高层建筑梁式转换层叠合法施工技术
关键词：高层建筑，转换层，荷载传递，叠合梁，支撑体系，施工技术
1工程概况
耒阳市阳光新城商住楼是由二层地下室、三层裙楼和二栋28层高的塔楼组成的大型商住楼，总建筑面积75780㎡，建筑高度97.55m。该工程为框支剪力墙结构，第3层兼结构转换层，采用梁式转换形式，层高6.6m，面积4600㎡，。框支梁截面尺寸主要为1200×2000～3000；1300×2800、1400×2700等，主梁最大跨度为10.8m，框支柱最大截面尺寸为1400mm×1900mm。楼板厚度180mm，混凝土强度等级为C45。梁筋为HRB400级钢筋，受力主筋最大为Φ28。
2施工重点及难点分析
2.1模板支撑系统
本转换层梁截面尺寸巨大，梁体自重及施工荷载非常大，且属高架支模，施工的安全度和稳定性要求高。因此，确定转换层梁板的支撑系统方案，确保支撑系统具有足够的承载力和整体稳定性，是施工首先要解决的问题。
2.2钢筋的连接与绑扎
转换层梁的配筋量大、主筋长、布置密，梁柱节点区钢筋纵横交错。因此，关键是正确地翻样和下料，保证钢筋绑扎到位。
2.3混凝土浇筑及裂缝控制
梁柱节点核心区钢筋密集，混凝土自由下落困难，截面尺寸巨大，大体积混凝土容易产生温差及收缩裂缝。因此，关键是保证混凝土的密实度和防止裂缝的产生。
3施工方案的选择及工艺流程
3.1施工方案的选择
结合本工程的特点和现场实际情况分析，经多种方案的必选，决定综合采用叠合梁和荷载传递法支模的施工方案。即以钢管排架进行荷载传递支模，将转换层大梁混凝土分两次浇筑叠合成型，利用第一次浇筑混凝土形成的梁分担第二次浇筑混凝土的自重及施工荷载。梁模板支撑体系仅需承受转换层大梁第一次浇筑砼的恒载和施工活载，新增的恒载和活载大部分由第一次浇筑完成的钢筋砼（梁）承担。从而减小了其下部支撑的负荷，减少大量模板及支撑材料的投入缩短施工工期。且叠合梁法对大梁受拉区施加了预压应力，减少大体积水化热的不利影响，可以抑制裂缝的产生，有利于保证质量。
3.2总体施工工艺流程
三层楼面施工完毕后，测量放线→剪力墙、柱钢筋绑扎→剪力墙、柱模板安装→剪力墙、框支柱砼浇筑→转换层大梁满堂红支撑体系搭设→大梁底模安装→大梁钢筋绑扎→大梁侧模及其他梁板模→其他梁钢筋绑扎→浇筑大梁砼（第一次）→次梁、板钢筋绑扎→大梁第二次砼、次梁、楼板砼整体浇筑→砼养护。
4．模板及支撑系统
4.1叠合梁（大梁第一次砼浇筑）高度的选取
选取的原则是：①尽量减少叠合梁荷载传递给下部结构的层数，减少模板及支撑投入；②能够承受大梁第二次砼的自重及其施工荷载；③保证大梁受压区砼的完整性。本工程转换层梁高在2000～3000㎜之间，
第一次砼浇筑高度取梁高的1/3～1/2，约900～1000㎜。
4.2荷载的传递
按施工方案，对第一～三层梁、板进行抗弯、抗裂验算（对框架梁支座、跨中分别按矩形和T型截面验算），计算结果为需要第二层、第三层楼面梁板共同受力才能承受转换层大梁第一次砼浇筑的施工荷载。在转换层施工时，保留第二层（即第3层楼面)的模板支撑架不拆除，以传递叠合梁自重及施工荷载。同时，在叠合梁混凝土浇筑前，对第二层的模板支撑进行加固，在所有转换梁的梁宽及梁长范围内加固时，尽量与转换层支撑立杆对应布置。且为了保证后支设的立杆能够顶紧，在所有后加固立杆的底部设置可调顶托。为保险起见，同时在首层对第2层楼面框架梁底用￠100原木@1500顶紧加固。
