高层建筑厚板转换层混凝土施工技术

杨 闯,王怀西,王 胤

(1.河北天昕建设集团有限公司,河北 沧州 061000;2.衡水市工程项目管理有限公司,河北 衡水 053000)

随着我国高层新型建筑的不断发展,厚板转换层工程越来越多。目前,带厚板转换层的高层建筑在国内应用还不太多,主要原因是对这种结构的理论和试验研究还不够深入。现代预应力技术作为建筑行业的一项新技术,很适合厚板转换层这类跨度和受力大、挠度控制及抗冲切问题突出的特殊结构。本文主要针对厚板预应力混凝土转换层的浇筑措施进行了研究,为现代预应力技术与厚板转换层结构合理应用的施工提供了可靠的保证措施。

1 高层建筑转换层的作用及类型

1.1 高层建筑转换层的作用

现代高层建筑正向多功能、综合用途发展,通常上部楼层布置住宅、旅馆,中部楼层作为办公用房,下部楼层作为商店、餐馆、文化娱乐设施等,有的顶层还设有旋转餐厅或直升飞机停机坪。不同用途的楼层,不同大小的开间,需要不同的结构形式。为满足建筑功能的需求,必须在结构转换的楼层设置转换层。转换层的结构形式不同,其施工方法也各有特点。

1.2 转换层的类型及其应用

按转换层所实现的结构转换可分为三类:上、下层结构类型的转换;上、下层柱网轴线改变;同时转换结构形式和结构轴线位置。转换层的结构形式主要有梁式、桁架式、空腹析架式、箱式和板式。目前梁式转换层用得较为广泛。随着人民生活的改善,对建筑功能造型要求越来越高,同时要求转换结构形式和结构轴线位置会越来越多,所以板式转换形式也会发展较快。[3]

2 工程背景

某高层住宅地面以上 25层(不包括两层电梯机房和水箱间),高度 83.8 m,建筑面积 49300m2。两层地下室,层高 4 m,地下二层为箱基,建筑功能为储藏室,地下一层为停车场。两层裙房,层高 5.1 m及 4.0 m。柱网尺寸分别为6 m×8.4 m和7 m×8.4 m,采用框剪结构,混凝土强度等级为C40,建筑功能为商场。二层以上是住宅标准层,层高 2.9 m,采用剪力墙结构,3～10层混凝土强度等级为C35,10层以上混凝土强度等级为C30,以保证住户房间无梁无柱,使用方便。由于工程结构形式复杂,不仅转换层上下的结构形式不同,而且下部柱网轴线和上部楼层的轴线完全错开,因此在第三层采用预应力厚板转换层,厚板 1.71 m,混凝土强度等级为C45。

该工程采用预应力厚板转换层,它的优点是上下层轴网可以灵活布置。对厚板施加预应力可以改善受力状况,抵抗大体积混凝土浇筑时水化热较大的影响,还可以降低板厚。板的厚度一般可取最大柱距的 1/3～2/5,该设计中最大柱距为8.4 m,由于采用了预应力转换厚板,提高了混凝土的抗冲切能力,所以厚板取值为1.71 m,为柱距的 0.21。该工程在厚板板面和板底配置了直线型预应力筋,以柱上板带为主施加有粘结预应力。[2]

3 转换层混凝土施工技术

3.1 混凝土配合比的施工设计

由于转换板厚 1.71 m,根据要求可分两层浇筑,第一层浇筑 600 mm,第二层浇筑 1110 mm。对 C45大体积混凝土结构,特别是第二层,水化热较高,因此在原材料的选择和配合比上做了研究,在掺加了粉煤灰和高效减水剂,以降低水化热。每立方混凝土中掺加 73kgⅡ级粉煤灰,使水化热能降低 5℃左右,另在水泥中掺加 UEA多功能外加剂。水泥采用 525 R普通硅酸盐水泥,碎石选用 5～25 mm的小碎石,含泥量小于1%,针片状含量小于15%,砂子选用细度模数在 2.5以上中粗砂,含泥量小于2%。砂率 0.37,实测坍落度160 mm± 2 mm。

3.2 混凝土浇筑

1)混凝土浇筑必须满足每层整体连续性的要求。浇筑时采用由转换板中心开始向两侧分的对称浇筑路线,一个施工段由现场搅拌配合泵送完成,另一个施工段由商品混凝上完成,考虑到两部分的施工速度,在总量上按 1∶1比例进行划分,商品混凝土供应与现场搅拌施工速度保持一致,这样才能使脚手架对称受力,不致产生偏压现象而发生侧向位移趋势。

2)采用斜面分层,薄层浇筑,自然流淌,连续浇筑到顶的方法。分层厚度 500 mm,自然流淌坡度控制在1∶3～1∶5,经测算,建筑断面最大,浇筑厚度 500 mm时,约需混凝土 80 m3,按混凝土初凝时间 12 h计,满足要求。

3)采用 50或其他类型插入式振捣器振捣,钢筋密集区即墙、柱、梁相交处采用 30插入式振捣器。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需 20～30 s,振捣间距不大于500 mm,振捣棒插入下一层 50 mm深,对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。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。

4)泌水处理。泵送混凝土流动性大,泌水多,影响混凝土密实性和结构的整体性,在板四周侧模的底部、上口开设排水孔,使多余的水从孔中自然排出。

5)降低水化热处理。由于浇注大体积混凝土会产生水化热反应,在浇注过程中预埋冷却用冷水管,表面覆盖麻袋,用冷水循环降温,以减少混凝土内外温差。

3.3 混凝土分层浇筑界面及表面处理

混凝土浇筑结束后静停 lh,待混凝土面泌水渗出后,在模板面上钻孔排水泌水,用 30～60 mm碎石作为石笋铺放在混凝土表面的水泥浆中;大小粒径碎石,应一半埋入水泥浆中,一半露在外面,作石笋的碎石要经过筛选水洗。600 mm厚混凝土浇筑前按设计要求绑扎好Φ16@500的锚筋。另有纵横每隔 700 mm布置马凳Φ25钢筋支架。支架及锚拉筋将上、下层混凝土拉结在一起,增强了抗剪能力。

大体积混凝土泵送,表面水泥浆较厚,浇筑后应做好处理,在初凝前 1～2 h先用长刮尺按标高刮平。在终凝以前再用铁滚筒碾压数遍,以闭合收缩裂缝。[1]

4 结语

本工程采用分层浇筑时,分层界面采用抗剪筋和另加碎石方法增加混凝土的抗剪能力,满足要求,经观察没有任何问题。 C45大体积混凝土结构水泥含量高,浇筑后水泥水化热大, 因此在原材料的选择和配合比上采用双掺技术。浇筑采用斜面薄层推进,一次到顶,平面上分两工作面从中间向四周对称推进浇筑也是较合理的,实际工程的应用实例证明本文采取的措施是切实可行的。

[1]叶琳昌,沈义.大体积混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]李霖.2.8 m厚混凝土整板结构转换层施工技术 [J].施工技术,1996,(10).

[3]罗国强,罗刚.建筑施工中的结构问题[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.