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摘要:转换层是用来进行不同形式上下楼层间的转换,在高层建筑中起到非常关键的承上启下的作用,而框支梁就是实现功能转换结构技术的应用技术之一。文章结合某高层住宅楼转换层框支梁的特点,对框支梁钢筋、模板、荷载传递系统及混凝土工程的施工技术进行了介绍,并制定出了裂缝防范措施,以积累相关经验,指导转换层框支梁施工。
关键词:转换层;框支梁;钢筋施工;裂缝防范
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着城市建设的发展与建筑技术的进步,建筑体型也向着复杂化、功能多样化的综合性发展,大跨度、高层建筑已经成为时代发展的产物。高层建筑中不可避免的会出现上下楼层的结构形式不同的状况,这种情况下往往需要设置转换层来进行不同形式上下楼层间的转换,而转换层框支梁技术就是实现功能转换结构技术的应用之一,框支梁也成为了上下衔接的关键所在。现结合工程实例,就转换层框支梁施工过程及施工技术要点进行介绍。
1 工程概况
珠海中信湾二期工程位于珠海前山河西岸,前山大桥南侧,本工程由一栋45层和四栋32层住宅楼组成,工程总建筑面积17819.56 m2建筑设地下室一层,(局部二层),基础为预应力管桩基础,框架剪力墙结构。本工程9#楼为32层,建筑面积22679.63 m2,9#楼在三层设置转换层。转换层承受的竖向荷载大,配筋量大,致使梁截面尺寸高而大 ,施工过程极为复杂,是本工程中的重点和难点。本文就9#楼转换层大截面梁施工的难点及解决方法进行简要的介绍。
2 转换层结构设计特征
9#楼设地下室一层,地下室层高3.9 m,首层层高4.50m,二层层高4.5 m,转换层模板支撑高度4.5m,局部模板支撑高度9.0m,三层转换层框支梁混凝土强度等级为C60,板混凝土强度等级为C35,框支梁设计共25根,其平面见图1。
在转换层框支梁截面尺寸为:1800mm×2500mm、1800mm×2250mm、1800mm×2100mm、2200mm×2100mm、2200mm×1800、1500mm×1800mm、800mm×2400、600mm×1800。
3 转换层施工工艺流程
针对转换梁截面大、梁柱结合点区域钢筋密集、每根框支梁的钢筋数量多、分布密集的特点,结合结构设计图纸和现场实际情况进行正确翻样和下料,考虑好钢筋之间的穿插避让关系,合理安排好钢筋的就位次序和钢筋的绑扎方法,确定框支梁合理的施工顺序为:
弹线→绑扎框支柱、墙钢筋(墙水平筋及柱筋绑至框支梁底)→立框支梁底以下柱、墙模板→立框支梁底模→铺放梁底筋→钢管搭设支撑架至梁面筋标高处→铺放梁上层钢筋及绑扎腰筋、箍筋→绑扎框支梁高位置水平筋及柱箍筋→立框支梁侧模及梁高范围柱、墙模板→立楼板模板→绑扎楼板钢筋→上部竖向钢筋插筋→浇筑框支层混凝土→养护→拆模。
4 框支梁钢筋施工
转换层钢筋施工重在框支梁施工,框支梁跨度大,梁配筋密集,现场施工难度大。
(1)钢筋接头:框支梁钢筋直径大于(等于)φ22的钢筋接头采用直螺纹连接,接头位置避开梁上托柱部分和受力较大的部位,且同一截面接头数量不大于过50%,在任一接头中心至长度为钢筋直径35d的区段范围内,受拉区钢筋接头百分率不超过50%。框支梁面筋接头设在跨中三分之一范围内;底筋接头在跨边三分之一范围内。