4.3模板支撑体系的布置
采用扣件式钢管脚手架(￠48×3.5mm钢管)模板支撑体系，经过对转换梁及楼板的支撑系统的承载力、稳定性及刚度的计算，确定如下钢管架支撑体系,见图1。
①梁底模立杆按间距为400×800mm进行搭设，即沿梁宽方向@400mm，沿梁长方向@8O0mm，大、小横杆步距为≤1500mm，梁底模水平钢管与每一根立杆相连处均采用双扣件连接。转换梁立杆的竖向连接，只能采用对接连接，严禁采用搭接连接。
②大梁纵向剪刀撑设置在梁两侧的立杆垂直平面上，沿梁长连续设置；
③大梁横向剪刀撑沿梁断面方向设置，间距为三个立杆纵距；
④现浇板底立杆间距双向@1O00mm，横杆步距为≤1500mm，距地150～200设纵横双向水平扫地杆；杆顶纵横双向水平杆拉固；水平横杆步高为1200～1500，不超过1500。
⑤立杆底部垫150×150×50木垫板.其中,转换层大梁每排支撑立杆底部设置150(宽)×50(厚)通长木垫板,以均匀传梯荷载。
⑥为加强整个支模架体系的整体稳定性，纵横向均应设垂直方向剪刀撑，剪刀撑间距≤4.0米，由底至顶连续设置；高于4M的支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
4.4拆模
拆模时，混凝土强度必须达到100％的设计强度(C45)后方可拆除支撑模板，侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。拆除模板应按“后支先拆，先支后拆”；先拆非承重部分，后拆承重部分的原则进行。
5．钢筋工程
在梁、柱节点和主次梁相交处，钢筋纵横交错，其就位和绑扎难度很大，因此，在钢筋下料前要充分熟悉设计图纸，弄清楚钢筋的规格、型号及位置关系，考虑好钢筋的相互关系以及绑扎时的排筋次序，以确保钢筋工程施工的质量。
5.1钢筋的加工与连接
(1)大梁纵向钢筋的直径主要为28mm，跨度大，下弯长度长，为减少接头数量，本工程大梁受力纵筋全部采用定制12m长钢筋加工。
(2)大梁纵向钢筋采用驳肋滚压直螺纹机械连接接头，其优点是：对操作工人技术水平依赖程度小，连接质量可靠。
(3)钢筋连接端的直螺纹加工：在专用钢筋套丝机床上进行，有原材合格证；
(4)现场连接安装：先回收套筒的密封盖和丝头保护帽，将套筒拧入钢筋的一端，然后将待接钢筋用扳手拧入套筒的另一端，便完成钢筋的连接。两端有弯头的钢筋，采用正反丝扣型接头用扳手拧住套筒旋紧以解决钢筋旋转的困难。
(5)在加工大梁钢筋时，应考虑在柱内上弯和下弯段的拐点位置留出混凝土的振捣空间。
5.2钢筋的绑扎
（1）施工顺序：在楼面上弹出转换层结构控制线→绑扎框支柱、剪力墙钢筋→（支框支柱模，框支柱第一次砼浇至框支梁底面筋下弯末端处）→搭设钢管排架铺放操作平台，支框支梁底模→用钢管搭设支撑架@1.2m以搁置框支梁底筋→临时绑扎固定梁下排钢筋（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￠25短钢筋做垫铁）→搭设支撑架至梁面筋标高位置→摆放各排面筋，各排面筋之间垫￠28短筋控制各排间距→套框支梁箍筋→穿腰筋、附加吊筋等→绑扎框支梁钢筋→焊接梁内支撑钢筋→拆除临时固定钢筋的钢管支撑→整理并验收钢筋→安装上部剪立墙插筋、绑扎平板筋并验收。
