某高层建筑梁式转换层施工技术的总结

杨振城

摘要：梁式转换层是高层建筑中应用得最为广泛的一种转换层形式,它可以解决高层建筑中上下部结构在竖向不连续的问题。本文对某幢28层高层建筑工程实例，对其施工技术进行探讨。

关键词：高层建筑，梁式转换层，施工技术

中图分类号：[TU208.3]

一、工程概况

某高层住宅楼工程由4栋塔楼组成，地下2层，地上28层，总建筑面积11.79万m2，建筑总高度87.2 m。其中地下2层为停车场用房，地上1层为大型商场及公共用房，2层及以上(即塔楼部分)为住宅楼。1层及地下室为框支剪力墙结构，2层及以上为剪力墙结构，在1层，2层间进行梁式转换。

1转换层施工方案

1)二次浇筑法：将大梁分两次浇筑迭合成型，利用第1次浇筑形成的“半成品梁”支撑第2次浇筑混凝土的自重及施工荷载。此法施工工期较长，且由于梁截面大，钢筋密集，混凝土施工缝处理较困难。2)荷载传递法：由于转换层下各板相对较厚(最小为150mm)，故采用此法应通过计算确定支撑层，在大梁对应位置下的梁板采用二次支撑。此法可一次完成转换层施工，且能充分应用下层支撑层的已有承载力。本工程工期较紧，且转换层下的结构层仅为2层地下室，二次支撑相对较少，经充分比较论证，决定采用荷载传递法施工方案。

二、梁式转换层施工

1 高支撑系统设计

转换层的模板施工主要采用18mm厚七夹板、50×100木枋、MJ可调钢支撑和满堂承重架等,模板全部采用散拼散装形式施工。通过转换层梁板模板及其支撑系统的设计计算,确定板底木枋间距为250mm,横梁间距900mm,立柱间距900mm×900mm，梁底木枋间距短、长向分别为300mm和250mm，立柱间距(250～35O)mmX500mm。

2 模板及支撑系统计算

选取转换层最大截面梁BxL1，为例进行模板计算，该梁截面1.55m X1.0m。承重架采用Φ48脚手架钢管，壁厚3.5mm。横向短木枋和纵向长木枋间距分别为300mm和250mm(见图1)。

图1 转换层B×Ll梁板支模示意图

梁下钢支撑间距沿纵横向分别为500mm和250mm。木模板参数如下:b = 50mm,h = 18mm, Wn=bh2 /6=54000mm3，A=bh=1.8X104mm2,ƒn=25 MPa，I=bh3／12=4.86×105mm4。

木枋参数如下:b=50mm,h=100mm,Wn=bh2/6=8.3×104mm3，I=bh3/12 =4.2×106mm4,ƒn=25Mpa,ƒn=1.4 MPa，E=9000MPa。

梁荷载组合为：模板：1.5x1.2=1.8kN／m2，钢筋混凝土：39.53 x 1.2=47.4kN／m2，振捣荷载：2.0×1.4=2.8kN／m2，施工活荷载：2．5 X1.4=3.5 kN／m2，合计55.5kN／m2。

1)模板强度验算。

板净跨 =250mm,q=55.5 kN／m。

2)梁底横放木枋验算。

木枋净跨 =200mm,q=16.65kN／m。

3)梁底纵放木枋验算。

木枋净跨 =500mm，q=4.2kN／m。

4)稳定性验算。

梁底平均每平方米设有1O根支撑，经上述计算施工总荷载为55．5 kN／m2。

立杆截面积：A=489 mm2， =15mm6mm。

长细比：λ=I/ =1500／15.6=96.1。

查《钢结构设计规范》附录三，得φ=0.581。

б=N/ (φA )=55.5×103／(0.581x96.1×10)=19.5 N／mm2<215N／mm2(满足要求)。

3 构造措施

1)由于转换层梁截面较大，且最大线荷载达55.5kN／mm，因此仅靠地下室顶板的混凝土强度是无法承受的，转换层施工时地下1层的支撑已全部拆除，在地下2层梁下每隔1.5 m设M型钢支撑1根，这样可以确保施工时转换层的荷载被有效地传递到地下室底板上。2)由于转换层层高达4.8 m，现有钢支撑无法一次支撑到顶，故采用搭设1．2 m高满堂承重架的做法。承重架采用壁厚3.5mm的Φ48脚手架钢管搭设，立管在梁底间距为500 mm，其他部位为800 mm。扫地杆距地高度为150 mm，在上层钢管上铺双排立放木枋并与钢管用铁线绑扎。钢支撑直接支撑在木枋上。钢支撑每隔1.5m高用脚手架钢支撑水平连接成为一个整体，同时每隔6m设置剪刀撑。3)为提高模板支撑系统的稳定性和抗倾覆能力，即在支撑三维间距均满足模板方案设计计算的情况下，利用转换区域的边缘框支柱及剪力墙卸去一部分荷载，中间部分用钢管与框支柱、剪力墙锁紧。4)对高度H>1.2 m的转换层混凝土梁，因侧模承受的混凝土侧压力较大，为保证侧模强度，除每侧加斜撑外，按400mm×500mm间距布置Φ12对拉螺杆。5)由于梁的荷载较大，考虑梁下板的受力情况，所有钢管下都加设木枋。6)高支撑模板搭设完成后，必须经验收合格后方能进人下道作业。混凝土浇筑期间，应派专人观察模板及其支撑系统的变形情况。