(2)安放梁柱节点部位梁的钢筋时,必须按事先确定好的位置和数量,在主筋主筋铺放的同时将柱箍放置在各层主筋之间,然后将梁主筋就位。任何一根主筋的错误均会造成大量返工,所以主筋全放要特别注意。柱节点的箍筋按照要求不得少放、漏放。
钢筋绑扎施工程序:框支梁底筋铺放→梁面筋就位→梁箍筋就位→梁面筋绑扎→穿构造钢筋→绑扎梁底筋→绑扎构造钢筋和拉接筋→拆除梁面筋支撑架体→整理验收。
(3)钢筋绑扎施工技术措施。梁底筋搁置在梁底模上,底筋铺至后搭设支架至上部钢筋的底排筋标高处,搁置钢筋的支撑架标高应控制好。上部钢筋底排铺至到位后,用φ40短钢筋垫铁隔开铺放次排筋直至梁面筋。
5、框支梁荷载传递系统
由于转换层的自重及施工荷载均较大,为保证支撑系统有足够的强度和稳定性,同时保证转换层以下楼层结构不受到损害,借鉴类似工程转换层施工的经验,首层、二层、地下室梁、板模板支撑不折除,以保证转换层框支梁的荷载传至地下室底板,框支梁对应以下的梁支撑荷载按线荷载70kN/m考虑。由于框支层施工时间较长,以下混凝土已达100%强度,经过计算转换层下竖向对应支撑,已足够承受框支梁自重及施工荷载。
6、 模板支撑体系
梁底模、侧模采用18mm厚胶合板,主、次龙骨均采用50mm×100mm方木,模板支撑采用扣件式钢管满堂架,钢管采用φ48×3.5mm钢管立杆顶部采用T38×6可调顶托,立杆上端包括可调顶托螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于600mm,对穿螺栓采用 M14螺栓。框支梁模板安装时要求按2.5%L起拱(L为梁的最大跨度),模板支撑见图4示意图。
7 大体积混凝土浇筑
由于转换梁混凝土属于大体积混凝土,且在梁、柱节点核心区内钢筋密集,因此在混凝土施工前需要对混凝土的塌落度、配合比以及外加剂等因素进行综合考虑,以保证混凝土浇筑的密实性。考虑到转换层的重要性,本工程混凝土的施工采取一次分层浇筑完成,同时在浇筑过程中一定要严格按照预先安排的混凝土浇筑的流水层次分层进行施工,按1:6坡度自然斜面分层振捣,每层混凝土浇筑厚度不超过500mm,以防出现温度裂缝。上下层混凝土浇筑间隙时间不超过初凝时间的t/2,并采取二次振捣提高混凝土界面处粘结力和咬合力,消除混凝土泌水现象。通过与混凝土厂家的讨论协商,本工程施工中主要采取以下措施:混凝土的塌落度为18±2cm,保证到现场入泵的温度为20度左右,初凝时间控制在4h以上,终凝时间控制在10h以上;混凝土料中的粗骨料采用Ⅱ级级配的细石子,为了保证混凝土不出现裂纹,转换梁的侧模拆模时间为14h,以加强养护,且在拆模后及时覆盖塑料布,并派专人浇水养护,养护时间不少于14天。楼板混凝土浇筑完成24h以后方可上荷载。
此外,由于转换梁的混凝土等级为C60,楼板混凝土等级为C35,因而梁、板交接处采用钢板网分隔,梁的C60混凝土浇筑至板面标高并向板内延伸一个板的余量。
8 裂缝防范措施
(1)优化配比。配合比中高效减水剂及粉煤灰的运用降低了水泥用量,从而有效降低了混凝土的内部水化热(有资料显示,每立方米混凝土中减少10kg水泥,可降低水化热1℃),同时减水剂的缓凝效果使混凝土内部最高温升得到延缓。
(2)降低混凝土出机温度。砂、石堆场加设防护棚遮阳并喷水冷却降温,控制骨料温度。
