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摘要: 本文通过湖南怀化某大楼工程实际情况, 介绍了梁式混凝土转换层结构施工的具体方法,并针对施工中脚手架模板体系的刚度要求高、强度要求大、混凝土下料难、振捣难等难点, 采取了相关的施工技术措施。供同行参考。
关键词:高层建筑; 混凝土结构; 转换层施工;
1 工程概况
怀化某大楼工程设计主体建筑23层, 地下二层, 主楼高为96.100m。结构形式为框肢剪力墙结构体系, 一至二层为餐厅，大堂及办证厅, 三至五层为公安业务用房，六至九层为办公室等业务用房，十层为游泳池及洗衣中心，十至二十一层为标准层，二十二层为商务层，二十三层为机房。转换梁位于三层顶, 转换层以上为钢筋混凝土小肢剪力墙核芯筒结构体系。由于结构需要, 图纸设计在标高16.600m 处设置转换大梁, 部分转换粱的断面分别为: 800mm×1800mm、1000mm×1800mm、600mm×2000mm、1000mm×2000mm, 最大跨度为10m, 连续跨长为33.1m(五跨), 在第三层顶与楼盖连成一体。混凝土强度设计等级为C40。该建筑梁式转换层施工的主要关键点和难点为模板支撑加固、钢筋的连接与绑扎以及混凝土浇注及裂缝控制, 而这也是目前大型建筑梁式转换层施工中专业人事研究的热点。
2 施工方案的选择
经过计算, 转换层大梁施工时最大垂直荷载为70.KN/m2, 各栋转换层以下的楼板及地下室顶板不能满足支承转换层大梁的最大施工荷载, 必须把转换层荷载有效地传到地下室底板方能确保施工安全, 因此, 选用一次性浇筑转换层的施工方案, 垂直荷载采取有效措施传至地下室底板。一次浇筑的优点是结构整体性好, 钢筋安装质量易保证,施工速度快; 缺点是支模难度大, 支撑材料用量大，混凝土浇筑质量较难控制。
2.1 模板支撑体系选择
转换层结构施工的支模方法与所采用的浇筑方案及具体的施工条件有关。一般常采用的支撑体系有: 1)钢管排架支撑; 2)钢桁架支撑; 3)增设钢或混凝土临时支柱, 配合钢管排架或钢桁架支撑。由于转换梁截面大, 楼层较高, 施工过程中的支撑稳定最为关键, 经过对钢管排架支撑与钢桁架两种支撑方案的综合分析、对比, 钢排架支撑无论从工期还是从费用上均明显优于钢衍架支撑, 故最终选用钢排架支撑方案。经过对转换梁及其支撑系统的初步计算, 如图1 所示, 支撑体系采用Φ48×3.5 钢管, 立杆间距为500×500 ( 根据用作主龙骨的方木计算跨度确定, 主龙骨跨度为500mm) , 每隔1500mm 设置一道水平拉杆, 上下道水平拉杆距立杆端部不大于200mm, 在立杆上设可调式顶托。主龙骨为两根50×100方木并排搁于顶托上, 间距500mm, 次龙骨为方木50 ×100@200mm, 单根坚放。梁侧模上、下口压条50×100, 竖楞50×100, 间距250mm; 用Φ48×3.5 钢管及Φ14 對拉螺杆拉紧, 对拉螺杆间距为500。转换层模板采用1830×915×18胶合板, 大梁底板及两侧模板为双层胶合板之间夹一层塑料薄膜, 以便对混凝土进行保温、保湿的养护。
为确保转换层大梁的施工荷载能有效地传递至地下室底板, 转换层下方的楼板模板采用与转换层同样的支撑体系,并弹线使上下层立杆位置相对应。
图1钢管支撑架示意图
2.2 钢筋加工及安装方案
由于转换大梁钢筋配置量大, 质量要求较高, 钢筋的原材质量和主筋连接是质量控制的重要环节。
2.2.1 钢筋加工
如钢筋的连接采用搭接连接, 梁柱交叉的核心区钢筋交叉很密, 混凝土无法下落, 因此对于Φ22 以下钢筋连接采用对焊连接, 对于Φ22 及其以上的钢筋采用直螺纹套筒连接。
