淺析高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、淺析高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工技術(shù)        摘要:帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑施工的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)換層的施工方案的確定，它直接影響到施工階段的結(jié)構(gòu)安全、工程質(zhì)量和施工成本。本文介紹了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)以及施工控制要點(diǎn)。重點(diǎn)對(duì)其中的混凝土工程的施工技術(shù)進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)換層；混凝土工程；施工技術(shù) 一、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn) 部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷，使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折，而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。 （一）結(jié)構(gòu)尺寸大，樓面

2、支撐荷載重 帶轉(zhuǎn)換層體系內(nèi)力的改向是通過引發(fā)截面內(nèi)力來實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較復(fù)雜，同時(shí)為保證上部結(jié)構(gòu)水平剪力順利傳往下部，對(duì)轉(zhuǎn)換層樓面水平剛度有嚴(yán)格要求規(guī)范一般要求樓板厚度不小于，故一般轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大、樓面荷載較重。 （二）分層澆筑，利用先澆部分構(gòu)件承載 轉(zhuǎn)換層水平構(gòu)件高跨比大，截面彎曲時(shí)水平纖維相對(duì)錯(cuò)動(dòng)不可忽略，平截面假定不再適用，一般呈現(xiàn)短深梁或厚板的受力特性。采用二次疊澆法進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)對(duì)疊和構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)分析，考慮分層處水平剪力對(duì)構(gòu)件的影響，必要時(shí)應(yīng)與設(shè)計(jì)單位配合，進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，確保一次疊澆構(gòu)件在施工階段和正常使用狀態(tài)下的承載能力。 （三）結(jié)合下部結(jié)構(gòu)，靈活布置支撐系統(tǒng) 為減少

3、對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上下層發(fā)生剛度突變和剪力突變，設(shè)計(jì)不落地支撐系統(tǒng)時(shí)可以結(jié)合下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活合理的布置。 （四）通過下部豎向構(gòu)件卸荷 根據(jù)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)“強(qiáng)化下部、弱化上部”的原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)剛度、弱化上部結(jié)構(gòu)剛度，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在由地震荷載參加組合的工況下，下部豎向構(gòu)件軸壓比限值有嚴(yán)格的控制，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性這使轉(zhuǎn)換層下部豎向構(gòu)件在施工階段比一般豎向構(gòu)件具備更大的延性和承載力儲(chǔ)備，可以利用下部承載力富余的豎向構(gòu)件作為支撐的傳力構(gòu)件。 （五）利用鋼骨架或預(yù)應(yīng)力卸荷 在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中使用鋼骨混凝土和預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減輕自重、改善結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。設(shè)計(jì)模板支撐時(shí)

4、可以利用己經(jīng)成型的水平鋼骨或預(yù)應(yīng)力平衡部分或全部施工荷載，極大改善支撐受力性能，這種措施適用于轉(zhuǎn)換層與上部結(jié)構(gòu)沒有形成整體工作的情況如上部采用的是小柱網(wǎng)框架或開口剪力墻、壁式框架等結(jié)構(gòu)形式。 二 施工技術(shù)控制要點(diǎn) 基于混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的上述特點(diǎn)，在確定施工方案時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的問題 （一）轉(zhuǎn)換板的自重、施工荷載以及所承受的上部結(jié)構(gòu)荷載往往非常大，所以應(yīng)選擇合理、可行的模板支撐方案，并根據(jù)轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計(jì)。 （二）設(shè)置模板支撐系統(tǒng)以后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段的不同，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換層及下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。轉(zhuǎn)換板本身受下部支撐體系的作用或混凝土

5、施工方法的影響，在板中易產(chǎn)生設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到的附加內(nèi)力，故需對(duì)轉(zhuǎn)換板在施工階段的受力狀態(tài)做具體的分析和，必要時(shí)可采取一定的構(gòu)造措施來抵抗這些附加內(nèi)力。 （三）對(duì)于大體積混凝土轉(zhuǎn)換板，施工時(shí)應(yīng)考慮采取減小混凝土溫度差值、溫度變化以及混凝土收縮徐變的措施，防止新澆混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫。 （四）轉(zhuǎn)換板承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時(shí)應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定。 （五）應(yīng)及時(shí)做好轉(zhuǎn)換板施工期間板的變形、混凝土施工溫度的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握各種對(duì)施工質(zhì)量不利的情況，并及時(shí)采取措施進(jìn)行預(yù)防和糾正。 三 混凝土工程的施工分析 高層建筑的轉(zhuǎn)換板，一般厚度較大，而且體積較大，大體積混

