梁式钢筋混凝土转换层施工技术(建筑工程).doc

梁式钢筋混凝土转换层施工技术摘要：本文主要介绍高层建筑结构梁式钢筋混凝土转换层施工的模板支撑与荷载传递、钢筋的连接与绑扎、转换层大体积混凝土的施工工艺、裂缝控制措施等施工技术措施。关键词：转换层 荷载传递 模板支撑体系1.前言近几年来，国内外高层建筑发展迅速，现代高层建筑越来越高，越来越大，其建筑向着体型复杂，功能多样的综合性方向发展，往往一座高层建筑集商场、会议中心、住宅、娱乐、办公用房为一体。从建筑功能上看，上部需要小开间的轴线布置和需要较多的墙体；中部则需要小的或中等大小的室内空间，可以在柱网中布置一定数量的墙体；下部需要尽可能大的自由灵活的室内空间，要求柱网大、墙体尽量少。从结构受力上看，由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部楼层受力较小，正常的结构布置应是下部刚度大，墙体多，柱网密，到上部渐渐减少墙、柱数量，以扩大柱网。因此，为满足建筑功能的要求，实现这种布置，就必须在结构形式转换的楼层设置水平转换构件，即转换层结构。转换层的主要结构形式一般为：梁式、桁架式、厚板式、斜柱式、空腹桁架、箱形梁、转换拱式等。梁式转换层以其设计简单，受力明确，应用较为广泛。本文就转换层的施工简要介绍梁式转换层的施工方法。2.转换层施工重点及难点2.1模板支撑系统因转换层梁截面尺寸较大，转换层的混凝土与钢筋自重以及施工荷载非常大，因此如何选用转换层梁板模板的支撑系统，确定模板支撑的配置形式，考虑支撑布置对转换层结构下部板楼板或梁的承载力的影响是转换层施工的重点之一，必须保证支撑系统的承载力和整体稳定性。2.2钢筋的连接与绑扎转换梁的配筋量大，主筋长，布置密，梁柱节点区钢筋更是纵横交错，根据图集03G101规定，柱和框支梁主筋锚固要求比较多，因此应合理选择钢筋的连接方式，钢筋的绑扎顺序，以保证框支梁施工质量是钢筋施工的关键。其次，转换层施工时，上部短肢剪力墙的所有竖向受力钢筋须预埋，钢筋定位准确与否也是质量控制的要点。2.3混凝土浇筑及裂缝控制转换梁的截面较大，梁柱核心区钢筋纵横交错，钢筋间距小，混凝土自由下落困难，且易产生温度及收缩裂缝，因此混凝土的配合比设计、材料选择、混凝土浇筑、大体积混凝土裂缝控制是保证转换层混凝土施工质量的关键。3.模板支撑体系的选择、设计与布置3.1模板支撑体系的选择转换层结构的自重及施工荷载都较大，必须根据工程的实际情况选择合理的模板支撑方案，以保证支撑系统有足够的强度和稳定性，目前常用以下几种模板支撑体系（见表1）。3.1.1一次性支模转换层底模板的支撑需要从转换层一直支撑到底层地面和地下室底板。3.1.2荷载传递法支模将转换层的自重和施工荷载通过支撑系统由若干层梁、楼板、柱共同承担，支撑楼板的数量应通过计算来确定。3.1.3叠合浇筑法支模利用叠合梁原理将转换梁或分2次或3次浇筑叠合成型。这种方案利用第一次浇筑混凝土形成的梁或板支撑第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载，利用第二次浇筑混凝土与第一次浇筑混凝土成的叠合梁支撑第三次浇筑混凝土的自重和施工荷载。3.1.4埋设型钢法在转换梁中埋设型钢或钢桁架，并与模板连为一体，以承受全部大梁自重及施工荷载，大梁一次浇筑成型。表1 以上四种模板支撑方案优缺点汇总表支模方式效益分析一次性支模法叠合梁原理法埋设型钢法荷载传递法安全要求每层支撑对应，工人的技术水平直接影响结构安全，安全很难保证要求每层叠合梁之间处理多依赖工人操作水平，安全不易保证操作简便，模板安装方便，安全容易得到保证操作比较复杂，工人的技术水平对结构安全影响一般，安全比较容易保证质量质量一般能得到控制质量不易得到控制质量能得到很好控制质量一般能得到控制工期模板支拆量较大，工期一般存在较长的技术间歇，工期会有所延误一次性支模，不需支撑，一次施工，工期短模板支拆量和需求不大，工期较短工程造价综合工程造价很高综合工程造价较低综合工程造价一般综合工程造价低施工技术水平技术要求简单，施工难度一般技术要求高，要求设计单位配合验算，施工难度很高技术要求高，要求设计单位配合验算，施工难度一般技术要求高，要求设计单位配合验算，施工较为简易适用范围主要用于低位转换层和现场支撑材料较多的情况主要用于高位转换层和现场支撑材料严重不足的情况适合于型钢混凝土转换层结构中，也适用于通过添加型钢桁架的工程主要用于低位转换层和现场支撑材料不多的情况结合本工程的转换层处于低位，工期短及施工现场的实际情况，考虑到转换梁的结构整体性，经研究决定采用在转换层下各层柱、剪力墙、梁、板和转换层柱、剪力墙中掺入早强减水剂，快速提高以上各部位混凝土强度，提高施工阶段的承载力。