浅析钢筋混凝土厚板结构转换层的施工技术

谢豪
摘要：本文结合笔者多年工作经历，以某大厦厚板转换层施工为例，就高层建筑钢筋混凝土厚板结构转换层的施工技术要点进行了分析探讨，供同行参考。
关键词：高层建筑  转换层  钢筋混凝土  厚板转换层

1、引言
随着我国经济的发展和工程建设规模的不断扩大，高层建筑逐步向多功能和综合用途发展，为满足建筑工程的要求，大部分高层建筑均设置了结构转换层。但由于高层建筑结构转换层的跨度和承受的竖向荷载均很大，致使它的截面尺寸高而大，钢筋含量大并且排布密集、互相穿插，混凝土的连续浇捣施工强度大，楼层高且自重大，模板支撑要求高，在施工中难度比较大。基于以往高层建筑转换层的施工实践，本文以厚板转换层施工为例，分析阐述钢筋混凝土厚板结构转换层的施工技术要点。
2、工程概况
　　某工程项目是一座多功能的综合性大厦，地下1层，地上18层，大屋面总高度为58.5m，总建筑面积为30375㎡，第4层为1.8m厚板结构转换层，将其上部5～18层的剪力墙结构体系转换成框架结构体系。转换层厚板的平面尺寸为1318㎡，钢筋重达850t，混凝土总量为2430m3，强度等级C40。
3、转换层施工方案分析与比较
　　厚板转换层自重及施工荷载为51.3kN/㎡。采用常规的支模体系，单靠下层楼板承受如此大的荷载势必会破坏下层结构，而采用分层卸载的方法则必须从地下室底板起搭设4层支撑架，靠各层楼面的变形协调来传递扩散荷载，这样既不经济，也不能保证结构楼板不产生开裂现象。
　　经过分析比较和计算，确定采用叠合梁的原理转换厚板，即将转换板混凝土分两次浇筑，第一次浇筑0.8m厚，待其强度增长达到90%后再浇筑第二层1.0m厚混凝土，利用第一层先浇板承受第二层后浇板的施工荷载，转换板的钢筋相应分两层绑扎。
4、厚板结构转换层施工技术
4.1模板支撑工程
　　模板支架采用扣件式钢管脚手架，钢管采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管。立杆用3.6m的整根钢管，中间不设接头，间距为0.5m×0.5m，立杆下满铺2.5cm厚木板，水平方向拉杆设4道，并设剪刀撑。顶端横杆与立杆的扣件下加设1个扣件，以增大抗滑移能力。顶端横杆上放10cm×10cm木檩条，间距为40cm。模板采用竹节板。转换层的侧模用 14钢筋在相应位置与暗梁主筋拉接，外部与模板背楞固定。经验算，上述模板支撑体系满足第一步0.8m厚混凝土的施工要求。
　　在转换层施工期间，1～3层的梁板支撑均不拆除，在第一步0.8m厚混凝土强度达到设计要求后，在第二步1.0m厚混凝土浇筑前，松开三层模板支撑顶端横杆与立杆的扣件进行卸荷，然后再全部上紧，以使第一步0.8m厚混凝土板和模板支撑体系共同承受上部荷载。在第二步1.0m厚混凝土强度达到设计要求后方可拆除全部模板及支撑。
4.2钢筋工程
　　钢筋绑扎分两次完成，先绑扎下层0.8m范围内 32@110和 20@200两层钢筋，待混凝土浇筑完并处理好上表面后再绑扎上部1.0m范围内钢筋。转换厚板1.8m高整板各层钢筋网片的固定，使用钢筋作立杆焊接形成间距1m的架立网，作为各层钢筋的支撑体系。在0.95m高位置增设 20@100双向钢筋网，以提高混凝土抗裂性，避免温度应力和收缩应力引起混凝土开裂。
4.3混凝土工程
4.3.1混凝土配合比
　　转换层混凝土强度等级为C40，提前进行试配，采用“三掺”技术，调整混凝土配合比。水泥:砂:石子:水:粉煤灰:外加剂=1:2.06:3.09:0.53:0.22:0.023，选用普通硅酸盐水泥;掺加适量粉煤灰以减少水泥用量，降低水泥水化热，可控制混凝土温度裂缝的出现，统筹改善混凝土的流动性和可泵性;掺加适量UEA膨胀剂，以补偿混凝土的收缩。可控制混凝土收缩裂缝的出现;掺加适量缓凝早强减水剂，以提高混凝土早期强度，可控制混凝土初凝时间。混凝土的水胶比控制在0.45以下，砂率控制在44%以内，水灰比控制在0.48以下，混凝土的入泵坍落度控制在140～160mm，混凝土总含碱量不大于3kg/m3。
