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【摘 要】 近年来,我国城市规模不断的扩大,高层建筑的发展已成为一种趋势。而高层建筑实际转换层施工对施工技术要求却较高,在这种情况下,有必要对高层建筑转换层施工技术进行分析。本文总结目前高层建筑的转换层施工情况,提出高层建筑转换层施工质量的通病,并分析指出控制措施,以期对建筑行业高层建筑转换层施工质量控制方面提供一定的理论依据。
【关键词】 高层建筑;转换层施工困难分析;质量保证;控制措施
引言:
当代的建筑朝着综合性能方向发展。全面发展以人的需要为最基本的宗旨。在同一建筑中,上部楼层小开间的轴线布置,下部则需要较大的柱网空间的情况越来越复杂,所以要求结构设计满足功能的需求而使转换层得以出现。本文总结目前高层建筑的转换层施工情况,提出高层建筑转换层施工质量的通病,并分析指出控制措施,以期对建筑行业高层建筑转换层施工质量控制方面提供一定的理论依据。
一、高层建筑转换层施工案例分析
某商业综合楼,总共27层,其中1-4层为商业用房,它的结构框架结构,第5层是转换层,楼层高均为4.8米,6层及以上的为民用住宅,楼层高是3.0米,它是剪力墙结构。转换层选用的是梁式结构,横截面为1200mm*2500mm,板厚是250mm。它采用分层浇筑迭合成型的方法,这种方法施工过程比较简便,并且经济可靠。这种方法分为两层施工,对4层和5层的楼盖采用顶撑加强的支撑方案来进行设计,主要是为了保证5层的楼盖能够支撑转换层施工时的载荷。
在施工过程中最主要的是转换层的梁比较大,钢筋比较密集,因此要严格设计好钢筋施工的工艺流程。如在钢筋下料前,要充分考虑柱头、梁头等不同部件之间的差异,合理进行绑扎,在布置钢筋时,由于钢筋比较密集,应该做出大样详图,为以后施工做好准备。在施工时,由于转换层的主筋比较长,梁柱节点区的钢筋比较密集,这就需要合理的安排好钢筋的位置和次序,正确的翻样和下料。在钢筋工程做好之后,就需要进行大梁混凝土的浇筑,在这个过程要实行分段浇筑,在新旧接缝处要认真清理掉墙柱截面上石头和混凝土浮浆,同时在接缝处铺一层水泥浆。在混凝土振捣时,要快插慢拔,完成振捣后,要用浇水降温的方法进行养护。
二、高层建筑转换层施工质量通病
高层建筑转换层在施工过程中发现了一些通病,问题如下:
1.温度裂缝
温度变化产生的裂缝。混凝土为建设中最为主要的材料,这种材料对温度的变化是很敏感的,在温度降低的过程中会变脆并伴随着收缩。当温度超过一定的范围,温缩应力可将结构拉断,从而形成温度裂缝。
2.转换层自重、规模过大
所以在施工过程中其支撑体系复杂、施工难度大。在常规的转换层的建造过程中,若是采用传统的浇灌方式,就会产生很庞大的转换层,厚度甚至可以到地下室的厚板。所以体积和自身重量非常大,这样会时工程进度减慢,并且技术难度大增加成本等不利于工程顺利实施的因素。在转换层施工过程中,其庞大的自重以及其复杂支撑体系的自重都要由转换层下部的结构承担,对下部结构产生较大的不利影响(特别是对下部楼层的楼板影响最大)。在建筑行业针对减少转换层的重量在此基础上不影响整体建筑的质量的问题展开探索。
3.混凝土施工问题
转换层结构在施工中具备一定的大体积混凝土施工的特性(如:厚板式转换层施工),因此在施工过程中应采取一定的施工措施以防止生成温度裂缝。转换层结构施工中的钢筋分项工程通常采用一定的措施,以保证钢筋安装的正确性和骨架的稳定性。