支撑系统采用钢管排架和“倒三角形空间桁架”综合使用进行荷载传递法支模，转换层结构混凝土采用一次浇筑施工方案。3.2模板支撑体系的布置及相关技术措施3.2.1模板支撑体系的布置为了保证施工阶段的安全，转换层垂直荷载要有效、安全地传递，长春市某工程施工中，在地下室和地上一层柱、剪力墙、梁、顶板施工中，在混凝土中掺入早强剂，提高其早期强度，在转换层楼板绑扎完毕后，在地下室和地上一层柱、剪力墙、梁、顶板其强度分别达到90、80以上，同时地下室顶板厚为200，配筋为12120上下双层钢筋网，因此在地下室梁、顶板下模板和支撑拆除，一层梁、板、柱、墙模板和支撑不拆除的情况下，经验算，地下室顶板完全能够承受转换层楼板和一层楼板的自重荷载和施工竖向荷载；对于转换层梁的自重荷载、施工荷载的竖直方向向下传递，采用“荷载传递法”，并且充分考虑利用转换层结构竖向受力构件柱的传力作用。转换层的自重和施工荷载由两部分进行承担，有足够的安全性。所有支撑材料采用483.5的Q235钢管。为确即由柱根伸出的多排斜撑杆构成的三至五排平面桁架构成的“倒三角形空间桁架”支撑承担大部分施工荷载，其余部分通过的转换层梁下搭设的“排架”支撑体系承担。转换层框支梁的自重和施工荷载通过上述支撑体系传递给地下室和一层柱、剪力墙和地下室顶板、梁、地上一层未拆除模板和支撑的梁。经验算，其承载力完全能够满足要求，具保支撑架在施工过程中的使用安全可靠，验算支撑受力性能时，钢管降低规格使用，即按规格的钢管进行验算复核，即截面面积取为As=424.12，=15.945,支撑结构（见图1、图2：单位）布置。3.2.2施工荷载确定支撑体系荷载包括混凝土自重荷载和施工活荷载以及混凝土振捣产生的竖向荷载，根据规范规定，恒载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1.4。荷载标准值如下：钢筋自重：3.15KN/混凝土自重：52.5 KN/施工人员及设备荷载计算模板及次楞时：2.5 KN/计算主楞时：1.5KN/计算支架立柱和支撑桁架时：1.0KN/模板支架自重：0.5KN/钢管支架和桁架，最上端间距为0.5 m0.5m，横杆步距共四道，每平方米支架和桁架自重：1.0KN/。3.2.3模板次楞木方和主楞钢管的确定及验算次楞为50100木方立放，间距为250m，主楞为2483.5钢管，间距为500，均按三跨等跨连接梁分别进行强度和挠度验算：3.2.3.1强度验算=K弯矩最不利组合系数，分别取0.117和0.213W次楞或主楞截面抵抗矩q为作用在次楞或主楞上的的线性均布荷载设计值l次楞或主楞计算跨距f次楞或主楞强度设计值3.2.3.2 挠度验算=0=或0=其中K挠度系数由计算手册查得分别为0.99和1.615q为作用在次楞或主楞的线性均布荷载标准值I为次楞或主楞的截面惯性距E为次楞或主楞的弹性模量3.2.4支架立管和桁架支撑钢管验算N0=AfN其中N为作用在钢管和桁架上的荷载标准值A为钢管的截面积f为钢管设计值为钢管立管和桁架斜撑钢管的轴心受压稳定系数3.3支座构造在斜支座处，由于斜支撑需承受较大的轴向力，将对柱根产生比较大的冲切力，故此部位需验算加强处理，柱根部采用预埋角钢处理（见图3）。.钢筋工程转换层大梁钢筋配筋数量大且直径普遍较粗，特别是梁柱结点和主次梁相交处，钢筋更是纵横交错，其就位和绑扎难度更大。因此，在下料是考虑好钢筋的相互关系以及绑扎时的排筋次序，有利于钢筋的顺利就位和绑扎，可以确保钢筋工程施工的质量。4.1钢筋的直螺纹加工与连接因转换大梁钢筋的直径均在25及其以上，其连接均采用直螺纹机械连接，可以充分保证其连接的可靠性。.2钢筋的绑扎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。