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摘要：本文阐述了高层建筑转换层的结构特性，探讨了高层建筑结构施工技术, 以保证施工质量达到设计要求。
关键词：高层建筑转换层施工技术
Abstract: This paper discussed on the high-rise buildings structure character and construction technology so that it can make sure the construction quality design requirements.
Key Words: high-rise construction; transfer floor; construction technology
在高层建筑结构中,有很多情况是底下的几层为大开间商场 ,而上面为小开间的公寓或住宅,这就会遇到结构转换层问题,在进行转换层施工时,上下两部分之间大多在结构上存在较大差异, 目前更多地采取设置转换层的方案实现过渡。转换层成为高层建筑中的一个关键点, 起着至关重要的连接纽带作用,因此如何采取合理的施工方法, 保证施工质量达到设计要求,是关系到建筑物整体结构质量的重大问题。
一、 高层建筑转换层的结构特性
高层建筑设置转换层的目的是为了协调建筑上下部分之间在结构上存在的较大差异。按照转换层结构功能的不同, 一般分为以下三类:
1、建筑上、 下部分之间结构类型的转换, 此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。如:上部采用剪力墙结构, 下部采用框架结构或框架剪力墙结构。
2、 建筑上、 下部分之间的柱网尺寸不同, 这种建筑虽然上下部分的结构类型相同, 但通常需要通过转换层, 扩大其下部结构的柱距,以形成大柱网。
3、 同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。无论哪一类形式, 高层建筑转换层作为实现内力转换的构件,都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中, 因被迫发生改变( 因上下结构差异) 而产生的种种不利影响。因此, 转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务。转换层常见的结构形式有:梁式转换层、 箱式转换层、 厚板转换层和桁架转换层等。
二、 高层建筑转换层施工技术
1、原材料要求
⑴水泥
在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥(发热量270-290Kj/kg)，严禁使用安定性不合格的水泥。
⑵骨料
①粗骨料碎石和卵石均可，应采取连续级配。其最大粒径不得大于钢筋最小净距的3/4。当采用泵送混凝土时，为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杂质，其含泥量应 <1%。
②细骨料宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其粗细率以2.6-.8为宜。控制细砂以0.3mm筛孔的通过率为5%-30%；0.15mm 筛孔的通过率为 5%-10%。
③粉煤灰为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的烧失去量 应 <15%，SO3 应 <3%，SiO2 应 >40%， 并 应对水泥无不良反应。
④外加剂为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。
2、 混凝土用料设计
为寻求大体积混凝土合理的配合比，首先分析一下其产生温度裂缝的原因，众所周知，大体积混凝土温度裂缝主要是由于水泥水化产生的热量， 使大体积混凝土内外温差过大所致。这是由于混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土是热的不良导体，散热很慢，浇注后的大体积混凝土内部温度远比外部高，温差可达60℃左右，造成内胀外缩，在外表面产生很大的拉应力而开裂，其次从混凝土用集料品种看，热膨胀系数大小对混凝土温度应力及结构的温度变形有很大影响，选取用热膨胀系数小的骨料可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。再次， 从骨料的粒径看， 骨料粒径较大的混凝土，其水泥浆量较少，热膨胀系数小，可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。通过上述分析，大体积混凝土出现裂缝的主要原因是明显的，在当今混凝土配合比设计和施工中通常采用如下几点措施 ：
① 低水化热的水泥和尽量减小水泥用量；
② 尽量减少用水量，提高混凝土强度；
③ 合理使用混凝土外加剂；
④ 选用热膨胀系数小的骨料和较大的骨料粒径；
⑤ 预冷原材料；
⑥ 合理分缝、分块，减轻约束；
⑦ 在混凝土中预埋冷却水管；
⑧ 在混凝土表面绝热，调节表面温度下降速率；
⑨ 抛投石块。
从上面通常采用的措施可看出，这多种措施中，除施工过程中可采取的措施外，从混凝土配合比设计的角度看， 主要应从①一③着手，进行配合比设计。进行配合比设计时注意：
①设计配合比时尽量利用混凝土60d或90d的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。
②混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33 -0.37(泵送时宜为0.4-0.45)。坍落度应根据配合比要求严加控制。当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增加坍落度，并应将坍落度控制在10-14cm为宜。
3、施工准备
大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性， 做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。施工方案编制的重点，应该是：
① 根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。
② 通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。
③ 确定混凝土搅拌、运输和浇筑的方案。
④ 制定混凝土的保温方案。
⑤ 保证工程质量、安全施工和消防措施的制订。
4、 施工要点
⑴大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高温度延30℃时为宜。气温大于30℃时，应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施。
⑵混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5-2min。雨季施工期间， 应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。
⑶搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、 坍落度变化等现象。 如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。
5、 混凝土浇筑要点