(3)控制塌落度。施工中要求在满足泵送的基础上尽量用小值,现场实测混凝土塌落度不大于180mm。
(4)根据以往框支梁施工经验,框支梁在螺杆处出现裂缝的概率较大,故本工程固定梁侧模螺杆采用一次性,即不穿PVC管(或竹管),以防止梁混凝土穿孔后出现应力集中,减少裂缝出现的可能性。
(5)为减小混凝土凝结过程中支座(柱、墙)对框支梁的约束,决定本层梁、柱、墙混凝土一次性浇筑。
(6)加强混凝土二次振捣。由于框支梁混凝土体量大,混凝土分层衔接处易形成冷缝,因此在混凝土浇筑时,进行二次复振,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止出现混凝土沉落而产生裂缝,增加混凝土密实度,提高其抗裂性。
(7)加强养护措施。因梁断面大,为减少混凝土内外温差,经过计算,梁侧采用50mm厚聚苯乙烯与侧模一起作保温层。混凝土初凝后楼板面覆盖薄膜一层蓄水50mm厚養护,48h后拆除塑料薄膜蓄水100mm厚,养护期14d。在梁内预埋测温孔20个,每隔1h测温一次,根据测温情况采取适当措施,防止混凝土内外温差超过规范要求。现场实测核心区混凝土内外温差25℃。
(8)延缓拆模时间。在混凝土浇筑后7d拆除第一层(25mm聚苯乙烯板)保温层;第8d拆除第二层(25mm聚苯乙烯板)保温层;第10d拆除梁侧模并刷养护剂养护。框支梁拆模后,经过仔细检查,仅四角小梁发现8根10~30cm长裂纹,其宽度均在规范要求的范围内。
9结束语
通过施工前制定周密的施工部署、优化施工方案、精心组织施工,对各工序施工质量进行严格控制,最终保证转换层框支梁结构施工顺利完成,施工质量得到了切实保障。同时为类似工程的施工进行了有益的探索、提供了宝贵经验。
参考文献
[1] 刘建明;刘瑞牛.转换层巨型框支梁模板支撑技术[J].施工技术,2008年S1期
[2] 陈陆诚.高层住宅楼转换层框支梁施工技术分析[J].城市建设理论研究,2012年第19期
关键词:转换层;框支梁;钢筋施工;裂缝防范
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
近年来,随着城市建设的发展与建筑技术的进步,建筑体型也向着复杂化、功能多样化的综合性发展,大跨度、高层建筑已经成为时代发展的产物。高层建筑中不可避免的会出现上下楼层的结构形式不同的状况,这种情况下往往需要设置转换层来进行不同形式上下楼层间的转换,而转换层框支梁技术就是实现功能转换结构技术的应用之一,框支梁也成为了上下衔接的关键所在。现结合工程实例,就转换层框支梁施工过程及施工技术要点进行介绍。
1 工程概况
珠海中信湾二期工程位于珠海前山河西岸,前山大桥南侧,本工程由一栋45层和四栋32层住宅楼组成,工程总建筑面积17819.56 m2建筑设地下室一层,(局部二层),基础为预应力管桩基础,框架剪力墙结构。本工程9#楼为32层,建筑面积22679.63 m2,9#楼在三层设置转换层。转换层承受的竖向荷载大,配筋量大,致使梁截面尺寸高而大 ,施工过程极为复杂,是本工程中的重点和难点。本文就9#楼转换层大截面梁施工的难点及解决方法进行简要的介绍。
2 转换层结构设计特征
9#楼设地下室一层,地下室层高3.9 m,首层层高4.50m,二层层高4.5 m,转换层模板支撑高度4.5m,局部模板支撑高度9.0m,三层转换层框支梁混凝土强度等级为C60,板混凝土强度等级为C35,框支梁设计共25根,其平面见图1。
