高层建筑结构转换层的施工
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高层建筑结构转换层的施工
摘要: 随着土地资源的越来越紧缺，住宅及公共办公建筑都向着高层方向纵向发展，高层建筑已经越来越普及，而转换层的施工也是直接影响整个高层建筑质量的重中之重。本文根据笔者多年来的相关工作经验以及我国建筑行业当前的状况，介绍了高层建筑转换层的施工，并详细地阐述了转换层施工的质量控制措施，供大家参考。
关键词: 高层建筑结构；转换层；施工技术；质量控制
1、前言
随着建筑行业的蓬勃发展，高层建筑的应用也是越来越广泛，其使用功能也日趋大型化、复杂化，给我们的施工带来了全新的挑战。随着建筑物功能的日趋多样化，在建筑物中设置转换层已成为了一种必然手段，而随着转换层的设置、上部结构荷载增加等原因，这已经给我们的施工带来了许多新的课题。因此，我们要对转换层的施工技术进行深入的研究，并对施工质量进行严格控制。下面我们分别对其进行分析。
2、转换层的定义及功能
从建筑使用功能而言，在设计中，通常将大柱网的购物商场、餐厅、娱乐设施设于多功能综合性高层建筑的下层部分，而将较小柱网、较小开间的住宅、公寓、旅馆、办公功能的建筑设于中、上层部分。这种建筑使用功能的特点相应决定了多功能综合性高层建筑结构体系的特点。由于不同建筑使用功能要求不同的空间划分布置，相应地要求不同的结构形式，如何将它们之间通过合理地转换过渡，沿竖向组合在一起，就成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。这对高层建筑结构设计提出了新的问题，需要设置一种称为‘转换层’的结构形式，来完成上下不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换, 简单地说，就是上下两层的结构不一样，必需设置一个转换层来‘承上启下’。结构上的转换层概念，主要是指在整个建筑结构体系中，合理解决竖向结构的突变性转化和平面的连续性变化的结构单元体系。它在主要满足结构安全功能要求的同时，多数情况下解决一些特殊技术性建筑功能要求，比如在结构转换层空间内布置管道、设备等等。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架、剪力墙等结构体系中。
3、转换层施工技术
3．1、转换（层）结构支撑系统
转换层结构自重及施工荷载较大，施工前应进行计算，确保支撑系统具备足够的强度和稳定性。通常采用的支撑方式有以下几种：
3.1.1、钢管支撑架
适用于转换梁布置较密，结构自重及施工荷载相对不太大，或板式转换层结构的施工。这类支撑系统通常采用钢管脚手架，转换梁下立杆纵向与横向间距都在600mm以内，立杆下垫200mm×50mm木垫板。
3.1.2、沿转换大梁方向设置钢管支撑架
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换梁位置不太高的情况。须计算确定立杆的间距、步距，合理设置水平及竖向剪刀撑。某工程KZL－5转换大梁支撑构件。立杆下设150mm×150mm×10mm的钢板以扩大受力面积，可调顶托。
3.1.3、型钢构架支撑
适用于转换梁自重及施工荷载较大的结构，且转换层位置较高的情况。方法如下: 在下层柱中埋置钢牛腿，型钢构架作为转换梁模板支撑系统，搁置在钢牛腿上利用柱子传递竖向荷载。如某工程三期
(总38层，地下2层)，转换层高4.2m，跨度7.6～12.9m，位于8、9层，自重与施工荷载较大，相对标高较高，因此采用该方法。由2榀平面构架组成1 榀整体钢桁架，平面构架在预制厂制作，运到工地用塔吊吊至安装部位现场焊接拼装成整体，并与钢牛腿焊牢。
3.2、模板工程
梁侧模可采用组合钢模板或18mm厚覆膜胶合板，为防止混凝土浇筑时产生的侧压力将模板挤压变形而出现胀模现象，可在梁内设置对拉螺杆(14mm)，钢模板也可以设扁钢拉片(厚度≥3mm)，螺杆纵横向间距为400～600mm。侧模用钢管作背杠进行锁固，背杠间距纵横500mm，梁底起拱要求1‰～3‰。转换层构件的混凝土强度达到100%方可拆除底模。
3.3、钢筋工程
转换层结构的配筋量大，主筋长，布置密，在梁柱节点区钢筋异常密集，绑扎难度大，在施工中，可采取以下措施:
3.3.1、为保证梁内钢筋骨架的稳定和便于操作，可在转换梁两侧搭设双排脚手架作为钢筋临时支撑，利用钢管架支撑上部钢筋，待钢筋位置固定并焊接后，撤去钢管脚手架。
