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1、 论高层建筑高位转换层施工技术摘要:文章结合工程实例,就高位转换层的施工难点和重点作了阐述,同时对高位转换层施工工艺及措施进行了分析。关键词:高层建筑；高位转换层；施工技术1、工程概况: 某大厦占地面积5821. 58m2 , 建筑面积56709. 15m2 , 0. 00以上分A、B两幢二十九层塔楼,共用地下室(二层) 。其中, A 幢建筑高度84. 32m,转换层位于二层板(板顶标高5. 900m) ,大梁截面1750 2450mm,最大净跨6. 800m,上下各配3228 纵向钢筋; B 幢建筑高度88. 05m,转换层位于六层板(板顶标高20. 850m) ,大梁截面1750 2750
2、mm,最大净跨7. 900m,其余的梁在600 2450600 1500mm 间,平均板厚300mm,箱梁结构,混凝土强度等级C45。经测算,该转换层具有荷载大,钢筋密集,施工难度大等特点。如施工出现差错，将会给工程留下极大的质量安全隐患。2、技术分析:2. 1、施工工艺上分析 按常规的方法施工, A幢地下室两层都要进行加固; B幢二、三、四层模板支撑系统都不能拆除;其二,箱体内的模板施工,特别支撑系统施工难度很大,将占用大量周转性材料,对结构稳定将有极大的质量安全隐患且增大施工成本。 箱型梁箍筋加密、顶板配筋密集,中间预埋有隔板。箱梁内模封闭,壁板有较多的预埋电管、拉杆,混凝土难以从顶面下去
3、、经侧壁流入底板中间,振动器(棒)无法直接插入底板振捣,不能保证箱梁底板混凝土密实,且内模也难以拆除,检查混凝土密实情况困难等。2. 2、荷载计算分析(取1m板宽,选最不利点计算) 分析目的:主要降低结构施工荷载,相应降低模板、钢筋、混凝土施工难度,提高施工过程安全系数。从上表不难看出,采取措施后,施工荷载可降40%左右,相关问题迎刃而解。3、施工方法:3. 1支模及混凝土施工设计: 为使施工过程更为安全,确保质量及降低施工成本的前提下,参照相关大型箱梁的施工经验及比对,多次与设计部门研究探讨,决定利用钢筋混凝土大梁自身强度及转换层本身的构造特点,选择分两次浇筑大梁的施工方法,第一次浇筑高度A
4、幢950mm, B幢1250mm;第二次浇筑剩余部分(1500mm) 。水平施工缝留设部位加强处理,缝面每隔1m嵌70 60mm方木使水平缝表面成凹凸形状,并插短钢筋和12#槽钢增加水平缝处的抗剪能力。转换层大梁施工时,对其下部支撑系统施加了较大的荷载,因此在转换层混凝土强度未达到80%之前,以下支撑不能拆除。3. 1. 1、支撑系统采用48 3. 5mm钢管; 75 150mm 主格栅方料, 间距500mm;次格栅50 100mm,间距300mm和18mm厚胶合板组合而成。梁下最大空间取3. 2m,纵距取1m,横距取1. 5m,每平米三根立杆,单根立杆最大承重: N KA KH fA = 0
5、. 85 0. 8 92 =62. 5KN 则62. 5 3 = 187. 5KN /M2 91.07KN /M2 (安全) 式中:N单根立杆轴力; 轴心受压构件稳定系数; KA与支撑系统立杆截面有关的调整系数;KH与支撑系统纵距有关的调整系数; A48 3. 5钢管截面积; f钢管的抗压强度设计值( f = 205N /mm2 ) 。 A幢在地下一层KZL - 7 (2A) 、KZL- 16 (2A) 、KZL - 17 (2A)部位增设支撑体系,使地下一层梁板与一层梁板共同承担转换层传下来的荷载,做到上下对齐穿靴,避免楼板的剪、弯破坏。B幢同原理。3. 1. 2、大梁混凝土强度控制及计算
6、为防止温度裂缝产生,应在控制混凝土温升,延缓混凝土降温速率,减少混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸值,改善约束和完善构造设计等方面采取措施。同时,在大体积混凝土结构施工过程中的温度监测亦十分重要,可以使施工人员及时了解混凝土结构内部温度变化情况,必要时可临时采取事先考虑好的有效措施,达到防止温度裂缝产生。 本文介绍的转换层大梁虽然不是大体积混凝土,但尺寸较大,结构部位重要,应按大体积混凝土施工工艺进行浇筑,并对该部位采取相应的保温养护、温度监测等措施: 材料的选择: 42. 5#R普通硅酸盐水泥,每立方米水泥用量W0 = 372kg;该品牌水泥释放热量Q0 = 356J /kg; 中砂每立方米用量
7、675kg;碎石每立方米用量1263kg;每立方米用水量170kg,水灰比0. 46;环境温度取Tg = 32; 混凝土的比热C = 0. 97 J /kgK,混凝土的密度P= 2400kg/m3。依据施工现场采取的施工工艺、浇筑时间安排、养护措施及实测温度,再查建筑施工第三版的公式列表可得,混凝土的浇筑温度(即入仓温度) T1 =28,混凝土拌合温度Tc = 28. 3,搅拌站为敞开式,则T1 = Tc = 28. 3。 浇筑温度控制,国内规范尚无强制性规定,国外美、日等国对浇筑温度的要求也不一致。在土建工程大体积钢筋混凝土结构施工中,浇筑温度对结构物的内外温差影响不大,因此,对主要受早期温