大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法：
⑴全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开始，沿长边推进；也可分为两段，从中间向两端，从两端向中间同时进行。
⑵分段(块)分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。
⑶斜面分层。适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移，此时向前推荐的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3，以保证分层混凝土之间的施工质量。
分层的厚度决定于振捣器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的大小，一般为20-30cm。插入式振捣器应伸入下层 50cm 为宜。
分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/mm2, 混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之差在 25℃以下时进行。
分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温升的峰值以后，一般为3-5d，因此间隔时间以大于5d为宜。
期施工时，应采取有效措施降低混凝土内部的实际温度，具体的措施可以有以下几种：
① 降低混凝土入模浇筑温度—如拌合水中掺入冰屑、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等 ;
② 骨料中掺入适量毛石 ;
③ 掺入适量的粉煤灰。
混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作应做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振捣均匀。每点振捣时间以20-30s 为宜，但还应视混凝土表面不再显著下沉、 不再出现气泡、 表面泛出灰浆为准。分层振捣时，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。 振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。
6、混凝土的养护
混凝土拌和物浇筑成型后应及时进行养护。养护的目的是为混凝土正常硬化创造必要的温度、湿度条件，防止收缩开裂，保证混凝土达到设计要求的强度。混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是，普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d， 礦渣水泥、 火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。养护方法分为降温法和保温法两种。降温法即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、撒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋等）及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。
参考文献：
[1] 吕浩, 赵振河, 汪波. 高层建筑中转换层施工技术探讨[J]. 陕西建筑与建材, 2004, (04)
[2] 张占辉, 冯素华, 李鍠恭. 某高层住宅楼转换层施工案例分析[J]. 平顶山工学院学报, 2004,(01)
[3] 胡川. 转换层模板支撑的技术改进[J]. 施工技术, 2002,(02)
[4] 徐杏华, 肖孟, 刘江华, 刘幸. 转换梁位置对高层建筑结构抗震影响的分析[J]. 建筑技术开发, 2010,(10) [5] 朱昌宏, 刘宏涛, 张俊辉, 陈传铭. 高层建筑梁式转换层的应用[J]. 广东土木与建筑, 2004,(12)
关键词：高层建筑转换层施工技术
Abstract: This paper discussed on the high-rise buildings structure character and construction technology so that it can make sure the construction quality design requirements.
Key Words: high-rise construction; transfer floor; construction technology
在高层建筑结构中,有很多情况是底下的几层为大开间商场 ,而上面为小开间的公寓或住宅,这就会遇到结构转换层问题,在进行转换层施工时,上下两部分之间大多在结构上存在较大差异, 目前更多地采取设置转换层的方案实现过渡。转换层成为高层建筑中的一个关键点, 起着至关重要的连接纽带作用,因此如何采取合理的施工方法, 保证施工质量达到设计要求,是关系到建筑物整体结构质量的重大问题。
一、 高层建筑转换层的结构特性
高层建筑设置转换层的目的是为了协调建筑上下部分之间在结构上存在的较大差异。按照转换层结构功能的不同, 一般分为以下三类:
1、建筑上、 下部分之间结构类型的转换, 此类建筑上部和下部采用的结构形式不同。如:上部采用剪力墙结构, 下部采用框架结构或框架剪力墙结构。
2、 建筑上、 下部分之间的柱网尺寸不同, 这种建筑虽然上下部分的结构类型相同, 但通常需要通过转换层, 扩大其下部结构的柱距,以形成大柱网。
3、 同时具备转换结构和扩大轴线尺寸的混合形式。无论哪一类形式, 高层建筑转换层作为实现内力转换的构件,都要担负建筑上部荷载在向下传递过程中, 因被迫发生改变( 因上下结构差异) 而产生的种种不利影响。因此, 转换层结构需要具备有足够的刚度和强度才能胜任其任务。转换层常见的结构形式有:梁式转换层、 箱式转换层、 厚板转换层和桁架转换层等。
二、 高层建筑转换层施工技术
1、原材料要求
⑴水泥
在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥(发热量270-290Kj/kg)，严禁使用安定性不合格的水泥。
⑵骨料
①粗骨料碎石和卵石均可，应采取连续级配。其最大粒径不得大于钢筋最小净距的3/4。当采用泵送混凝土时，为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杂质，其含泥量应 <1%。
②细骨料宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其粗细率以2.6-.8为宜。控制细砂以0.3mm筛孔的通过率为5%-30%；0.15mm 筛孔的通过率为 5%-10%。
③粉煤灰为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰的烧失去量 应 <15%，SO3 应 <3%，SiO2 应 >40%， 并 应对水泥无不良反应。
④外加剂为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。
2、 混凝土用料设计
