首先设置好U形架，然后设置外围的开口底箍，绑扎牢固后，放置内开口箍，并从其中间位置相两端进行水平主筋的分层放置，从两侧插入水平开口箍。转换层施工中，需要严格遵守钢筋制作和绑扎工艺的相关要求，从而保证施工水平。

3.3 混凝土进行施工时的工艺

3.3.1 施工准备

对于大体积混凝土的施工，首先需要做好前期准备，包括施工所需的物资、机具、技术等。实际施工时应当结合工程自身特点，配备相应的附属材料和设备，例如水泵、真空吸水器以及测温设备等。施工方案的编制对于工程施工各个环节都存在决定性的作用，因此必须保证科学、合理。因此，在编制时需要重点注意以下几点：①为了减小约束，需要确定分层分块的尺寸，层、块之间的结合措施等；②经过精确的计算，确定混凝土内部结构的温度；③制定好混凝土的搅拌、运输和浇筑方案；④制定好混凝土保温方案；⑤制定确保工程质量和安全的措施。

3.3.2 施工要点

①大体积混凝土的施工中，应当尽可能选择低温条件下进行，其最高温度以30℃为宜。如果大气的温度超过了30℃，需要及时采取措施，以减少温度应力；②在配置混凝土时，首先需要全面掌握各种原材料配合比，对于搅拌时间的控制，一般要求在1.5～2min之间；③搅拌混凝土之后，必须及时运至浇筑地点，开展入模浇筑施工。运送途中需要注意的是防止混凝土的离析、塌落度变化。如果出现离析，则必须重新拌合，才能入模浇筑。

3.3.3 混凝土浇筑要点

（1）全面分层。即将整个结构浇筑层进行划分，形成若干层，然后再进行浇筑。已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，就可以开始进行第二层的浇筑，这样逐层施工，直到浇筑完成。这种施工方案适用于结构物平面尺寸不大的工程，施工顺序可以从短边开始，沿长边逐渐进行。

（2）分段分层。该施工方案适用于厚度较薄，面积较大，长度较长的工程。施工时可以从底层的一端入手，施工至一定距离后，可以进行第二层的混凝土浇筑，然后依次进行下去。

（3）斜面分层。该方案则较为适用于结构长度超过厚度三倍的工程，振捣施工应当从底层开始，逐渐上移。分层厚度由振捣器棒长和振动力大小来决定，同时还需要结合混凝土供应量、浇筑量，通常控制在20～30cm以内。分层浇筑时，振捣间隔应以大于5d。夏季施工时则需要先降低混凝土内部的温度。