( 1)钢筋端加工螺纹前, 不得有弯曲现象, 且端面要求平整。
( 2)切断钢筋应用砂轮锯片, 不允许用气割或冲剪。
( 3)直螺纹加工, 应在专业用机床上进行, 应采用水溶性切割冷却液, 不允许用油类冷却液或无冷却液加工。
( 4)钢筋锥螺纹加工以后, 应逐个用环规检验合格, 不允许有烂牙现象, 螺纹牙形表面要求光洁。
( 5)经检验合格后的钢筋直螺纹, 立即旋上塑料保护套或与之匹配的连接套, 连接套的另一端仍应安装塑料保护盖, 并妥善堆放。
2.2.2 现场安装
( 1)钢筋连接时, 应检查钢筋和连接套规格是否一致。
( 2)外观检查钢筋和连接套锥螺纹是否完好, 如发现螺纹面有杂物, 应予以清理。
( 3)钢筋连接套若埋人混凝土内, 应按钢筋混凝土结构施工规定另行加电焊固定, 且必须埋设牢固, 其中心偏差, 按有关钢筋混凝土结构施工规范和设计图执行, 不得有偏斜现象。
( 4)钢筋锥螺纹连接时, 应使用专用扭力扳手, 将其拧紧到规定的扭矩值。
( 5)参加钢筋锥螺纹连接的施工人员, 包括技术管理、质检、操作工人均须参加技术培训, 获合格证书后方可上岗。
转换梁的钢筋均在地面加工成形, 为防止在吊装的过程中造成钢筋弯曲等变形, 用塔吊并配以特制的桁架吊至施工楼层。转换大梁钢筋绑扎时采用脚手钢管作临时支撑, 分层摆放完毕后, 穿箍筋、落位、绑扎成型, 钢筋绑扎顺序为: 搭设支撑排架→铺钢筋→套梁箍筋绑扎就位→穿拉筋绑扎。主次梁交叉处的钢筋纵横交错, 极易上下错位。为此, 在钢筋吊装前, 应对加工成形的钢筋逐一编号, 按编号的顺序吊装、铺放。这样绑扎成形后的转换梁很规范。梁底筋分层采用Φ32 垫块@2000 层层设置, 梁底及侧面保护层采用￠25 钢筋垫块控制。
2.3 混凝土浇筑方案
(1)充分做好混凝土浇筑前的准备工作。浇筑前首先要完成模板体系、脚手架支撑体系验收, 其次要了解施工阶段的天气情况是否允许连续浇筑, 现场施工机械的工作状态是否可以满足连续浇筑的要求, 施工备用机械是否按要求到位, 输送泵的数量一定要满足整体转换层结构混凝土的连续施工确定。
(2)按照预先确定好的施工顺序, 合理组织有序施工。为了避免接茬时间过长, 导致冷缝的出现, 混凝土的施工沿纵向按斜面分层循序推进法进行施工, 斜面分层厚度不超过500mm, 混凝土的振捣必须考虑振动棒的作用半径。由于转换梁的钢筋较密, 转换粱混凝土的振捣采用3O 振动棒进行振捣。每个插入点的振捣时间控制在l0～30s , 以混凝土开始泛浆不冒气泡为准, 振捣时振点要布置均匀, 间距不大于40cm, 快插慢拔。对大梁交叉点及上部钢筋插筋的钢筋较密集的地方, 要着重加强振捣。
(3)混凝士的收面采用“ 一平、二压、一光、一拉毛”的施工工艺, 加强混凝土收面的二次抹压, 并及时用塑料薄膜覆盖加以覆盖养护, 严格控制混凝土表面裂缝。
(4) 为防止混凝土沉降而产生的塑性裂缝, 在梁柱相交的核心区混凝土浇筑完毕约l～l.5h 后并应在初凝前, 用直径为33mm 的振动棒二次振捣, 振动棒插入梁下500mm 为宜。经过热工计算, 在混凝土浇筑完毕12h 以内, 在转换梁上先覆盖一层塑料薄膜, 再用1cm 厚的麻袋覆盖整个楼面, 即可使混凝土中心最高温度与表面温度之差控制在22℃以内, 能够有效的防止温差裂缝的产生。
3 施工总结
