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摘要:本文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。
关键词:高层建筑;转换层;结构施工
一、前言
现代高层建筑是向更高、体型更复杂、结构形式更多样、功能更齐全、综合性更强的方向发展。然而在设计中,由于结构下部楼层受力较大,上部楼层受力较少,正常布置时下部刚度大,墙多柱网密,到上部渐渐减少墙,柱扩大轴线间距。为满足建筑物的功能要求,实现结构布置,必须在结构变换的楼层设置转换层,转换层大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等。本文着重介绍结构转换层的施工方法及其质量控制。
二、钢筋混凝土转换层结构的施工
1、转换层模板支撑系统
工程中常用的模板支撑体系一般有以下几种:
(1)一次性支模。从转换层底一直撑到底层地面或地下室底版,需要模板支撑材料,适用于施工现场可用的支撑材料较多,且转换层位置较低的情况。
(2)荷载传递法支模。将转换梁(板)的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板。支撑楼板的数量应通过设计来确定。另一种方案是充分利用转换层支撑柱的传力作用;另一部分通过楼面设置的竖向支撑构成的梁下排架体系传递给下面若干个楼层。
(3)叠合浇筑法支模。应用叠合梁原理将转化梁(板)分2次或3次浇筑成型,支撑系统只需考虑承受第1次的混凝土自重和施工荷载,施工时应注意叠合面的处理,同时应对叠层浇筑的转换验算。
(4)埋设型钢法。在转换梁中埋设型钢或钢桁架,并与模板连为-体,以承受全部大梁自重及施工荷载,大梁一次浇捣成型,可节省模板支撑材料,转换梁可采用钢骨混凝土结构。
搭设模板支撑时,要求上、下层支撑在同一位置。当转换结构下层空间可采用叠合浇注法或埋设型钢法支模。设置模板支撑系统后,应对转换梁(板)及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。结构设计时,应综合考虑转换结构的施工方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一。
2、混凝土工程施工。
大体积混凝土转换层施工时,应采取措施防止温度裂缝:
(1)根据混凝土的配合比和施工气候及现场条件,预测监控混凝土在浇筑后1个月内的各部位温度的变化情况。
(2)应采用以下方法控制混凝土内外温差小于25℃,蓄热保温法,即常规保温方法;内降外保法,即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温,在大体积混凝土转换结构的上表面及面采取保湿措施;蓄水养护法,即在混凝土初凝后先洒水养护2h,随后进行蓄水养护,蓄高度100。
(3)水泥的选用:采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥;掺用沸石粉代替部分水泥,降低水泥用量,使水化热相应降低;掺入减水剂,减少水泥用量,使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现,使升温延长,降低水化热峰值,使混凝土的表面温度梯度减小。
(4)施工方法:先施工转换结构周围结构或墙体,防止混凝土表面散热过快,内外温差过大;在夏季高温气候施工时,采用冰水搅拌,以降低混凝土的人模温度;分层浇筑混凝土,每层厚300～500mm,并在前一层混凝土初凝之前,将后一层混凝土浇筑完毕;采用叠合梁原理浇筑转换结构,可缓解大体积混凝土水化热高、温度过大对控制裂缝的不利影响。
3、钢筋工程施工
转换梁(板)的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集。因此,正确地翻样和下料,合理安排好就位次序是钢筋施工的关键。
4、预应力混凝土转换层结构施工
施工时采取以下措施防止张拉阶段预拉区开裂或反拱过大:
(1)采用择期张拉技术,即待转换结构上部施工数层之后再张拉预应力,在此之前转换结构下的支撑必须加强。
(2)在预拉区配置一定数量的预应力筋用以反拱,该部分的预应力筋是使用阶段不需要的。
(3)采用分阶段张拉技术,即逐渐施加预应力以平衡各阶段荷载,但由于张拉次数较多,施工费用略高。