4 钢筋工程

钢筋工程是转换层施工的重点和难点之一。在牛腿和框支梁的节点部分钢筋较密，梁钢筋有3排，牛腿钢筋有5～7排，有部分位于同一平面内，柱筋收口也在其内。因此箍筋、牛腿、箍筋重叠，故实际箍筋间距仅为50 mm，施工前必须做好放样，然后严格按照放样的钢筋绑扎顺序进行施工。

1)绑扎顺序。先绑扎墙体钢筋，一次绑扎至梁底的位置，然后摆放所有梁的底筋。当底筋摆放完毕后开始绑扎牛腿钢筋，继续绑扎柱墙的箍筋至标高处，然后摆放梁面筋。按照设计要求在核心区可以制作部分开口箍筋，梁及墙柱钢筋绑扎完毕，再穿板钢筋。

2)施工重点。a．由于转换梁钢筋直径大且间距密，故必须严格控制钢筋的尺寸误差，同时对所有梁主筋按就位顺序进行编号，否则会出现无法就位的情况。b．为保证量钢筋间距、排距位置准确，主筋翻样和下料时必须考虑并调整好每根钢筋的接头位置，以保证主筋的焊接接头相互错开并满足现行的规范要求。同时每隔3m用与梁宽相同的短钢筋头做垫铁。c．转换层中梁钢筋采用最可靠且对钢筋无损害的冷挤压连接方法，柱墙钢筋的竖向接头采用电渣压力焊，主梁腰筋、连系梁、板钢筋的接头全部采用闪光对焊。d．钢筋的锚固长度为设计要求的45d，上层剪力墙钢筋直接伸入梁底锚固，加200mm长弯折部分，墙体钢筋的弯折部分在板内的向墙体锚固长度为450mm，在梁内的向梁内锚固长度为45d。e．钢筋的绑扎过程中应进行严格的自检，当前一分部未验收合格时，不得进行下一道工序施工，梁钢筋必须经检查合格后方可铺板筋。 牛腿处的箍筋由于长度较大，在现场施工时如果发现有较大的难度时可以将箍筋做成开口套，接头的部位应错开，然后单面焊接长度10d。

5 混凝土工程

转换层的梁板墙柱混凝土强度等级均为C40，梁板墙柱一次浇筑完成。本工程混凝土均采用预拌混凝土，要求坍落度控制在14cm～16 cm之间，初凝时间为3h，每层浇筑间隔时间不得超过45min。

1)混凝土施工开盘安排在白天进行，夜间满足施工作业面照明，转换层梁浇筑混凝土采用分层进行，每层高度控制在300cm～500 cm，每层浇筑间隔时间不超过初凝时间。2)转换层梁浇筑混凝土采用2台泵车平行向后退的方式进行，泵送过程中，用泵管和溜槽配合，控制泵送冲击力和泵送混凝土速度，避免扰动深梁锚固筋和梁板面混凝土堆积增加模板荷载。3)应注意的问题：由于转换层钢筋直径较大且间距较密，最大达到32m，最多达3排钢筋，在牛腿处加上牛腿钢筋，钢筋总排数将达到5排～10排，因此混凝土施工有着较大的难度，应在梁柱节点范围内采用人工推送下料，以防止因泵车下料过快而在梁柱接点处钢筋下形成空洞，同时选用C30振捣棒，当振捣有困难时可用Φ10～Φ14钢筋进行人工振捣，楼板混凝土采用平板式振捣器进行。4)混凝土养护：由于梁截面相对较大，故应密切注意混凝土的入模温度控制，并将其温差控制在要求范围内。降低入模温度是转换层大体积混凝土施工控制重要内容之一。墙柱在施工完24h后即可拆模，但应注意拆模方式，不能碰损墙柱边角，拆模后指派专人按要求用养生剂进行除模养护；梁板在施工完成后，磨完浆后即开始用塑料膜覆盖蓄水养护14d；转换层梁应在施工完成14d后，混凝土强度满足规范要求的拆模强度时方可拆模。

三、结语

1)本工程转换层采用荷载传递法施工工艺，充分利用已有结构的承载力，既保证了质量和工期，又节约了投资。

2)本工程转换层钢筋连接方式梁钢筋采用冷挤压连接方法，柱墙钢筋的竖向接头采用电渣压力焊，板钢筋的接头全部采用闪光对焊，这样连接最牢靠而且比较经济。

3)本工程转换层钢筋直径较大且间距较密，混凝土振捣采用机械与人工振捣相结合的方法，效果良好。

参考文献：

[1] JGJ 3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S]

[2] 唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2002

[3]杜荣军.混凝土工程模板与支架技术[M].北京：机械工业出版社，2004

[4]王永德.高层建筑结构转换层施工技术的应用[J].山西建筑，2010

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。