该楼转换层通过采用以上方法施工, 不但降低了施工难度, 节省了施工成本,保证了工程质量和施工安全，而且取得了可观的经济效益。开始施工至上部结构全部施工完成时, 混凝土表面没有发现任何裂纹, 经检测, 混凝土强度满足设计要求, 主体结构一次性获优良。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:高层建筑; 混凝土结构; 转换层施工;
1 工程概况
怀化某大楼工程设计主体建筑23层, 地下二层, 主楼高为96.100m。结构形式为框肢剪力墙结构体系, 一至二层为餐厅，大堂及办证厅, 三至五层为公安业务用房，六至九层为办公室等业务用房，十层为游泳池及洗衣中心，十至二十一层为标准层，二十二层为商务层，二十三层为机房。转换梁位于三层顶, 转换层以上为钢筋混凝土小肢剪力墙核芯筒结构体系。由于结构需要, 图纸设计在标高16.600m 处设置转换大梁, 部分转换粱的断面分别为: 800mm×1800mm、1000mm×1800mm、600mm×2000mm、1000mm×2000mm, 最大跨度为10m, 连续跨长为33.1m(五跨), 在第三层顶与楼盖连成一体。混凝土强度设计等级为C40。该建筑梁式转换层施工的主要关键点和难点为模板支撑加固、钢筋的连接与绑扎以及混凝土浇注及裂缝控制, 而这也是目前大型建筑梁式转换层施工中专业人事研究的热点。
2 施工方案的选择
经过计算, 转换层大梁施工时最大垂直荷载为70.KN/m2, 各栋转换层以下的楼板及地下室顶板不能满足支承转换层大梁的最大施工荷载, 必须把转换层荷载有效地传到地下室底板方能确保施工安全, 因此, 选用一次性浇筑转换层的施工方案, 垂直荷载采取有效措施传至地下室底板。一次浇筑的优点是结构整体性好, 钢筋安装质量易保证,施工速度快; 缺点是支模难度大, 支撑材料用量大，混凝土浇筑质量较难控制。
2.1 模板支撑体系选择
转换层结构施工的支模方法与所采用的浇筑方案及具体的施工条件有关。一般常采用的支撑体系有: 1)钢管排架支撑; 2)钢桁架支撑; 3)增设钢或混凝土临时支柱, 配合钢管排架或钢桁架支撑。由于转换梁截面大, 楼层较高, 施工过程中的支撑稳定最为关键, 经过对钢管排架支撑与钢桁架两种支撑方案的综合分析、对比, 钢排架支撑无论从工期还是从费用上均明显优于钢衍架支撑, 故最终选用钢排架支撑方案。经过对转换梁及其支撑系统的初步计算, 如图1 所示, 支撑体系采用Φ48×3.5 钢管, 立杆间距为500×500 ( 根据用作主龙骨的方木计算跨度确定, 主龙骨跨度为500mm) , 每隔1500mm 设置一道水平拉杆, 上下道水平拉杆距立杆端部不大于200mm, 在立杆上设可调式顶托。主龙骨为两根50×100方木并排搁于顶托上, 间距500mm, 次龙骨为方木50 ×100@200mm, 单根坚放。梁侧模上、下口压条50×100, 竖楞50×100, 间距250mm; 用Φ48×3.5 钢管及Φ14 對拉螺杆拉紧, 对拉螺杆间距为500。转换层模板采用1830×915×18胶合板, 大梁底板及两侧模板为双层胶合板之间夹一层塑料薄膜, 以便对混凝土进行保温、保湿的养护。
为确保转换层大梁的施工荷载能有效地传递至地下室底板, 转换层下方的楼板模板采用与转换层同样的支撑体系,并弹线使上下层立杆位置相对应。
图1钢管支撑架示意图
2.2 钢筋加工及安装方案
由于转换大梁钢筋配置量大, 质量要求较高, 钢筋的原材质量和主筋连接是质量控制的重要环节。
2.2.1 钢筋加工
如钢筋的连接采用搭接连接, 梁柱交叉的核心区钢筋交叉很密, 混凝土无法下落, 因此对于Φ22 以下钢筋连接采用对焊连接, 对于Φ22 及其以上的钢筋采用直螺纹套筒连接。
( 1)钢筋端加工螺纹前, 不得有弯曲现象, 且端面要求平整。
( 2)切断钢筋应用砂轮锯片, 不允许用气割或冲剪。
