论高层建筑预应力转换层混凝土的施工技术

论高层建筑预应力转换层混凝土的施工技术

1陈国梁2王晓春

1陈国梁2王晓春

浙江飞帆建筑装饰有限公司

摘要：本文通过实例对厚板预应力混凝土转换层的浇筑措施进行了研究，为现代预应力技术与厚板转换层结构合理应用的施工提供了可靠的保证措施。

关键词：预应力；转换层；混凝土浇筑；高层建筑

前言

随着我国高层新型建筑的不断发展，厚板转换层工程越来越多。目前，带厚板转换层的高层建筑在国内应用还不太多，主要原因是对这种结构的理论和试验研究不够深入。现代预应力技术作为建筑行业的一项新技术，很适合厚板转换层这类跨度和受力大、挠度控制及抗冲切问题突出的特殊结构。

一、转换层结构的施工特点及难点

（1）转换层的自重和施工荷载往往非常大，应选择合理的模板支撑方案，并进行模板支撑体系的设计。设置模板支撑系统后，转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的，应对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力的验算。

（2）对大体积混凝土转换层，混凝土施工时应考虑采取减少混凝土水化热的措施，防止新浇混凝土的温度裂缝。

（3）转换层的跨度和承受的荷载都很大，其配筋较多，而且钢筋骨架的高度较高，施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定和便于钢筋的布置。

（4）利用钢骨架或预应力卸荷。在转换层结构中使用钢骨混凝土和预应力技术可以减轻自重、改善结构的整体抗震性能。设计模板支撑时可以利用己经成型的水平钢骨或预应力平衡部分或全部施工荷载，极大改善支撑受力性能，这种措施适用于转换层与上部结构没有形成整体工作的情况如上部采用的是小柱网框架或开口剪力墙、壁式框架等结构形式。

二、工程概况

某高层住宅地面以上21层(不包括两层电梯机房和水箱间)，高度70.8米，建筑面积16200平方米，两层地下室，层高4m，地下二层为箱基，建筑功能为储藏室，地下一层为停车场，两层裙房，层高5.1m及4.0m，柱网尺寸分别为6*8.4m和7*8.4m，采用框剪结构，混凝土强度等级为C40，建筑功能为商场。二层以上是住宅标准层，层高2.9m，采用剪力墙结构(3～10层混凝土强度等级为C35，10层以上混凝土强度等级为C30)，以保证住户房间无梁无柱，使用方便。由于工程结构形式复杂，不仅转换层上下的结构形式不同，而且下部柱网轴线和上部楼层的轴线完全错开，因此在第三层采用预应力厚板转换层，厚板1.71m，混凝土强度等级为C45。

该工程采用预应力厚板转换层，它的优点是上下层轴网可以灵活布置。而对厚板施加预应力可以改善受力状况，抵抗大体积混凝土浇筑时水化热较大的影响，还可以降低板厚。厚板的厚度一般可取最大柱距的1/3～2/5，该设计中最大柱距为8.4m，由于采用了预应力转换厚板，提高了混凝土的抗冲切能力，所以厚板取值为1.71m，为柱距的1/4.9。该工程在厚板板面和板底配置了直线型预应力筋，以柱上板带为主施加有粘结预应力。

三、转换层混凝土施工技术

（一）混凝土配合比的施工设计

由于转换板厚1.71m，根据要求可分两层浇筑，第一层浇筑600mm，第二层浇筑1110mm。对C45大体积混凝土结构，特别是第二层，水化热较高，因此在原材料的选择和配合比上做了研究，在掺加了粉煤灰和高效减水剂，以降低水化热。每立方混凝土中掺加73kgII级粉煤灰，使水化热能降低5℃左右，另在水泥中掺加UEA多功能外加剂。水泥采用普通硅酸盐水泥，碎石选用5～25mm的小碎石，含泥量小于1%，砂子选用细度模数在2.5以上中粗砂，含泥量小于2%。砂率0.37，实测坍落度160±2mm。

（二）模板及支架的施工

1斜撑施工

斜撑杆按小于或等于450角设置，排距沿柱面竖向为1m，梁底斜撑杆同梁底模板的外钢楞相协调，间距为400mm，其上端伸至模板底并与梁度模外钢楞相扣接，并作双扣件抗滑移保险，斜撑杆的下支点主柱面预留的内设定位短筋的凹槽，最下排斜撑杆的下支点为所在楼层的柱根部。