4.3.2混凝土施工缝的处理
　　为使转换板的整板的承载性能不因混凝土分两次浇筑而下降，必须在两浇筑层结合面采取特殊处理措施，来保证两层混凝土板协同工作。
　　预留坑槽:在先浇层板上表面留设间距1m呈梅花形布置的混凝土坑槽，槽深为100mm，平面边长300mm，通过预埋木盒来实现。
　　混凝土表面处理:对先浇层板混凝土上表面。在混凝土初凝前涂刷一道高效缓凝剂即界面剂，混凝土终凝后立即用水冲洗即可露出表面石子，下次混凝土浇筑前再充分水润。
4.3.3混凝土的浇筑
　　采用泵送商品混凝土，使用插入式振捣器分层捣实混凝土。通过检测第一步0.8m厚混凝土浇筑时留置的同条件养护试件的强度，判定混凝土是否达到设计强度等级，以确定第二步1.0m厚混凝土的浇筑日期。
4.3.4混凝土测温
　　测温点布置必须具有代表性和可比性，沿浇灌高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距为500mm，水平测点间距为5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般不少于热电偶体径的6～10倍，测温点的布置距边角和表面应大于50mm，并对测温数据进行分析，实施动态控制。
4.3.5混凝土养护
　　由于转换层在春季施工，所以采用蓄水法进行养护，在混凝土初凝后先洒水养护3h。随后进行蓄水养护，蓄水高度为100mm。板侧面挂草袋(或麻袋)进行浇水养护，使其保持湿润。根据在转换厚板不同深度各相关部位埋设的测温点，所显示的混凝土内部温度变化情况，及时采取措施，调整混凝土的养护水温。混凝土中心温度与表面温度之差。表面温度与环境温度之差均小于25℃。当中心温度与表面温度之差超过25℃时，可提高养护水温;表面温度与环境温度超过25℃时，可适当降低养护水温，反之亦然。
5、结构转换层施工检测与效果分析
　　测温数据显示，转换层混凝土施工期间，第一次浇筑时间为3月1日至3月3日、第二次浇筑时间为2006年3月19日至3月21日。环境温度为12℃～26℃，混凝土入模温度为19℃～23.1℃，混凝土中心最高温度为60.7℃～63.5℃。低于预控极限75℃;最大温升为36℃～40℃，低于预控极限值45℃;内表温差最大值为24℃～24.5℃，表外温差最大值为23.8℃～24.6℃，远低于预控极限值30℃，温差得到有效控制，同时实践证明混凝土配合比设计达到了低水化热温升的预期目的。
　　混凝土28d抗压强度试验报告显示，试块强度达到设计强度等级的120%～140%，均值126%，试验结果表明，按设计配合比配制的混凝土强度完全满足设计要求，质量稳定。
　　该厚板转换层混凝土浇筑2个月后(收缩基本已完成)，经现场全面检查1～4层楼板(包括转换层)未发现可见裂缝。
6、结语
施工实践证明，采用叠合梁法原理将转换板混凝土分两次浇筑，很好地解决了厚板的施工荷载传递问题，同时将第一次与第二次浇筑的施工缝做成梅花形布置坑槽，解决了混凝土叠合面的抗剪承载力问题，取得了良好的施工效果和经济效益。

参考文献:
　　[1] 混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002.
　　[2] 高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ 3-2002.北京,中国建筑工业出版社,2002.
　　[3]迟陪云.大体积混凝土裂缝的起因及防治措施.混凝土.2001,12.