8、度应力影响的结构物,没有必要对浇筑温度控制过严。但是,为避免因浇筑温度给混凝土浇捣带来不利影响,适当的限制浇筑温度还是需要的。根据国内长期施工实践,有关专家建议最高浇筑温度控制在40以下为宜。3. 1. 2. 1. 混凝土的绝热温升: Th =WOQO / cp = 372 356 /0. 97 2400 =56. 9。由于混凝土内部三天龄期时的水化热最大(最高温差在35C) ,查降温系数表得:= 0. 49 则T2 = Th= 56. 90. 49 = 27. 8。3. 1. 2. 2. 混凝土内部最高温度:Tmax = T1 + T2 = 28. 3 + 27. 8 = 56. 13. 1
9、. 2. 3. 混凝土表面温度; (采用3cm厚麻袋及1mm厚塑料薄膜保温养护) = ( Si /i ) + 1 /q - 1 =(0. 03 /0. 07 + 0. 001 /0. 05 + 1 /23 ) - 1 =2. 03 h= k/ = 0. 666 2. 33 /2. 03 =0. 76 则H = h + 2h= 1. 5 + 2 0. 76 =3. 0 T(3) = Tmax - Tg = 56. 1 - 32 =24. 1 则Tb (3) = Tq + 4h( H - h)T(3) / H2= 32 + 4 0. 76 ( 3 - 0. 76) 24. 1 /32 = 50.
10、2 式中: q 空气层的传热系数(q = 23) ; Si 麻袋、塑料薄膜的厚度(分别为0. 03m、0. 001m) ;i 麻袋、塑料薄膜的导热系数(分别为0. 07m、0. 05m) ;砼的导热系数( =2. 33) ; k计算折减系数( k =0. 666) ; 覆盖材料传热系数;h砼结构的虚设厚度; h砼结构的实际厚度( h = 1. 5m) ; H砼结构的计算厚度(H = h + h); Tb(3) 混凝土表面温度。 从上面计算可看出,混凝土中心最高温度与表面温度之差Tmax - Tb(3) =5. 9;表面温度与大气温度Tb(3) - Tq= 50. 2 - 32 = 18. 2,
11、均未超过混凝土质量控制标准(GB5016492)规定的温差25,不会产生温度应力破坏,结构安全。 由于转换层大梁钢筋较密,采用部分粒径较小的525mm (绝大部分采用30mm)连续级配的石子。浇筑时应先浇箱型转换层的底板,静停12h后再浇梁,适当采用二次振捣,提高构件承载力;严格控制混凝土的塌落度,不得用振动棒硬触钢筋。浇筑梁时采用“赶浆法”不断延伸向前推进,施工缝采用常规的先浇水泥浆法施工。 混凝土的测温间隔3h,混凝土温度降到45以下后结束,温差控制在25内,效果较理想。此外,砂、石料的含泥量必须严格控制。根据国内施工实践,砂、石料中含泥量超过规定后,混凝土的收缩增加,而且,混凝土的抗拉强
12、度降低,对混凝土的抗裂十分不利,在大体积混凝土施工中,应将石子的含泥量控制在小于1% ,砂的含泥量控制在2%以内。4、钢筋施工工艺: 转换层梁钢筋粗、间距小、自重大,单靠自身箍筋不能担负钢筋自重,因此设置了钢管支架、操作平台等辅助钢筋安装。利用可事先加工一头,工序适应性强,不受气候条件影响,质量稳定,操作简单的钢筋液压套筒接驳等技术,避免了大直径钢筋制作与安装之间的矛盾。 操作平台的搭设立杆,上下应对齐穿靴,避免钢管穿透模板。左右支撑拉接,确保平台的稳定性。5、结束语:5. 1、该工程转换层采用钢管支架,分层浇捣,部分荷载由钢筋混凝土自身结构承担,楼地面结构变形量控制在设计允许范围内,取得了较
13、大成功。5. 2、对于大截面梁,设计应同意施工单位留设必要的水平施工缝,使模板支撑体系与第一次浇筑的混凝土结构共同承担荷载,可有效地减少模板投入,同时现在对施工缝的处理方法已有较成熟的措施与经验,可以使施工缝的结合力完全满足设计要求。5. 3、对浇筑后的混凝土有必要进行二次振捣,因其泌出在粗骨料和钢筋下部产生的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止混凝土沉落出现的裂缝,增加混凝土的密实度,使混凝土的抗压强度提高10% 20%左右,从而提高了抗裂性。 二次振捣的恰当时间应为:当运转着的振捣棒以其自身的重力逐渐插入混凝土后,当振捣棒小心拔出时混凝土仍能自行闭合。5. 4、对于类似大型箱梁转换层,施工荷载大,垂直运输能力因场地等原因较差的工程,可参照本办法施工。参考文献:1.混凝土结构设计规范GB50010 -2002 中国建筑工业出版社2. 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204 - 2002 中国建筑工业出版社7建筑业