梁底斜撑支架尽量与梁下排架同时搭设，如跟不上，也必须保证在大梁钢筋骨架就位前搭设完毕，以确保斜撑支架与梁下排架同步受力。斜撑杆要尽量与梁下排架的立杆、横杆相扣接(用转向扣件)，同时与楼层满堂架连体，以增强斜撑支架的整体性和稳定性。

2立杆与扫地杆施工

立杆的上端直接与梁底的内楞、外楞分别相扣接(外楞紧贴在内楞下面)，从而形成双扣件抗滑移保险.立杆的下端支撑在楼面上铺设的通长木板上设置的钢垫块上。梁下排架下设扫地杆，中间设两道大小横杆，梁底排架两侧，横向设置斜撑，纵向设置双肢剪刀撑，同时将梁下排架与楼层满堂架连为一体，以增加排架的空间刚度。

3钢管支撑的施工要点

支撑体系中，一定要注意检查木楔是否顶紧、钉钉子、防滑动，这是避免钢管直接作用于楼板形成集中荷载的关键。

对进场的构配件进行检查验收，扣件及底托等要有出厂合格证，碗扣脚手架要检查碗扣与杆件的焊接质量，杆件的变形情况。达到规定后方可使用。扣件符合《钢管脚手架扣件》的规定要求。

各级共同制定施工方案，并逐级进行技术交底，参照公司的碗扣式脚手架施工工法及己施工的梁式转换架体支设的经验进行施工，执行《组合钢模板技术规范》和《建筑施工扣件式脚手架安全技术规范》。

（三）混凝土浇筑

1.混凝土浇筑必须满足每层整体连续性的要求，浇筑时采用由转换板中心开始向两侧分的对称浇筑路线，一个施工段由现场搅拌配合泵送完成，另一个施工段由商品混凝上完成，考虑到两部分的施工速度，在总量上按1:1比例进行划分，商品混凝土供应与现场搅拌施工速度保持一致，这样才能使脚手架对称受力，不致产生偏压现象而发生侧向位移趋势。

2.采用斜面分层，薄层浇筑，自然流淌，连续浇筑到顶的方法。分层厚度500mm，自然流淌坡度控制在1:3～1:5，经测算，建筑断面最大，浇筑厚度500mm时，约需混凝土80m3，按混凝土初凝时间12h计，满足要求。

3.采用插入式振捣器振捣，钢筋密集区即墙、柱、梁相交处采用插入式振捣器。振捣时做到快插、慢拔。每点振捣时间约需20～30s，振捣间距不大于500mm振捣棒插入下一层50mm深，对梁、柱、墙相交部位振捣时注意振捣密实。振捣以表面水平不再显著下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

4.渗水处理。泵送混凝土流动性大，渗水多，影响混凝土密实性和结构的整体性，在板四周侧模的底部、上口开设排水孔，使多余的水从孔中自然排出。

（四）混凝土分层浇筑界面及表面处理

混凝土浇筑结束后静停lh，待混凝土面渗水渗出后，在模板面上钻孔排水渗水，用30～60mm碎石作为石笋铺放在混凝土表面的水泥浆中；大小粒径碎石，应一半埋入水泥浆中，一半露在外面，作石笋的碎石要经过筛选水洗。600mm厚混凝土浇筑前按设计要求绑扎好Φ16@500的锚筋。另有纵横每隔700mm布置钢筋支架。支架及锚拉筋将上、下层混凝土拉结在一起，增强了抗剪能力。

大体积混凝土泵送，表面水泥浆较厚，浇筑后做了处理。在初凝前1～2h先用长刮尺按标高刮平。在终凝以前再用铁滚筒碾压数遍，以闭合收缩裂缝。

总结及成效

本工程采用分层浇筑时，分层界面采用抗剪筋和另加碎石方法增加混凝土的抗剪能力，满足要求，经观察没有任何问题。大体积混凝土结构水泥含量高，浇筑后水泥水化热大，因此在原材料的选择和配合比上采用双掺技术。浇筑采用斜面薄层推进，一次到顶，平面上分两工作面从中间向四周对称推进浇筑也是较合理的，可供同类工程参考。