三、转换层施工的质量控制
1、模板安装、拆除的质量控制
(1)梁侧模板的安装。应采用30×2.5mm的扁铁作为拉片,其长度为梁截面宽度加2倍钢模板肋高,两端适当位置钻孔;钢模外侧应用似8钢管扣件夹具竖向夹住梁的模板,每根小横杆上设置一付夹具,并用水平背杆将这些夹具横向连通;梁、板支撑的部分横向水平杆的端部应顶住梁的两侧模板,并与钢管扣件夹具连接,以承受新浇筑混凝土的侧向压力;为确保混凝土不漏浆,应采用塑料泡沫条或毛草纸对拼缝进行嵌缝;当梁、板的跨度不小于4000mm时。若无设计要求,梁、板底模应按全长跨度的2%起拱量起拱。
(2)底板模板的安装。板底模板宜采用2000mm×1000mm×18mm的竹压板,竹压板周边可采用镀锌铁皮包边,以减轻因碰撞造成的损坏。在钢管支撑架顶部水平杆上先平铺150mm×50mm的木拐,间隙距200mm;安装模板后,用钉子将模板与木枋固定。拼缝采用宽50mm的不干胶带封闭,以确保板缝处不漏浆。模板安装完成后,浇筑混凝土前需由项目技术负责人组织有关人员进行模板工程验收,合格后方准浇筑混凝土。
(3)模板的拆除。混凝土浇筑完成后,对于板,当混凝土强度达到设计强度75%时,对于梁,若跨度不大于8m,当混凝土强度达到设计强度75%时,若梁跨度大于8m,当混凝土强度达到设计强度的100%时,才允许拆除模板及支撑系统。模板拆除前,须由施工人员提出模板拆除申请,由项目技术负责人组织有关人员进行验证,符合有关规定后方准予拆除模板。
2、钢筋安装的质量控制
对于梁内同一位置有多层钢筋时,为确保受力钢筋位置准确,摆放平直,即采用25的短节钢筋横向水平放置于两层钢筋之间,楞头铁间趾为沿梁长方向每1000mm长放置一根,且每层受力钢筋之间竖向排,均用楞头铁隔开。
梁底部钢筋的混凝土保护层厚度为25mm,其垫块可用预制的(20以上细石混凝土小方块作垫块;但对于截面高度在1200mm及以上的框架梁,由于其钢筋直径在25及以上,且根数又很多,因此钢筋自重很大,细石混凝土垫块已不能承受其荷载。必须采用14～20,长度为1.4倍梁截面宽度的短节钢筋作垫块,将此短钢筋与底层纵向受力钢筋约呈45。夹角平放在底模板与底层箍筋之间,或采用专用料混凝土保护层垫块。
转换层主、次梁的上层承重结构的柱、薄壁柱或剪力墙等,其结构钢筋必须插入转换层的梁、柱内,并与梁、柱内的钢筋焊牢固定,且在距楼面50mm处设置二道箍筋,以确保上部结构钢筋位置正确。
3、混凝土浇筑的质量控制
(1)混凝土配合比设计。混凝土配合比设计,必须由具有相应设计资格的试验室在对施工现场使用的水泥、砂、石、外加剂等进行试(检)验的基础上,设计出混凝土配合比。为防止在浇筑中出现施工冷缝,要求在混凝土配合比中添加缓凝减水剂。
(2)混凝土浇筑及下料方法。混凝土浇筑采取从房屋一端的边梁开始浇筑,在边梁浇筑完成后再浇筑垂直于该边梁的其余各框架梁,浇筑长度至相邻轴线的框架柱暂停,再返回浇筑楼盖板混凝土,以此浇筑方法类推,向前平行推进,直至浇筑完成。在浇筑框架梁混凝土过程中,对于截面高度为1800m的梁应采用4次下料浇筑,4次振捣,每次浇筑厚度不大于500m的方法;相应地对于截面高度为1200m的梁应采用3次下料,3次振捣的方法;以确保混凝土密实,不出现施工冷缝,并有利于减小梁侧模板承受的侧向压力。
计量工必须严格控制混凝土的配合比,水泥(散装)、砂、石、外加剂等必须认真过称计量,外加剂由专人负责计量下料,保证供应,如采用商品混凝土也应保证供应。
四、结束语
近年来,在工程实践中采用了以上行之有效的质量保证,确保了在建工程的支撑系统稳定牢固,模板系统可靠严密,钢筋数量及位置准确,混凝土密实,构件几何尺寸准确,表面平整,横平竖直,线角顺直方正。同时也符合设计强度要求,满足规范、标准要求,满足强制性条文要求。高层建筑结构的多样性势必带来转换层形式的多样性,转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织施工,同时充分创造有利条件变不利施工为有利因素,以达到降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量的目的。
参考文献:
〔1〕秦香芳等主编.建筑施工安全技术手册〔M〕.中国建筑工业出版社2005.
〔2〕周海涛.建筑与结构工程施工质量控制与验收〔M〕.山西科学技术出版社,2004.
