高层建筑结构转换层施工技术的应用

聂茸 李磊

【摘要】相较于常规建筑结构，高层建筑项目的自重荷载较大、结构形式较为复杂，结构转换层的设计与应用，不仅能够充分满足不同楼层的功能需求，同时也很好的转移、分散了各组结构构件所承受竖向力，有效保证了建筑整体结构的稳定与安全。

【关键词】高层建筑结构转换层施工技术

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

高层建筑结构中转换层是其受力的主要部位，它既密封了下部结构，又为上部结构打好基础，在整个高层建筑结构体系中起着非常重要的连结作用。因此，要周密、合理的采用转换层施工措施，在保证转换层的质量的同时，也确保整个建筑工程质量。

一、转换层结构的概念与功能

在高层建筑结构的底部，当上部楼层部分竖向构件不能直接贯通落地时，应设置结构转换层，在结构转换层布置转换构件。转换结构构件可采用梁、空腹格架等；非抗震设计和6度抗震设计时转换构件可采用厚板，7、8度抗震设计的地下室转换构件可采用厚板。这种因建筑功能需要，下部大空间，上部部分竖向构件不能直接连接贯通，而通过水平转换构件与下部部分竖向构件连接构成的高层建筑结构为带转换层的高层建筑结构。

从结构功能的角度看，转换层所实现的结构转换可以归纳为以下三类：结构型式的转换。结构转换层将上部剪力墙转换为下部框架，给下部楼层创造了较大的内部空间；柱网、轴线的转换。通过结构转换层，使下层形成大柱网，满足外框筒的下层形成较大的出口和较大空间的需要；结构型式和轴线布置同时转换。

二、工程概况

建筑物主体地上23层，地下2层。建筑总高度81.5m。总建筑面积74662.00m2。地下2层为平战结合人防地下室（目前作车库用）。地上部分①～⑨轴为框支剪力墙结构体系，⑩～15轴为框架结构。结构转换层设在第五层与第六层之间②～⑨部分。其上由6层至23层共17层为住宅标准层。屋顶上层设电梯机房。

根据计算，该转换层梁板浇筑总量为723.30m3（其中属大体积砼为158.30m3）结构自重约207400KN，每平方米砼自重达20.56KN/m2。（包括全部砼浇筑量），每平方米施工总荷载达30.25KN/m2。

三、结构转换层的施工技术

1、模板工程

转换层结构的自重大、施工荷载也大，因此要根据工程实际情况选择合适的模板支撑方案，以保证支撑系统具有足够的强度、刚度、稳定性。实际工程中常用以下几种支撑体系：

1)一次性支模。该支撑方式适用于现场可用的支撑材料较多，且转换层相对较低的结构体系，因为一次性支撑转换层底模需要支撑到底层地面或地下室底板，支撑材料需用量很大，在材料上使用不经济。

2)荷载传递法支模。该法将转换梁板的自重和施工荷载通过支撑系统传递给以下多层楼板或把荷载传递给转换层下的支承柱，由支承柱把上部荷载向下传递。

3)叠合浇筑法支模。该法是应用叠合梁原理将转换层梁、板分多次浇筑成型(工程中通常分两次或三次浇筑)。支撑系统只要考虑第一次浇筑时的结构自重和施工荷载，这样可减少大量的下部支撑体系的负荷，而且还节省大量的支撑钢管。4)埋置型钢法支撑。该法是在转换结构梁中埋设型钢，与模板连成整体，用以承载全部大梁荷载，可节省大量支撑材料。

2、混凝土浇筑

转换层结构混凝土浇筑跟普通混凝土浇筑方法有所不同，主要是由于转换层混凝土施工涉及到大体积混凝土施工，要注意以下几个方面：

1)要充分考虑工程施工气候、混凝土的配合比、施工现场条件等实际情况，采用体积混凝土结构三维有限元分析程序，对整个施工过程中混凝土内温度情况进行模拟，得出混凝土浇筑后一个时期(根据实际混凝土体积情况，通常要考虑30d)各部位温度的变化规律。

2)水泥的选用。为了能减小混凝土内外温差，施工中应选用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，或在混凝土搅拌中掺入沸石粉，降低水泥的用量，用以降低水化热。

3)采用外加剂。在大体积混凝土施工中为降低水泥水化热，通常要掺入外加剂，工程中主要使用高效减水剂、缓凝剂等。

4)施工中可采取相应的保温措施。在大体积混凝土施工中要考虑混凝土内外温差不能超过25℃，这样才能有效控制混凝土裂缝产生。通常采用蓄热保温法、内降温外保温法、蓄水养护法。