三、转换层施工质量控制策略分析
模板支撑
转换层体积大,大梁自重每m约达10t,模板支撑问题、下层楼板的承载力问题均需认真考虑。
1.荷载传递法支撑
一种方案是将转换层梁(板)的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板,支撑楼板的层数应通过计算来确定。另一种方案是充分利用转换层支承柱的传力作用,将绝大部分荷载通过梁两端柱面挑出的钢托座,或柱面伸出的多排斜撑杆构成的梁下斜撑支架体系,传递给混凝土柱;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。
2.埋设型钢法支模
在转换梁中埋设型钢或钢桁架,并与模板连为一体,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。
3.叠合浇筑法支模(本工程选用)
应用叠合梁原理将转换层梁(板)分为2次或3次浇筑成型,支撑系统只需考虑承受第一次的混凝土自重和施工荷载。在水平施工缝(叠合面)下,通过力学计算增设附加钢筋(大梁支座负弯矩钢筋),利用第一次浇筑混凝土形成的梁,支撑第2次浇筑混凝土的自重及施工荷载,利用第2次浇筑混凝土与第1次浇筑混凝土形成的叠合梁,支撑第3次浇筑混凝土的自重及施工荷载。由此,梁下定撑负荷大大减小,且减小了大量模板支撑材料,同时因混凝土分几次浇筑,缓解了大体积混凝土水化热值高、温度应力过大对裂缝控制的不利影响。
其叠合面处理可采用钢筋混凝土剪力墩、预埋竖直插钢筋或抗剪斜筋,保证上下两个浇筑层的混凝土共同工作。为避免叠合面混凝土出现水平裂缝,在上下浇筑层之间各设置一层钢筋网,两层钢筋网间距100mm。叠合浇筑法支模施工费用较低,混凝土水化热较小,工程质量有保证,在工期许可的情况下,应大力推广此法。
转换层支模风险较大,因此,其模板系统设计应通过力学计算、复核、审批,再上报当地建筑工程质量安全监督部门。施工期间应加强观测、动态管理,严防爆模事故,杜绝倒塌事故。
鉴于转换梁大梁钢筋密布、骨架笨重、致使钢筋绑扎、骨架支撑、混凝土浇筑困难,目前已有许多新建议,如:大梁上部采用开口钢筋箍,待梁筋绑扎完毕,在焊接成闭口箍;由于钢筋骨架笨重,若想一次支模到楼板底,往往需要在梁内设置型钢支撑梁;但是型钢支撑架在混凝土浇筑后埋在梁内,不能周转,增加了工程费用。如果梁模先不安装到楼板底(分层支模),就可用扣件式钢管脚手架支撑钢筋骨架,转换梁分层浇筑可减少钢筋骨架支撑的费用。梁底钢筋骨架的保护层需用高强细石混凝土加钢丝网制作的加丝垫块,才不致被骨架压碎,但不能用粗钢筋作垫,时间长了粗钢筋会生锈,膨胀保护层。竹木胶合板拼缝严密,转换层施工工期较长,雨水及浇筑混凝土前的施工用水容易积聚于梁底,因此,梁底模板应设置一些漏水口,以便梁底积水和清理垃圾。 2.钢筋安装的质量控制
在钢筋安装的过程中,需要考虑很多问题,包括钢筋的捆绑、钢筋搭接位置的选择、钢筋悬挑结构的选型等。在钢筋捆绑时,对钢筋数量、间隔、位置等进行控制和严格的检查。在钢筋捆绑结束后,要注意一点,就是要检查直螺纹接头及悬臂结构撑脚的可靠性。在施工过程中,应该通过控制插筋的位置来防止钢筋位移或规格与施工要求有出入。同时,为了防止踩踏后下降,搭设钢筋支架和跳板是很有必要的。在转换层结构施工过程中,对于钢筋的数量和规格,切忌随意更换变动的,若非换不可,务必得到技术部门和设计部门的纸质文件之后才能进行更换。