为寻求大体积混凝土合理的配合比，首先分析一下其产生温度裂缝的原因，众所周知，大体积混凝土温度裂缝主要是由于水泥水化产生的热量， 使大体积混凝土内外温差过大所致。这是由于混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土是热的不良导体，散热很慢，浇注后的大体积混凝土内部温度远比外部高，温差可达60℃左右，造成内胀外缩，在外表面产生很大的拉应力而开裂，其次从混凝土用集料品种看，热膨胀系数大小对混凝土温度应力及结构的温度变形有很大影响，选取用热膨胀系数小的骨料可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。再次， 从骨料的粒径看， 骨料粒径较大的混凝土，其水泥浆量较少，热膨胀系数小，可减小大体积混凝土的温度应力，提高抗裂性。通过上述分析，大体积混凝土出现裂缝的主要原因是明显的，在当今混凝土配合比设计和施工中通常采用如下几点措施 ：
① 低水化热的水泥和尽量减小水泥用量；
② 尽量减少用水量，提高混凝土强度；
③ 合理使用混凝土外加剂；
④ 选用热膨胀系数小的骨料和较大的骨料粒径；
⑤ 预冷原材料；
⑥ 合理分缝、分块，减轻约束；
⑦ 在混凝土中预埋冷却水管；
⑧ 在混凝土表面绝热，调节表面温度下降速率；
⑨ 抛投石块。
从上面通常采用的措施可看出，这多种措施中，除施工过程中可采取的措施外，从混凝土配合比设计的角度看， 主要应从①一③着手，进行配合比设计。进行配合比设计时注意：
①设计配合比时尽量利用混凝土60d或90d的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。
②混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33 -0.37(泵送时宜为0.4-0.45)。坍落度应根据配合比要求严加控制。当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增加坍落度，并应将坍落度控制在10-14cm为宜。
3、施工准备
大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性， 做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方案的编制工作。施工方案编制的重点，应该是：
① 根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。
② 通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。
③ 确定混凝土搅拌、运输和浇筑的方案。
④ 制定混凝土的保温方案。
⑤ 保证工程质量、安全施工和消防措施的制订。
4、 施工要点
⑴大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高温度延30℃时为宜。气温大于30℃时，应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施。
⑵混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5-2min。雨季施工期间， 应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。
⑶搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、 坍落度变化等现象。 如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。
5、 混凝土浇筑要点
大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法：
⑴全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开始，沿长边推进；也可分为两段，从中间向两端，从两端向中间同时进行。
⑵分段(块)分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。
⑶斜面分层。适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移，此时向前推荐的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3，以保证分层混凝土之间的施工质量。
分层的厚度决定于振捣器的棒长和振动力的大小，也要考虑混凝土的供应量大小和可能浇筑量的大小，一般为20-30cm。插入式振捣器应伸入下层 50cm 为宜。
分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/mm2, 混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之差在 25℃以下时进行。
分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温升的峰值以后，一般为3-5d，因此间隔时间以大于5d为宜。
期施工时，应采取有效措施降低混凝土内部的实际温度，具体的措施可以有以下几种：
① 降低混凝土入模浇筑温度—如拌合水中掺入冰屑、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等 ;
② 骨料中掺入适量毛石 ;
③ 掺入适量的粉煤灰。
混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作应做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振捣均匀。每点振捣时间以20-30s 为宜，但还应视混凝土表面不再显著下沉、 不再出现气泡、 表面泛出灰浆为准。分层振捣时，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。 振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。
6、混凝土的养护
混凝土拌和物浇筑成型后应及时进行养护。养护的目的是为混凝土正常硬化创造必要的温度、湿度条件，防止收缩开裂，保证混凝土达到设计要求的强度。混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是，普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d， 礦渣水泥、 火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。养护方法分为降温法和保温法两种。降温法即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、撒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋等）及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。
参考文献：
[1] 吕浩, 赵振河, 汪波. 高层建筑中转换层施工技术探讨[J]. 陕西建筑与建材, 2004, (04)
[2] 张占辉, 冯素华, 李鍠恭. 某高层住宅楼转换层施工案例分析[J]. 平顶山工学院学报, 2004,(01)
[3] 胡川. 转换层模板支撑的技术改进[J]. 施工技术, 2002,(02)
[4] 徐杏华, 肖孟, 刘江华, 刘幸. 转换梁位置对高层建筑结构抗震影响的分析[J]. 建筑技术开发, 2010,(10) [5] 朱昌宏, 刘宏涛, 张俊辉, 陈传铭. 高层建筑梁式转换层的应用[J]. 广东土木与建筑, 2004,(12)