5)做好泌水排除。在混凝土浇筑时在混凝土面上要留有一定的泌水坡度，同时在模板上留有排除泌水的小孔，以利于提高混凝土的施工质量。

6)采用合理的施工方法。为能使混凝土外表面温度不至于降低过快，通常先施工转换层外围结构和墙体；夏天施工时要注意采用温度较低的水搅拌混凝土，用以降低混凝土的入模温度；采用分层浇筑方法时，每层浇筑厚度通常在300mm~500mm，后一层混凝土浇筑要在前一层混凝土初凝前完成；采用叠合梁施工方法可缓解水泥水化热和混凝土内部的温度应力对裂缝的不利影响。

3、钢筋工程的施工技术

（1）由于厚板转换层钢筋混凝土结构中钢筋用量非常大，准确翻样和下料，安全可靠地连接以及合理安排钢筋就位顺序对于整个结构的施工质量尤为重要。

①钢筋安装顺序。考虑好钢筋之间的穿插避让关系，确定制作尺寸和绑扎顺序，钢筋工程安装顺序为：分层铺设暗梁下部纵向钢筋→铺放板底双向钢筋→搭钢管支架→分层吊挂暗梁上部纵向钢筋→套箍筋→穿腰筋→绑扎、固定→暗梁就位→铺放板面双层双向钢筋。

②钢筋的连接。工程中主要采用以下四种方法连接：钢筋闪光对焊、电渣压力焊、套筒冷挤压和锥螺纹连接，另外构造钢筋可以采用绑扎接头。钢筋的连接方式主要由钢筋型号决定。直径16～25的柱、墙、梁、板筋采用闪光对焊、电渣压力焊和电弧焊，直径28～32的主筋采用套筒冷挤压和锥螺纹连接。钢筋中间部分连接采用锥螺纹连接，梁端头带弯头的钢筋一段采用套筒冷挤压连接。

（2）钢筋的绑扎

①钢筋支撑架的搭设。在钢筋成型及绑扎施工过程中，由于钢筋特长，只能在施工现场进行闪光对焊成型，在绑扎时必须搭设钢筋支撑架，支撑架的搭设是便于钢筋绑扎的关键。

②钢筋的连接和绑扎。绑扎下部钢筋，按顺序抽走下一排筋支撑面，下落下一排钢筋至梁底部位，并绑扎。放置横向间距1500mm直径20分隔筋；抽走下二排支撑面，下落第二排钢筋至设计要求部位，并绑扎，依此类推，直至所有下部钢筋绑扎完毕。

绑扎上部钢筋，首先绑扎上第一排钢筋，完工后，松开并抽走上第一排钢筋支撑面，然后从梁一端向另一端依次开上二排钢筋支撑点。一边松开，一边将钢筋上提至正确位位置，同时插进隔筋，绑扎固定上二排筋，依此类推，直至上部钢筋绑扎完毕。

四、质量保证措施

建立以项目经理为首，技术负责人、施工员、安全员、资料员5人领导小组，分工负责，落实到人，持证上岗，按项目部《质量保证体系》程序PDCA四个环节运行。浇筑时间不得离开现场，各工作岗位都有人员在场，按规范、规程和“施工方案”（代作业指导书）认真组织实施。

浇筑砼前预先报浇筑报告，并会同监理公司最后一次到砼公司落实检查监定C40砼优化配合比，外加剂掺用的合理性及选用的42.5矿碴水泥等各种原材料的产地、检验报告材质证明，合格生产厂家证明原件以及砼温度控制，检验报告材质证明，合格生产厂家证明原件以及砼温度控制，水泥水化热绝对升温值，出料温度控制措施，防上砼温度裂缝，确保砼质量。

要严格控制砼出料温度，砼入模温度。砼入模温度，受砼出料温度变化而变化，直接影响砼内部最高升温。在输送泵机位置设置遮阳棚，泵送管道上裹温麻布袋，避免阳光直射达到砼的入模温度不大于22.5℃。

框支大梁采用分层浇筑工艺，每层厚度控制500mm~600mm，每次浇捣约300mm，砼倾斜角度约35°，同时在施工时要注意泵送速度，并与砼公司运输部门配合好，交待清楚，连接顺当，既要防止砼供货不足，又要避免砼堆积，造成施工冷缝而使砼产生裂缝。

专人养护：要选定工作认真负责的专养人员，保温麻袋淋水水温20℃，并根据大气温度情况做好保温、保湿。

结束语

高层建筑转换层在整个高层建筑结构体系中起着非常重要的连结作用，是建筑结构的关键部位，由于其施工难度比较大。因此，在高层建筑结构转换层施工过程中，要严格其施工设计和相关施工规范进行，确保转换层的质量的同时，也保证了整个建筑工程质量，从而实现社会效益和经济效益的双赢。

参考文献

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[3] 王祖法，赵先宏. 浅谈高层建筑转换层施工质量控制[J]. 经营管理者. 2010(10)