关键词:高层建筑;转换层;结构施工
一、前言
现代高层建筑是向更高、体型更复杂、结构形式更多样、功能更齐全、综合性更强的方向发展。然而在设计中,由于结构下部楼层受力较大,上部楼层受力较少,正常布置时下部刚度大,墙多柱网密,到上部渐渐减少墙,柱扩大轴线间距。为满足建筑物的功能要求,实现结构布置,必须在结构变换的楼层设置转换层,转换层大致有梁式、桁架式、空腹桁架式、箱形和板式等。本文着重介绍结构转换层的施工方法及其质量控制。
二、钢筋混凝土转换层结构的施工
1、转换层模板支撑系统
工程中常用的模板支撑体系一般有以下几种:
(1)一次性支模。从转换层底一直撑到底层地面或地下室底版,需要模板支撑材料,适用于施工现场可用的支撑材料较多,且转换层位置较低的情况。
(2)荷载传递法支模。将转换梁(板)的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板。支撑楼板的数量应通过设计来确定。另一种方案是充分利用转换层支撑柱的传力作用;另一部分通过楼面设置的竖向支撑构成的梁下排架体系传递给下面若干个楼层。
(3)叠合浇筑法支模。应用叠合梁原理将转化梁(板)分2次或3次浇筑成型,支撑系统只需考虑承受第1次的混凝土自重和施工荷载,施工时应注意叠合面的处理,同时应对叠层浇筑的转换验算。
(4)埋设型钢法。在转换梁中埋设型钢或钢桁架,并与模板连为-体,以承受全部大梁自重及施工荷载,大梁一次浇捣成型,可节省模板支撑材料,转换梁可采用钢骨混凝土结构。
搭设模板支撑时,要求上、下层支撑在同一位置。当转换结构下层空间可采用叠合浇注法或埋设型钢法支模。设置模板支撑系统后,应对转换梁(板)及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。结构设计时,应综合考虑转换结构的施工方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一。
2、混凝土工程施工。
大体积混凝土转换层施工时,应采取措施防止温度裂缝:
(1)根据混凝土的配合比和施工气候及现场条件,预测监控混凝土在浇筑后1个月内的各部位温度的变化情况。
(2)应采用以下方法控制混凝土内外温差小于25℃,蓄热保温法,即常规保温方法;内降外保法,即在大体积混凝土内部循环埋管通水冷却降温,在大体积混凝土转换结构的上表面及面采取保湿措施;蓄水养护法,即在混凝土初凝后先洒水养护2h,随后进行蓄水养护,蓄高度100。
(3)水泥的选用:采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥;掺用沸石粉代替部分水泥,降低水泥用量,使水化热相应降低;掺入减水剂,减少水泥用量,使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现,使升温延长,降低水化热峰值,使混凝土的表面温度梯度减小。
(4)施工方法:先施工转换结构周围结构或墙体,防止混凝土表面散热过快,内外温差过大;在夏季高温气候施工时,采用冰水搅拌,以降低混凝土的人模温度;分层浇筑混凝土,每层厚300～500mm,并在前一层混凝土初凝之前,将后一层混凝土浇筑完毕;采用叠合梁原理浇筑转换结构,可缓解大体积混凝土水化热高、温度过大对控制裂缝的不利影响。
3、钢筋工程施工
转换梁(板)的含钢量高,主筋长,梁柱节点区钢筋密集。因此,正确地翻样和下料,合理安排好就位次序是钢筋施工的关键。
4、预应力混凝土转换层结构施工
施工时采取以下措施防止张拉阶段预拉区开裂或反拱过大:
(1)采用择期张拉技术,即待转换结构上部施工数层之后再张拉预应力,在此之前转换结构下的支撑必须加强。
(2)在预拉区配置一定数量的预应力筋用以反拱,该部分的预应力筋是使用阶段不需要的。
(3)采用分阶段张拉技术,即逐渐施加预应力以平衡各阶段荷载,但由于张拉次数较多,施工费用略高。
三、转换层施工的质量控制
1、模板安装、拆除的质量控制
