1、1高层建筑厚板式转换层施工技术探讨摘要:本文结合工程实例,在施工技术方案分析的基础上,通过合理选用支撑体系,并采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地保证了厚板式转换层的施工质量,并对模板工程、钢筋工程、混凝土浇筑施工技术进行了详细阐述。关键词:高层建筑;厚板式;结构转换层;一次性浇筑;模板支撑1 工程概况湖南某商住综合楼工程地下 3 层,地上 30 层,建筑物总高度 102m,建筑面积 65000m2。工程设有 3 层裙房,裙房为框架结构,做商务办公和大型超市。在塔楼四层上设有厚板式结构转换层,其上部为剪力墙结构。转换层平面尺寸为238.80m38.16m,建筑面积 1480m,厚度在
2、边柱部位 3.1m,其它部位 2.2m,核心筒部位为双层板( 图 1),混凝土强度等级为 C40,浇注量为 2850m3。2 施工方案分析经计算转换层施工时在边柱部位最大垂直荷载 88kN/m2,其它部位 68kN/m2。为 承受转换层的施工荷载,设计考虑将三层楼板加厚到 250mm,并将配筋加强,设计 承载力 70kN/m。边跨梁高 3.1m 的部位,考 虑模板荷载较大,为了便于施工,在满足结构安全的前提下,建议设计将边跨梁设计成双层梁。只要保留二、三层模板的支撑体系,通过二层、三层楼板的连续支撑,将施工荷载分散传递到下面的竖向结构上,就能保证转换层施工的安全。因此采用 900mm1400m
3、m 边梁先行浇筑,2.2m 厚板式转换层 混凝土不留施工缝,一次性浇筑的施工方案。大体积混凝土工程采用大掺量粉煤灰,掺加聚丙烯纤维技术,降低水化热,控制混凝土的温度裂缝。33 转换层施工技术3.1 模板工程该工程结构转换层混凝土浇筑一次性完成,施工速度快,但模板支撑数量大。选择模板支撑方案主要考虑以下因素:保证转换层混凝土的结构质量,满足结构设计要求模板支撑体系稳定可靠,确保高大模板施工的安全:选材方便,降低工程成本。3.1.1 底模板及支撑选择定尺的 483.5mm 钢管脚手架支撑体系,通过计算确定模板支撑体系立杆的间距、步高及剪刀撑的间距。立杆下铺垫板,上端设可调顶托,主楞骨为100mm1
4、00mm 方木,密排 50mm 厚木方作次楞骨,选用12mm 竹胶合板模板 ,胶合板模板上面 铺设一层 0.6mm 厚的塑料薄膜,用以对混凝土底面的保温、保湿养护。支撑采用双4立杆布置的方法,除满足荷载要求外,还应考虑操作方便。纵距为 550mm,双立杆间 距 250mm,间隔布置 (即 La=550mm),步高(h)为 850mm,横距(b)为 400mm。设置双向扫地杆,每 3600mm设置双向剪刀撑(图 2)。边梁部位转换层厚度 3.1m,且较三层外挑 1080mm,竖向支撑在三层楼板上布置16#槽钢800 作挑梁。槽钢外挑1300mm,内压 1700mm,遇墙时在墙上穿孔。在 悬挑槽钢
5、上通长布置 6 根10#槽钢,立杆按设计要求布置在上面,支撑边梁底部,边梁 900mm 高混凝土先行 浇筑后与梁底支撑系统共同作用,支撑 2.2m 厚板式 转换层的施工荷载。3.1.2 侧模支撑转换层在 15.65m 标高上,为了防止出现胀膜现象,保证混凝土外观质量,侧模采用了全钢大模板。模板高度 3240mm,设锚固螺栓固定侧模,螺栓与支撑系统、竖向及水平混凝土结构连接固定( 图 3)。二、三道螺栓在有柱的部位焊接在柱的钢筋上,在无柱的部位,第二道螺栓焊接在梁上的预埋筋上,第三道螺栓焊接在 10 槽钢上。由于钢大模板散热较快,混凝土侧表面与环境的温差极易5超过 25。为了满足温差要求,及时采
6、取了拆除钢模板,覆盖、保湿、保温的措施。3.1.3 楼梯支模由于楼梯及预留孔洞的承载力比其它部位低,所以采取了槽钢和斜撑辅助加固的措施(图 4)。调整三层楼梯板的设计,增大其承载力,脚手架支撑从一层开始加固,以确保该部位支撑的稳定。3.2 钢筋工程结构转换层钢筋用量大约 1100t,全部采用 HRB400 型,钢筋密集,钢筋直径大。结构转换层纵横各设置 11 道暗梁,暗梁宽度 10002600mm, 梁上层钢筋双排 28mm,下层筋双排28mm。板筋上下层 采用 25mm 和 28mm 两种,双排双向。为抵抗混凝土局部强度收缩应力,在板中上下排钢筋间设 16200双向钢筋网,无暗梁区域上下排钢
7、筋间设 16400 抗剪兼架立筋。板内布筋原则:横向筋放于外排,竖向筋放于内排,上部筋在跨中连接,下部筋在暗梁处连接。6由于钢筋层数较多,为保证钢筋连接质量和方便施工,板中所有受力钢筋均采用直螺纹连接。板主筋保护层取 50mm,梁主筋保护层取 30mm,转换层厚板内的 钢筋,不得在暗梁内截断,施工时不得留施工缝。排水管采用 4 根 DN250 无缝钢管套管,排水管安装时遇钢筋时钢筋弯曲,不得截断钢筋。暗梁钢筋安装搭设临时脚手架钢管支架,先安装同一方向的暗梁,再安装另一方向的暗梁,避免钢筋纵横交叉,架空叠加超高。因转换层钢筋单位面积重量大,特别是暗梁部位,采用现场特制的高强保护层垫块,并增加垫块