大梁钢筋在梁底模板铺设完成后安装，先在梁底上方搭设间距为1.5m的临时钢管支架（见图4），再套箍筋绑扎主筋及构造筋，具体顺序为：搭钢管支架铺保护层垫块套箍筋分层铺设下部纵筋分层挂吊上部纵筋穿腰筋、附加吊筋等拆除钢管支架整理验收。主次梁交叉处的钢筋纵横交错，极易上下错位。因此，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，这样有利于钢筋的顺利绑扎。为保证梁底2排或3排钢筋的位置准确，在每层钢筋之间每隔2m用与梁宽相同的32短钢筋做垫铁。由于钢筋密集，为方便验收和减少返工，采取分层分段进行验收，并加强施工过程中的监控，梁钢筋必须经检查合格后方可铺板筋。.3转换层上预留插筋的定位控制转换层楼面放线时，分别放出剪力墙和暗柱的定位线和控制线、转换层大梁的投影线和控制线。由放线组人员分别通过各构件的控制线来确定各自的预留插筋位置，并在其两端用红油漆标识，弹出墨线、插筋。各预留插筋绑扎完毕后，通过定位线和控制线进行复核。检查无误后，插筋用点焊固定在原钢筋上，预留插筋上部必须绑扎三道水平箍筋，并用临时斜撑固定，以增强其整体性。预留完毕后，拉通线检查，根据设计图纸检查各开间、门、窗洞口的相对位置，确保正确无误，复核无误后方可浇筑混凝土。.混凝土工程5.1混凝土的泵送与浇筑本转换层梁板混凝土强度等级为 C45采用商品混凝土泵送运输浇筑，混凝土中掺加一定比例的粉煤灰与N型高效泵送剂，并掺水泥用量10%的UEA-H膨胀剂，混凝土坍落度控制在160-180之间。现场设1台HBT-60混凝土输送泵机，因试配时已考虑了避免混凝土离析的措施，故布料采用泵管直接下料。为了确保模板支撑架均衡受载、保证支撑系统的整体稳定性，混凝土的浇筑宜采用从中部开始，逐渐向两边扩展的方式进行浇筑（见图5）。5.1.1混凝土浇筑前，应清理干净模板内的杂物，并洒水湿润。5.1.2转换层混凝土浇筑根据设计要求一次浇筑完毕，不留施工缝。为防止浇筑过程中产生冷缝或施工缝，要严格按照事先确定的浇筑路线进行浇筑。5.1.3混凝土应分层进行浇筑，每层浇筑厚度控制在500左右，每层间隔时间1.5h2h以前一层混凝土初凝前浇注后一层为原则（见图6），尽量延迟推进时间，以利于降低混凝土内部温度。5.1.4节点部位的保证措施。转换层中梁、柱、墙节点部位钢筋过于密集，为确保此部位的混凝土浇筑密实，采取以下措施：5.1.4.1采用同标号的细石混凝土浇筑上述部位。5.1.4.2对局部钢筋过于密集处要作适当调整，确保插入式振捣器有足够的工作界面。5.1.4.3浇筑过程中安排专人检查墙、柱等竖向结构的侧模，如发现墙、柱混凝土浇筑到位后模板经敲击发出空响声，则应立即通知混凝土浇筑人员，对此部位加强振捣，并补浇混凝土，确保混凝土浇筑密实。5.1.4.4墙、柱混凝土浇筑完18小时后，对钢筋过于密集的墙、柱节点处的侧模应折开一部分进行混凝土的质量检查，若混凝土存在缺陷，须采用可靠的技术措施进行处理，确保混凝土强度。5.2 混凝土的裂缝控制措施混凝土的裂缝控制应采取从原材料、外加剂、混凝土的配制、浇筑、养护等一系列措施加以解决，本工程采取的主要措施是：5.2.1混凝土内掺水泥用量10%的UEA-H膨胀剂，以补偿混凝土凝结时的收缩。5.2.2为防止温度裂缝，在混凝土中加减水剂和磨细粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热。5.2.3控制混凝土坍落度。施工中要求在满足泵送的基础上尽量用小值，现场实测混凝土坍落度不大于180。5.2.4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11.5h后并在初凝前，用直径为35的振动棒二次振捣，加强混凝土密实度，提高其抗裂性。楼板混凝土表面应抹光压实，以避免水分大量蒸发而引起收缩裂缝。5.2.5加强养护措施。为确保UEA-H膨胀剂充分发挥作用，须用塑料薄膜和草袋对混凝土进行湿养护。对已浇筑完毕的混凝土待初凝以后及时在混凝土表面和外模覆盖一层塑料薄膜，并用湿草袋加以覆盖，保证混凝土处于潮湿状态养护14d。6结束语转换层施工应事前制定详细的施工方案,并精心组织施工,可以达到降低施工难度节约施工成本缩短工期保证工程质量的目的。本工程采用“倒三角形空间桁架”支撑体系和梁下“排架”共同承担上部转换层结构自重荷载和施工荷载的支撑方法，成功的将转换层施工阶段荷载传递给框架柱，由框架柱承担大部分