3.混凝土工程的质量控制
在选用水泥时,应该选用水化热较低的水泥,例如矿渣硅酸盐水泥。在使用效果不变的情况下,如果想减少水泥用量,主要有两种方式:一是在水泥中加入沸石粉,二是在水泥中加入减水剂。这两种方式均可以降低水化热峰值,减少水泥用量。在选粗骨料时,应该使用连续级配,其最大粒径应该小于或者等于钢筋最小净距的四分之三。在选用混凝土时,必须将粗骨料中的各种及时清理掉,并确保其含泥量小于或者等于百分之一,这是控制混凝土的泵性的重要基础。在选细骨料时,粗砂和中砂是首选,其含泥量应该小于或者等于百分之三。在浇筑混凝土前应结合工程的具体情况,如供应方式、混凝土浇筑量和搅拌机械的数目,计算设计出合理的浇筑速度。从混凝土浇筑的时间上看,最好选择白天施工,并保证混凝土量源源不断的供应。混凝土浇筑应分层进行,每层高度控制在300~500mm为宜,每层间隔15~20h。
四、结束语
总之,转换层混凝土施工前后都需要对模板支撑体系进行详细的检查,保证支撑体系稳定可靠,而且变形均在允许的范围之内。在工程施工过程中通过采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地控制了大体积混凝土的裂缝,较冷却循环水管降温方案,造价明显降低。
钢筋排列并筋要解决转换层施工困难的根本问题,从设计上大梁改用并筋方案、设置翼缘板方案或并筋加翼缘板方案。
还可建议设计大梁采用型钢混凝土梁。
设计上如实现以上两点在施工中便可增大混凝土中石子的粒径且对于解决混凝土浇筑水化热及克服混凝土裂缝均有帮助。
转换梁采用叠合浇筑法支模,模板费用低,且容易保证混凝土的浇筑质量。
参考文献:
[1]夏芳.试论钢筋施工工艺及要求[J].科技创新与应用,2012(1):185.
[2]肖艳立,于晓丽.钢筋施工的质量控制[J].山西建筑,2011(8):218.
[3]陈军.高层建筑转换层的施工技术的探讨[J].中国住宅设施.2011:145-147
【关键词】 高层建筑;转换层施工困难分析;质量保证;控制措施
引言:
当代的建筑朝着综合性能方向发展。全面发展以人的需要为最基本的宗旨。在同一建筑中,上部楼层小开间的轴线布置,下部则需要较大的柱网空间的情况越来越复杂,所以要求结构设计满足功能的需求而使转换层得以出现。本文总结目前高层建筑的转换层施工情况,提出高层建筑转换层施工质量的通病,并分析指出控制措施,以期对建筑行业高层建筑转换层施工质量控制方面提供一定的理论依据。
一、高层建筑转换层施工案例分析
某商业综合楼,总共27层,其中1-4层为商业用房,它的结构框架结构,第5层是转换层,楼层高均为4.8米,6层及以上的为民用住宅,楼层高是3.0米,它是剪力墙结构。转换层选用的是梁式结构,横截面为1200mm*2500mm,板厚是250mm。它采用分层浇筑迭合成型的方法,这种方法施工过程比较简便,并且经济可靠。这种方法分为两层施工,对4层和5层的楼盖采用顶撑加强的支撑方案来进行设计,主要是为了保证5层的楼盖能够支撑转换层施工时的载荷。
在施工过程中最主要的是转换层的梁比较大,钢筋比较密集,因此要严格设计好钢筋施工的工艺流程。如在钢筋下料前,要充分考虑柱头、梁头等不同部件之间的差异,合理进行绑扎,在布置钢筋时,由于钢筋比较密集,应该做出大样详图,为以后施工做好准备。在施工时,由于转换层的主筋比较长,梁柱节点区的钢筋比较密集,这就需要合理的安排好钢筋的位置和次序,正确的翻样和下料。在钢筋工程做好之后,就需要进行大梁混凝土的浇筑,在这个过程要实行分段浇筑,在新旧接缝处要认真清理掉墙柱截面上石头和混凝土浮浆,同时在接缝处铺一层水泥浆。在混凝土振捣时,要快插慢拔,完成振捣后,要用浇水降温的方法进行养护。