8、数量,以保证钢筋保护层的厚度。3.3 混凝土工程转换层混凝土强度等级为 C40,为控制大体积混凝土的裂缝,设计要求采用循环冷却水管降温,并加膨胀剂。考虑转换层内钢筋密集,循环水管施工困难,造价高。膨胀剂在保湿养护条件下,能较好补偿混凝土的收缩,但在转换层侧面和底部受养护条件限制,膨胀剂对此较难发挥作用。经论证,决定取消循环冷却水管和掺加膨胀剂的方案,采用大掺量粉煤灰降低水化热,并在混凝土中增加聚丙烯纤维控制混凝土的早期收缩裂缝。73.3.1 配合比设计经试验,选用强度等级 42.5 普通硅酸盐水泥,其质量稳定,具有保水性好、泌水性小的特点,适用于泵送混凝土。为了减少水泥用量,降低水化热,控制混
9、凝土温度及收缩产生裂缝,用级粉煤灰取代 30 水泥,粉煤灰的超量系数为 1.35。碎石的粒径为 535mm;河砂的细度模数 2.7。同时掺加 0.9kg/m3 的KDZ-II 型聚丙 烯纤维 ,纤维密度 0.91g/cm3,线密度偏差率 5%,断裂强度 659MPa,断裂延伸率 16%,伸长率 5%时的初始模量7171MPa。配合比水胶比为 0.38,砂率 41。选用 LX 一 1(T)型外加剂延缓混凝土的凝结时间,推迟水化热峰值时间,初凝时间(自然条件下薄膜覆盖)约为 20h 左右,终凝时间约为 40h。出机坍落度为 205mm,1.5h 后 为 180mm(白天 2531)。混凝土配合比见
10、表 1。标养试块按 60d 强度评定。3.3.2 混凝土转换层厚度 2.2m,面积约为 1480m2,共需混凝土 2850m3,均采用商品混凝土。现场配备混凝土输送泵 3 台,混凝土供应能力 60m。采用平面分 层浇筑方案,有利于支撑系统的稳定,降8低水化热。混凝土分 3 层整体连续浇筑,每层约 700mm。大掺量粉煤灰纤维混凝土应属于高性能混凝土范畴,混凝土坍落度较大,采用 50mm 插入式振 捣棒,严格控制层间 搭接振捣,不过振漏振,振捣以混凝土表面不再显著下降,不出现气泡,表面泛浆为准,初凝前需进行二次振捣。梁、柱、墙相交的部位,由于钢筋较密应采用 30mm 的振捣棒。大体积混凝土表面水
11、泥浆较厚,浇筑后应进行处理。初凝前 12h,先用长刮杆刮平;终凝前,再用铁滚筒碾压数遍,并用木抹子打磨压平,以闭合表面收缩裂缝。核心筒部位混凝土浇筑:核心筒部位是双 层板,根据该部位的结构形式,分二次浇筑。3.3.3 大体积混凝土的养护及测温转换层混凝土初凝后,表面即覆盖一层塑料薄膜和保温毯,实施保温、保湿养护,并根据测温情况随时调整保温措施,使混凝土中心与表面、表面与环境的温差均不大于 25。混凝土内部温度低于峰值后,采用浇水养护的措施。9为能及时有效地了解混凝土的温度变化情况,转换层共设 16 个测温单元,共 48 个温度传感器,用电子测温仪测量读数,对混凝土温差实施跟踪和监测。混凝土浇筑
12、 12h 后开始测温,根据混凝土升温的速率决定测温频次。浇筑后 35d 时间内,24h 测一次,其后 46h 测一次,并作好记录。实测结果表明板中心峰值温度 62.5,在第 4d 出现,同时测得板底混凝土温度 58,板面混凝土温度 45。4 结束语本工程在转换层混凝土施工前后对模板支撑体系进行了详细的检查,支撑体系稳定可靠,变形均在允许范围之内。混凝土施工时间为 9 月下旬,气温较高。通过采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地控制了大体积混凝土的裂缝,较冷却循环水管降温方案,造价明显降低。大体积混凝土内部产生的水化热较大、温度较高,强度上升比拆模试块要快得多。而结构转换层占有周转材料较多,为10了既节约周转材料的费用,又能保证混凝土的拆模强度。建议采用回弹结构转换层侧模混凝土,并结合测温记录求得的混凝土等效龄期强度来判断混凝土达到的实际强度。参考文献:1高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2202.S.2混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002.3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,2002.4谢晓锋.高层建筑转换层结构型式的应用现状及问题J.广东土木与建筑,2004.5建筑施工脚手架实用手册.北京: 中国建筑工业出版社,2004.