( 3)直螺纹加工, 应在专业用机床上进行, 应采用水溶性切割冷却液, 不允许用油类冷却液或无冷却液加工。
( 4)钢筋锥螺纹加工以后, 应逐个用环规检验合格, 不允许有烂牙现象, 螺纹牙形表面要求光洁。
( 5)经检验合格后的钢筋直螺纹, 立即旋上塑料保护套或与之匹配的连接套, 连接套的另一端仍应安装塑料保护盖, 并妥善堆放。
2.2.2 现场安装
( 1)钢筋连接时, 应检查钢筋和连接套规格是否一致。
( 2)外观检查钢筋和连接套锥螺纹是否完好, 如发现螺纹面有杂物, 应予以清理。
( 3)钢筋连接套若埋人混凝土内, 应按钢筋混凝土结构施工规定另行加电焊固定, 且必须埋设牢固, 其中心偏差, 按有关钢筋混凝土结构施工规范和设计图执行, 不得有偏斜现象。
( 4)钢筋锥螺纹连接时, 应使用专用扭力扳手, 将其拧紧到规定的扭矩值。
( 5)参加钢筋锥螺纹连接的施工人员, 包括技术管理、质检、操作工人均须参加技术培训, 获合格证书后方可上岗。
转换梁的钢筋均在地面加工成形, 为防止在吊装的过程中造成钢筋弯曲等变形, 用塔吊并配以特制的桁架吊至施工楼层。转换大梁钢筋绑扎时采用脚手钢管作临时支撑, 分层摆放完毕后, 穿箍筋、落位、绑扎成型, 钢筋绑扎顺序为: 搭设支撑排架→铺钢筋→套梁箍筋绑扎就位→穿拉筋绑扎。主次梁交叉处的钢筋纵横交错, 极易上下错位。为此, 在钢筋吊装前, 应对加工成形的钢筋逐一编号, 按编号的顺序吊装、铺放。这样绑扎成形后的转换梁很规范。梁底筋分层采用Φ32 垫块@2000 层层设置, 梁底及侧面保护层采用￠25 钢筋垫块控制。
2.3 混凝土浇筑方案
(1)充分做好混凝土浇筑前的准备工作。浇筑前首先要完成模板体系、脚手架支撑体系验收, 其次要了解施工阶段的天气情况是否允许连续浇筑, 现场施工机械的工作状态是否可以满足连续浇筑的要求, 施工备用机械是否按要求到位, 输送泵的数量一定要满足整体转换层结构混凝土的连续施工确定。
(2)按照预先确定好的施工顺序, 合理组织有序施工。为了避免接茬时间过长, 导致冷缝的出现, 混凝土的施工沿纵向按斜面分层循序推进法进行施工, 斜面分层厚度不超过500mm, 混凝土的振捣必须考虑振动棒的作用半径。由于转换梁的钢筋较密, 转换粱混凝土的振捣采用3O 振动棒进行振捣。每个插入点的振捣时间控制在l0～30s , 以混凝土开始泛浆不冒气泡为准, 振捣时振点要布置均匀, 间距不大于40cm, 快插慢拔。对大梁交叉点及上部钢筋插筋的钢筋较密集的地方, 要着重加强振捣。
(3)混凝士的收面采用“ 一平、二压、一光、一拉毛”的施工工艺, 加强混凝土收面的二次抹压, 并及时用塑料薄膜覆盖加以覆盖养护, 严格控制混凝土表面裂缝。
(4) 为防止混凝土沉降而产生的塑性裂缝, 在梁柱相交的核心区混凝土浇筑完毕约l～l.5h 后并应在初凝前, 用直径为33mm 的振动棒二次振捣, 振动棒插入梁下500mm 为宜。经过热工计算, 在混凝土浇筑完毕12h 以内, 在转换梁上先覆盖一层塑料薄膜, 再用1cm 厚的麻袋覆盖整个楼面, 即可使混凝土中心最高温度与表面温度之差控制在22℃以内, 能够有效的防止温差裂缝的产生。
3 施工总结
该楼转换层通过采用以上方法施工, 不但降低了施工难度, 节省了施工成本,保证了工程质量和施工安全，而且取得了可观的经济效益。开始施工至上部结构全部施工完成时, 混凝土表面没有发现任何裂纹, 经检测, 混凝土强度满足设计要求, 主体结构一次性获优良。
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