(1)梁侧模板的安装。应采用30×2.5mm的扁铁作为拉片,其长度为梁截面宽度加2倍钢模板肋高,两端适当位置钻孔;钢模外侧应用似8钢管扣件夹具竖向夹住梁的模板,每根小横杆上设置一付夹具,并用水平背杆将这些夹具横向连通;梁、板支撑的部分横向水平杆的端部应顶住梁的两侧模板,并与钢管扣件夹具连接,以承受新浇筑混凝土的侧向压力;为确保混凝土不漏浆,应采用塑料泡沫条或毛草纸对拼缝进行嵌缝;当梁、板的跨度不小于4000mm时。若无设计要求,梁、板底模应按全长跨度的2%起拱量起拱。
(2)底板模板的安装。板底模板宜采用2000mm×1000mm×18mm的竹压板,竹压板周边可采用镀锌铁皮包边,以减轻因碰撞造成的损坏。在钢管支撑架顶部水平杆上先平铺150mm×50mm的木拐,间隙距200mm;安装模板后,用钉子将模板与木枋固定。拼缝采用宽50mm的不干胶带封闭,以确保板缝处不漏浆。模板安装完成后,浇筑混凝土前需由项目技术负责人组织有关人员进行模板工程验收,合格后方准浇筑混凝土。
(3)模板的拆除。混凝土浇筑完成后,对于板,当混凝土强度达到设计强度75%时,对于梁,若跨度不大于8m,当混凝土强度达到设计强度75%时,若梁跨度大于8m,当混凝土强度达到设计强度的100%时,才允许拆除模板及支撑系统。模板拆除前,须由施工人员提出模板拆除申请,由项目技术负责人组织有关人员进行验证,符合有关规定后方准予拆除模板。
2、钢筋安装的质量控制
对于梁内同一位置有多层钢筋时,为确保受力钢筋位置准确,摆放平直,即采用25的短节钢筋横向水平放置于两层钢筋之间,楞头铁间趾为沿梁长方向每1000mm长放置一根,且每层受力钢筋之间竖向排,均用楞头铁隔开。
梁底部钢筋的混凝土保护层厚度为25mm,其垫块可用预制的(20以上细石混凝土小方块作垫块;但对于截面高度在1200mm及以上的框架梁,由于其钢筋直径在25及以上,且根数又很多,因此钢筋自重很大,细石混凝土垫块已不能承受其荷载。必须采用14～20,长度为1.4倍梁截面宽度的短节钢筋作垫块,将此短钢筋与底层纵向受力钢筋约呈45。夹角平放在底模板与底层箍筋之间,或采用专用料混凝土保护层垫块。
转换层主、次梁的上层承重结构的柱、薄壁柱或剪力墙等,其结构钢筋必须插入转换层的梁、柱内,并与梁、柱内的钢筋焊牢固定,且在距楼面50mm处设置二道箍筋,以确保上部结构钢筋位置正确。
3、混凝土浇筑的质量控制
(1)混凝土配合比设计。混凝土配合比设计,必须由具有相应设计资格的试验室在对施工现场使用的水泥、砂、石、外加剂等进行试(检)验的基础上,设计出混凝土配合比。为防止在浇筑中出现施工冷缝,要求在混凝土配合比中添加缓凝减水剂。
(2)混凝土浇筑及下料方法。混凝土浇筑采取从房屋一端的边梁开始浇筑,在边梁浇筑完成后再浇筑垂直于该边梁的其余各框架梁,浇筑长度至相邻轴线的框架柱暂停,再返回浇筑楼盖板混凝土,以此浇筑方法类推,向前平行推进,直至浇筑完成。在浇筑框架梁混凝土过程中,对于截面高度为1800m的梁应采用4次下料浇筑,4次振捣,每次浇筑厚度不大于500m的方法;相应地对于截面高度为1200m的梁应采用3次下料,3次振捣的方法;以确保混凝土密实,不出现施工冷缝,并有利于减小梁侧模板承受的侧向压力。
计量工必须严格控制混凝土的配合比,水泥(散装)、砂、石、外加剂等必须认真过称计量,外加剂由专人负责计量下料,保证供应,如采用商品混凝土也应保证供应。
四、结束语
近年来,在工程实践中采用了以上行之有效的质量保证,确保了在建工程的支撑系统稳定牢固,模板系统可靠严密,钢筋数量及位置准确,混凝土密实,构件几何尺寸准确,表面平整,横平竖直,线角顺直方正。同时也符合设计强度要求,满足规范、标准要求,满足强制性条文要求。高层建筑结构的多样性势必带来转换层形式的多样性,转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详细的施工方案,并精心组织施工,同时充分创造有利条件变不利施工为有利因素,以达到降低施工难度、节约施工成本、保证工程质量的目的。
参考文献:
〔1〕秦香芳等主编.建筑施工安全技术手册〔M〕.中国建筑工业出版社2005.
〔2〕周海涛.建筑与结构工程施工质量控制与验收〔M〕.山西科学技术出版社,2004.