3.3.2、主筋接头全部采用闪光对焊或直螺纹接头连接，焊接人员均持证上岗，焊接和机械连接均按照规范要求做力学试验，确保焊接及机械连接质量。
3.3.3、梁的上、下部钢筋伸入柱、墙内锚固长度，腰筋锚固长度及楼板钢筋伸入梁内的锚固长度均按设计要求留设。
3.4、混凝土工程
转换层大梁是结构的最为关键的部位。因此，有效预防温度应力而产生的混凝土裂缝是大体积混凝土施工的难点。混凝土温度应力是由水化热、浇筑温度和外界气温变化等产生的。为防止大体积混凝土出现裂缝，主要应从降低内外温差(也就是减小温度应力) 方面采取措施。具体包括以下六方面的内容:
3.4.1、原材料：①选用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥；②加入适量的粉煤灰以减少水泥用量；③加入适量外加剂(减水剂、缓凝剂)使混凝土缓凝，使升温过程延长，降低水化热峰值。
3.4.2、合理设置施工缝及确定浇筑顺序：①分层浇捣，保证混凝土在初凝前接头；②确定好浇筑顺序，保证混凝土施工不出现冷缝；③ 建立心急预案，防止混凝土中断。
3.4.3、因转换层结构钢筋密集，混凝土浇筑时振捣难度较大，可与试验室协调，选择粒径较小的骨料。在施工中，采用3O型混凝土插入式振捣器进行振捣，振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20～30s，振捣间距≤500mm，振捣棒插入下一层50mm深，对梁、柱、墙相交部似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。
3.4.4、掌握混凝土养护过程的温度变化规律埋置足够数量电偶温度传感器作为测温控制点，并定时做好记录。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》的相关规定，混凝土内外温差不应大于25℃。
3.4.5、混凝土内部预埋水管注入冷水循环，使内部降温，外部用碘钨灯照射以提高表面温度，使温差缩小。
3.4.6、养护较常用的是用2层湿草袋夹1层塑料薄膜覆盖养护，要有专人进行淋水，间隔时间约一小时，目的是起到保温保湿的作用，一般转换层结构混凝土的养护期为21天。
4、施工的质量控制技术
由于转换层具有（大、重、密）的特点，使施工难度增大，稍有
不慎，就可能发生支撑系统失稳、模板变形、钢筋错位、混凝土漏
浆等质量问题。因此，在进行施工时，除加强施工技术管理外，还
必须加强质量控制。
4.1、审查施工方案必须强调（以计算为依据，以安全为宗旨）。
4.2、模板支撑体系不仅要进行精确计算，还要有足够的构造措施保证, 并要强化检查，完善手续。对进场钢管、扣件进行（三证检验）并随机抽查钢管厚度及扣件螺栓拧紧扭力矩。搭设过程中随时检查弹线的准确性及立杆是否与定位点对应，在确保混凝土全部达到设计强度的100%时支架方可拆除。
4.3、钢筋绑扎必须保证位置的准确，为后续施工打下良好的基础。钢筋的品种、质量必须符合设计要求和有关标准规定，表面必须清洁，钢筋的间距要均匀，各排上下位置要对位，预埋位置、数量及形式必须符合设计要求。
4.4、混凝土浇筑中要严格控制钢筋密集区的浇筑，确有必要时可以采用细石混凝土浇筑，以防出现孔洞。对大体积混凝土的浇筑要采用斜面分层布料方法施工，在混凝土初凝前要进行表面二次振捣，终凝前要进行二次抹压。养护要及时，并能使混凝土始终保持湿润状态，测温应按要求进行并及时反馈温度变化情况，同时注意变形观测。
5、结束语
综上所述，随着高层建筑的体型日趋复杂、结构形式更加多样、功能更加齐全，使建筑行业面临了全新的挑战。随着转换层的设置，我们应该坚持科技创新，采用最合适的施工方法，在科学的计算基础上，精心组织，规范施工，严格控制施工质量，才能满足客户及群众的需要，为建筑行业的发展注入新的动力。
参考文献:
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[2］ GB50l13－2005,滑动模板工程技术规范[S］:88-90.
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大众科技,2006(5):33-35.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