在转换层框支梁截面尺寸为:1800mm×2500mm、1800mm×2250mm、1800mm×2100mm、2200mm×2100mm、2200mm×1800、1500mm×1800mm、800mm×2400、600mm×1800。
3 转换层施工工艺流程
针对转换梁截面大、梁柱结合点区域钢筋密集、每根框支梁的钢筋数量多、分布密集的特点,结合结构设计图纸和现场实际情况进行正确翻样和下料,考虑好钢筋之间的穿插避让关系,合理安排好钢筋的就位次序和钢筋的绑扎方法,确定框支梁合理的施工顺序为:
弹线→绑扎框支柱、墙钢筋(墙水平筋及柱筋绑至框支梁底)→立框支梁底以下柱、墙模板→立框支梁底模→铺放梁底筋→钢管搭设支撑架至梁面筋标高处→铺放梁上层钢筋及绑扎腰筋、箍筋→绑扎框支梁高位置水平筋及柱箍筋→立框支梁侧模及梁高范围柱、墙模板→立楼板模板→绑扎楼板钢筋→上部竖向钢筋插筋→浇筑框支层混凝土→养护→拆模。
4 框支梁钢筋施工
转换层钢筋施工重在框支梁施工,框支梁跨度大,梁配筋密集,现场施工难度大。
(1)钢筋接头:框支梁钢筋直径大于(等于)φ22的钢筋接头采用直螺纹连接,接头位置避开梁上托柱部分和受力较大的部位,且同一截面接头数量不大于过50%,在任一接头中心至长度为钢筋直径35d的区段范围内,受拉区钢筋接头百分率不超过50%。框支梁面筋接头设在跨中三分之一范围内;底筋接头在跨边三分之一范围内。
(2)安放梁柱节点部位梁的钢筋时,必须按事先确定好的位置和数量,在主筋主筋铺放的同时将柱箍放置在各层主筋之间,然后将梁主筋就位。任何一根主筋的错误均会造成大量返工,所以主筋全放要特别注意。柱节点的箍筋按照要求不得少放、漏放。
钢筋绑扎施工程序:框支梁底筋铺放→梁面筋就位→梁箍筋就位→梁面筋绑扎→穿构造钢筋→绑扎梁底筋→绑扎构造钢筋和拉接筋→拆除梁面筋支撑架体→整理验收。
(3)钢筋绑扎施工技术措施。梁底筋搁置在梁底模上,底筋铺至后搭设支架至上部钢筋的底排筋标高处,搁置钢筋的支撑架标高应控制好。上部钢筋底排铺至到位后,用φ40短钢筋垫铁隔开铺放次排筋直至梁面筋。
5、框支梁荷载传递系统
由于转换层的自重及施工荷载均较大,为保证支撑系统有足够的强度和稳定性,同时保证转换层以下楼层结构不受到损害,借鉴类似工程转换层施工的经验,首层、二层、地下室梁、板模板支撑不折除,以保证转换层框支梁的荷载传至地下室底板,框支梁对应以下的梁支撑荷载按线荷载70kN/m考虑。由于框支层施工时间较长,以下混凝土已达100%强度,经过计算转换层下竖向对应支撑,已足够承受框支梁自重及施工荷载。
6、 模板支撑体系
梁底模、侧模采用18mm厚胶合板,主、次龙骨均采用50mm×100mm方木,模板支撑采用扣件式钢管满堂架,钢管采用φ48×3.5mm钢管立杆顶部采用T38×6可调顶托,立杆上端包括可调顶托螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于600mm,对穿螺栓采用 M14螺栓。框支梁模板安装时要求按2.5%L起拱(L为梁的最大跨度),模板支撑见图4示意图。
7 大体积混凝土浇筑