6、凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高的特點(diǎn)。除了必須滿足普通混凝土的強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性要求外，主要就是如何控制溫度變形裂縫的發(fā)生和開展。因此，在大體積混凝土施工中，必須考慮溫度應(yīng)力的影響，并設(shè)法降低混凝土內(nèi)部的最高溫度，減小其內(nèi)外溫差。而溫度應(yīng)力的大小，又涉及結(jié)構(gòu)物的平面尺寸、結(jié)構(gòu)厚度、約束條件、含鋼量、混凝土的各種組成材料的特性等多種因素。所以，必須采取溫度差和溫度應(yīng)力雙控制的方法以確?；炷恋馁|(zhì)量。 （一）原材料要求 （1）水泥:在滿足強(qiáng)度和耐久性等要求的前提下，宜選用低熱或中熱的礦渣水泥、火山灰水泥(發(fā)熱量270-290

7、Kj/kg)，嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。 （2）骨料 粗骨料碎石和卵石均可，應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配。其最大粒徑不得大于鋼筋最小凈距的3/4。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，為了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有機(jī)雜質(zhì)，其含泥量應(yīng)小于等于1%。 細(xì)骨料宜選用粗砂或中砂，含泥量應(yīng)小于等于3%。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，其粗細(xì)率以2.6-2.8為宜。控制細(xì)砂以0.3二篩孔的通過率為15%-30%；0.15mm篩孔的通過率為5%-10%。 粉煤灰為了減少水泥用量，可摻入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的燒失去量應(yīng)小于15%,SO3應(yīng)小于3%,SiO2應(yīng)大于40%，并應(yīng)對(duì)水泥無不良反應(yīng)。 外加劑為了滿

8、足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。 （二）混凝土用料設(shè)計(jì) 為尋求大體積混凝土合理的配合比，首先分析一下其產(chǎn)生溫度裂縫的原因，眾所周知，大體積混凝土溫度裂縫主要是由于水泥水化產(chǎn)生的熱量，使大體積混凝土內(nèi)外溫差過大所致。這是由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，一般認(rèn)為混凝土的熱膨脹系數(shù)約為613 10-60C,混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱很慢，澆注后的大體積混凝土內(nèi)部溫度遠(yuǎn)比外部高，溫差可達(dá)60左右，造成內(nèi)脹外縮，在外表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而開裂，其次從混凝土用集料品種看，熱膨脹系數(shù)大小對(duì)混凝土溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)的溫度變形有很大影響，選取用熱膨脹系數(shù)小的骨料可減小大體

9、積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。再次，從骨料的粒徑看，骨料粒徑較大的混凝土，其水泥漿量較少，熱膨脹系數(shù)小，可減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，提高抗裂性。通過上述分析，大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因是明顯的，在當(dāng)今混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工中通常采用如下幾點(diǎn)措施:低水化熱的水泥和盡量減小水泥用量；盡量減少用水量，提高混凝土強(qiáng)度；合理使用混凝土外加劑；選用熱膨脹系數(shù)小的骨料和較大的骨料粒徑；預(yù)冷原材料；合理分縫、分塊，減輕約束；在混凝土中預(yù)埋冷卻水管；在混凝土表面絕熱，調(diào)節(jié)表面溫度下降速率；拋投石塊。 從上面通常采用的措施可看出，這多種措施中，除施工過程中可采取的措施外，從混凝土配合比設(shè)計(jì)的角度看，主要應(yīng)

10、從一著手，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)注意:設(shè)計(jì)配合比時(shí)盡量利用混凝土60d或90d的后期強(qiáng)度，以滿足減少水泥用量的要求。但必須征得設(shè)計(jì)單位的同意和滿足施工荷載的要求。混凝土配合比，應(yīng)根據(jù)使用的材料通過試配確定。水灰比應(yīng)小于等于0.6。砂率應(yīng)控制在0.33-0.37(泵送時(shí)宜為0.4-0.45)。坍落度應(yīng)根據(jù)配合比要求嚴(yán)加控制。當(dāng)采用商品混凝土泵送時(shí)，坍落度的增加應(yīng)通過調(diào)整砂率和摻用減水劑或高效減水劑解決，嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)隨意加水以增加坍落度，并應(yīng)將坍落度控制在10-14cm為宜。 （三）施工準(zhǔn)備以及要點(diǎn) 大體積混凝土施工前的準(zhǔn)備工作，除按一般混凝土施工前必須進(jìn)行的物質(zhì)準(zhǔn)備、機(jī)具準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和