二、高层建筑转换层施工质量通病
高层建筑转换层在施工过程中发现了一些通病,问题如下:
1.温度裂缝
温度变化产生的裂缝。混凝土为建设中最为主要的材料,这种材料对温度的变化是很敏感的,在温度降低的过程中会变脆并伴随着收缩。当温度超过一定的范围,温缩应力可将结构拉断,从而形成温度裂缝。
2.转换层自重、规模过大
所以在施工过程中其支撑体系复杂、施工难度大。在常规的转换层的建造过程中,若是采用传统的浇灌方式,就会产生很庞大的转换层,厚度甚至可以到地下室的厚板。所以体积和自身重量非常大,这样会时工程进度减慢,并且技术难度大增加成本等不利于工程顺利实施的因素。在转换层施工过程中,其庞大的自重以及其复杂支撑体系的自重都要由转换层下部的结构承担,对下部结构产生较大的不利影响(特别是对下部楼层的楼板影响最大)。在建筑行业针对减少转换层的重量在此基础上不影响整体建筑的质量的问题展开探索。
3.混凝土施工问题
转换层结构在施工中具备一定的大体积混凝土施工的特性(如:厚板式转换层施工),因此在施工过程中应采取一定的施工措施以防止生成温度裂缝。转换层结构施工中的钢筋分项工程通常采用一定的措施,以保证钢筋安装的正确性和骨架的稳定性。
三、转换层施工质量控制策略分析
模板支撑
转换层体积大,大梁自重每m约达10t,模板支撑问题、下层楼板的承载力问题均需认真考虑。
1.荷载传递法支撑
一种方案是将转换层梁(板)的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板,支撑楼板的层数应通过计算来确定。另一种方案是充分利用转换层支承柱的传力作用,将绝大部分荷载通过梁两端柱面挑出的钢托座,或柱面伸出的多排斜撑杆构成的梁下斜撑支架体系,传递给混凝土柱;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。
2.埋设型钢法支模
在转换梁中埋设型钢或钢桁架,并与模板连为一体,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。
3.叠合浇筑法支模(本工程选用)
应用叠合梁原理将转换层梁(板)分为2次或3次浇筑成型,支撑系统只需考虑承受第一次的混凝土自重和施工荷载。在水平施工缝(叠合面)下,通过力学计算增设附加钢筋(大梁支座负弯矩钢筋),利用第一次浇筑混凝土形成的梁,支撑第2次浇筑混凝土的自重及施工荷载,利用第2次浇筑混凝土与第1次浇筑混凝土形成的叠合梁,支撑第3次浇筑混凝土的自重及施工荷载。由此,梁下定撑负荷大大减小,且减小了大量模板支撑材料,同时因混凝土分几次浇筑,缓解了大体积混凝土水化热值高、温度应力过大对裂缝控制的不利影响。
其叠合面处理可采用钢筋混凝土剪力墩、预埋竖直插钢筋或抗剪斜筋,保证上下两个浇筑层的混凝土共同工作。为避免叠合面混凝土出现水平裂缝,在上下浇筑层之间各设置一层钢筋网,两层钢筋网间距100mm。叠合浇筑法支模施工费用较低,混凝土水化热较小,工程质量有保证,在工期许可的情况下,应大力推广此法。
转换层支模风险较大,因此,其模板系统设计应通过力学计算、复核、审批,再上报当地建筑工程质量安全监督部门。施工期间应加强观测、动态管理,严防爆模事故,杜绝倒塌事故。