由于转换梁混凝土属于大体积混凝土,且在梁、柱节点核心区内钢筋密集,因此在混凝土施工前需要对混凝土的塌落度、配合比以及外加剂等因素进行综合考虑,以保证混凝土浇筑的密实性。考虑到转换层的重要性,本工程混凝土的施工采取一次分层浇筑完成,同时在浇筑过程中一定要严格按照预先安排的混凝土浇筑的流水层次分层进行施工,按1:6坡度自然斜面分层振捣,每层混凝土浇筑厚度不超过500mm,以防出现温度裂缝。上下层混凝土浇筑间隙时间不超过初凝时间的t/2,并采取二次振捣提高混凝土界面处粘结力和咬合力,消除混凝土泌水现象。通过与混凝土厂家的讨论协商,本工程施工中主要采取以下措施:混凝土的塌落度为18±2cm,保证到现场入泵的温度为20度左右,初凝时间控制在4h以上,终凝时间控制在10h以上;混凝土料中的粗骨料采用Ⅱ级级配的细石子,为了保证混凝土不出现裂纹,转换梁的侧模拆模时间为14h,以加强养护,且在拆模后及时覆盖塑料布,并派专人浇水养护,养护时间不少于14天。楼板混凝土浇筑完成24h以后方可上荷载。
此外,由于转换梁的混凝土等级为C60,楼板混凝土等级为C35,因而梁、板交接处采用钢板网分隔,梁的C60混凝土浇筑至板面标高并向板内延伸一个板的余量。
8 裂缝防范措施
(1)优化配比。配合比中高效减水剂及粉煤灰的运用降低了水泥用量,从而有效降低了混凝土的内部水化热(有资料显示,每立方米混凝土中减少10kg水泥,可降低水化热1℃),同时减水剂的缓凝效果使混凝土内部最高温升得到延缓。
(2)降低混凝土出机温度。砂、石堆场加设防护棚遮阳并喷水冷却降温,控制骨料温度。
(3)控制塌落度。施工中要求在满足泵送的基础上尽量用小值,现场实测混凝土塌落度不大于180mm。
(4)根据以往框支梁施工经验,框支梁在螺杆处出现裂缝的概率较大,故本工程固定梁侧模螺杆采用一次性,即不穿PVC管(或竹管),以防止梁混凝土穿孔后出现应力集中,减少裂缝出现的可能性。
(5)为减小混凝土凝结过程中支座(柱、墙)对框支梁的约束,决定本层梁、柱、墙混凝土一次性浇筑。
(6)加强混凝土二次振捣。由于框支梁混凝土体量大,混凝土分层衔接处易形成冷缝,因此在混凝土浇筑时,进行二次复振,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止出现混凝土沉落而产生裂缝,增加混凝土密实度,提高其抗裂性。
(7)加强养护措施。因梁断面大,为减少混凝土内外温差,经过计算,梁侧采用50mm厚聚苯乙烯与侧模一起作保温层。混凝土初凝后楼板面覆盖薄膜一层蓄水50mm厚養护,48h后拆除塑料薄膜蓄水100mm厚,养护期14d。在梁内预埋测温孔20个,每隔1h测温一次,根据测温情况采取适当措施,防止混凝土内外温差超过规范要求。现场实测核心区混凝土内外温差25℃。
(8)延缓拆模时间。在混凝土浇筑后7d拆除第一层(25mm聚苯乙烯板)保温层;第8d拆除第二层(25mm聚苯乙烯板)保温层;第10d拆除梁侧模并刷养护剂养护。框支梁拆模后,经过仔细检查,仅四角小梁发现8根10~30cm长裂纹,其宽度均在规范要求的范围内。
9结束语
通过施工前制定周密的施工部署、优化施工方案、精心组织施工,对各工序施工质量进行严格控制,最终保证转换层框支梁结构施工顺利完成,施工质量得到了切实保障。同时为类似工程的施工进行了有益的探索、提供了宝贵经验。
参考文献
[1] 刘建明;刘瑞牛.转换层巨型框支梁模板支撑技术[J].施工技术,2008年S1期
[2] 陈陆诚.高层住宅楼转换层框支梁施工技术分析[J].城市建设理论研究,2012年第19期