11、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備外，應(yīng)根據(jù)其施工的特殊性，做好附屬材料和輔助設(shè)備的準(zhǔn)備工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水設(shè)備、水泵、測(cè)溫設(shè)備等。尤其要做好施工方案的編制工作。施工方案編制的重點(diǎn)，應(yīng)該是:根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施。通過熱工計(jì)算，確定混凝土入模溫度以及對(duì)材料加熱或降溫的措施。確定混凝土攪拌、運(yùn)輸和澆筑的方案。制定混凝土的保溫方案。保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的制訂?；炷凉こ淘谑┕ぶ幸⒁庖韵乱c(diǎn)： 1         大體積混凝土的施工，一般宜在低溫條件下進(jìn)行，即最高溫度小于等于300

12、C時(shí)為宜。氣溫大于300C時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的降低溫差的減少溫度應(yīng)力的措施。 混凝土的配制，應(yīng)嚴(yán)格掌握各種原材料的配合比?；炷恋臄嚢钑r(shí)間，自全部拌合料裝入攪拌筒內(nèi)起到卸料止，一般應(yīng)不少于1.5-2min。雨季施工期間，應(yīng)勤測(cè)粗細(xì)骨料的含水量，并隨時(shí)調(diào)整用水量和粗細(xì)骨料用量。 攪拌后的混凝土，應(yīng)及時(shí)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)入模澆筑。在運(yùn)送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。如發(fā)生離析現(xiàn)象，必須進(jìn)行人工二次拌合后方可入模。 （四）混凝土澆筑要點(diǎn) 大體積混凝土的澆筑，應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸的大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)條件等具體情況，選用以下三種方法: 全面分層。即將整個(gè)結(jié)構(gòu)澆筑層

13、分為數(shù)層澆筑，當(dāng)已澆筑的下層混凝土尚未初凝時(shí)，即升始澆筑第二層，如此逐層進(jìn)行，直至澆筑完成。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物的平面尺寸不太大的工程，施工時(shí)宜從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn);也可分為兩段，從中間向兩端，從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行。 分段(塊)分層。適用于厚度較薄而面積或長(zhǎng)度較大的工程。施工時(shí)從底層一端開始澆筑混凝土，進(jìn)行到一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。 斜面分層。適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過厚度三倍的工程，振搗工作應(yīng)從澆筑層底層開始，逐漸上移，此時(shí)向前推薦的澆筑混凝土攤鋪坡度應(yīng)小于1:3，以保證分層混凝土之間的施工質(zhì)量。 分層的厚度決定于振搗器的棒長(zhǎng)和振動(dòng)力的大小，也要考慮混凝土的供應(yīng)量大小和可

14、能澆筑量的大小，一般為2030cm。插入式振搗器應(yīng)伸入下層50cm為宜。 分層澆筑時(shí)，上層鋼筋的綁扎應(yīng)在下層混凝土經(jīng)一定養(yǎng)護(hù)其強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2,混凝土表面溫度與混凝上澆筑后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的室外溫度之差在250C以下時(shí)進(jìn)行。為了加強(qiáng)分層澆筑層間的結(jié)合，可以采取在下層混凝土表面設(shè)置鍵槽的辦法。鍵槽可用100mm 100mm的木方每隔lm左右留設(shè)。分層澆筑間隔的時(shí)間，應(yīng)以混凝土表面溫度降至大氣平均溫度為好，即水化熱溫升的峰值以后，一般為3-5d，因此間隔時(shí)間以大于5d為宜。 混凝土應(yīng)采用機(jī)械振搗。振搗棒的操作應(yīng)做到“快插慢拔”，在振搗過程中，宜將振動(dòng)棒上下略有抽動(dòng)，以使上下振搗均勻。每點(diǎn)振搗時(shí)間以20-30s為宜，但還應(yīng)視混凝土表面不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準(zhǔn)。分層振搗時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右，以消除兩層之間的接縫。振搗時(shí)要防止振動(dòng)模板，并應(yīng)盡量避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。每振搗完一段，應(yīng)隨即用鐵鍬攤平拍實(shí)。 （五）混凝土的養(yǎng)護(hù) 混凝土拌和物澆筑成型后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的目的是為混凝土正常硬化創(chuàng)造必要的溫度、濕度條件，防止收縮開裂，保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度。混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋和澆水。具體要求是，普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土