鉴于转换梁大梁钢筋密布、骨架笨重、致使钢筋绑扎、骨架支撑、混凝土浇筑困难,目前已有许多新建议,如:大梁上部采用开口钢筋箍,待梁筋绑扎完毕,在焊接成闭口箍;由于钢筋骨架笨重,若想一次支模到楼板底,往往需要在梁内设置型钢支撑梁;但是型钢支撑架在混凝土浇筑后埋在梁内,不能周转,增加了工程费用。如果梁模先不安装到楼板底(分层支模),就可用扣件式钢管脚手架支撑钢筋骨架,转换梁分层浇筑可减少钢筋骨架支撑的费用。梁底钢筋骨架的保护层需用高强细石混凝土加钢丝网制作的加丝垫块,才不致被骨架压碎,但不能用粗钢筋作垫,时间长了粗钢筋会生锈,膨胀保护层。竹木胶合板拼缝严密,转换层施工工期较长,雨水及浇筑混凝土前的施工用水容易积聚于梁底,因此,梁底模板应设置一些漏水口,以便梁底积水和清理垃圾。 2.钢筋安装的质量控制
在钢筋安装的过程中,需要考虑很多问题,包括钢筋的捆绑、钢筋搭接位置的选择、钢筋悬挑结构的选型等。在钢筋捆绑时,对钢筋数量、间隔、位置等进行控制和严格的检查。在钢筋捆绑结束后,要注意一点,就是要检查直螺纹接头及悬臂结构撑脚的可靠性。在施工过程中,应该通过控制插筋的位置来防止钢筋位移或规格与施工要求有出入。同时,为了防止踩踏后下降,搭设钢筋支架和跳板是很有必要的。在转换层结构施工过程中,对于钢筋的数量和规格,切忌随意更换变动的,若非换不可,务必得到技术部门和设计部门的纸质文件之后才能进行更换。
3.混凝土工程的质量控制
在选用水泥时,应该选用水化热较低的水泥,例如矿渣硅酸盐水泥。在使用效果不变的情况下,如果想减少水泥用量,主要有两种方式:一是在水泥中加入沸石粉,二是在水泥中加入减水剂。这两种方式均可以降低水化热峰值,减少水泥用量。在选粗骨料时,应该使用连续级配,其最大粒径应该小于或者等于钢筋最小净距的四分之三。在选用混凝土时,必须将粗骨料中的各种及时清理掉,并确保其含泥量小于或者等于百分之一,这是控制混凝土的泵性的重要基础。在选细骨料时,粗砂和中砂是首选,其含泥量应该小于或者等于百分之三。在浇筑混凝土前应结合工程的具体情况,如供应方式、混凝土浇筑量和搅拌机械的数目,计算设计出合理的浇筑速度。从混凝土浇筑的时间上看,最好选择白天施工,并保证混凝土量源源不断的供应。混凝土浇筑应分层进行,每层高度控制在300~500mm为宜,每层间隔15~20h。
四、结束语
总之,转换层混凝土施工前后都需要对模板支撑体系进行详细的检查,保证支撑体系稳定可靠,而且变形均在允许的范围之内。在工程施工过程中通过采用大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维混凝土技术,有效地控制了大体积混凝土的裂缝,较冷却循环水管降温方案,造价明显降低。
钢筋排列并筋要解决转换层施工困难的根本问题,从设计上大梁改用并筋方案、设置翼缘板方案或并筋加翼缘板方案。
还可建议设计大梁采用型钢混凝土梁。
设计上如实现以上两点在施工中便可增大混凝土中石子的粒径且对于解决混凝土浇筑水化热及克服混凝土裂缝均有帮助。
转换梁采用叠合浇筑法支模,模板费用低,且容易保证混凝土的浇筑质量。
参考文献:
[1]夏芳.试论钢筋施工工艺及要求[J].科技创新与应用,2012(1):185.
[2]肖艳立,于晓丽.钢筋施工的质量控制[J].山西建筑,2011(8):218.
[3]陈军.高层建筑转换层的施工技术的探讨[J].中国住宅设施.2011:145-147