（2）钢筋的验收：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进行下道工序的施工。
5.3转换层上预插筋的定位控制
转换层上部为标准层住宅，预留插筋位置准确是保证墙体正确定位的关键。具体措施是：由放线人员在已绑扎好的梁面主筋上放出各构件的轴线和边线，检查无误后，插筋点焊固定在梁面钢箍上，预留插筋上部必须绑扎三道水平箍筋或水平分布筋，以增强其整体性。
6．混凝土工程
本转换层柱、梁、板混凝土强度等级为C45，转换层结构混凝土分三次浇筑，第一次是浇筑框支柱、筒体剪力墙混凝土至框支梁底（部分框支柱混凝土浇筑至框支梁梁面筋下弯段末端处），第二次是浇筑从大梁底以上900㎜一1000㎜高的梁、柱、墙混凝土。第三次是待第二次浇筑混凝土强度达75％以上(以试块抗压强度为准)，再浇筑第三次混凝土，即剩余的柱、墙、梁、板混凝土。
6.1混凝土的泵送与浇筑
本转换层施工采用泵送混凝土，P.O42.5普通水泥，碎石粒径5～31.5㎜，混凝土中掺加一定比例的粉煤灰与高效缓凝减水剂，控制混凝土的初凝时间为3h～4h，混凝土坍落度控制在160～180㎜之间。现场设1台混凝土输送泵机并辅以1台BLG-15型布料机施工，保证连续施工，不出现冷缝。
(1)混凝土浇筑前，应处理好施工缝并清理干净模板内的杂物，洒水湿润。
(2)混凝土分区、分层进行浇筑，每层混浇筑厚度控制在500㎜以下，框支梁循环浇筑，以保证上下层混凝土间隔时间不超过初凝时间。混凝土振捣要快插慢抽，确保混凝土密实。
(3)混凝土表面标高的控制。混凝土浇筑前，在预留插筋上弹出500㎜标高控制线，混凝土收面时要拉通线收面，以控制其表面平整度。
(4)楼板表面二次收水后用木抹子顺纹搓平数遍，以闭合收水裂缝。
6.2混凝土施工缝的处理
为了保证转换层大梁水平施工缝界面的抗剪切力，在施工缝处加设附加钢筋（￠25@500，L=600）沿梁宽方向均匀放置2～3根(根据梁宽)；在第二次浇混凝土前对其基面的软弱混凝土层及松动石子等进行清除，浇水湿润，并铺设一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆，确保新旧混凝土有效结合。
6.3混凝土的裂缝控制措施
(1)为防止温度裂缝，在混凝土中加高效缓凝减水剂和粉煤灰，减少水泥用量、降低水化热；
(2)采用叠合梁法浇筑大梁混凝土，大梁受拉区产生了预压应力；
(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㎜。
(4)为防止混凝土沉降而产生的塑性裂缝，在浇筑混凝土时，严格按混凝土振捣规程规定施工，不漏振、不过振，确保混凝土密实。楼板混凝土表面实行二次收水后用木抹子搓压，以闭合收水裂缝。
(5)加强养护措施。对已浇筑完毕的混凝土，要及时进行湿润养护，楼面混凝土浇筑完毕终凝后，用塑料薄膜覆盖，充分淋水养护，养护时问不少于14天。
(6)混凝土强度须达到设计强度的100％时，方可拆除支撑和底模，避免因提前拆模造成混凝土内部产生隐性裂缝。
7．结束语
实践证明，阳光新城商住楼转换层综合采用钢管排架进行荷载传递法支模，利用叠合梁原理将转换层结构混凝土分两次浇筑叠合成型的方案施工是成功的，不仅有效地减小转换层施工对下部结构的不利影响，缩短了施工工期，还能够减少支撑材料的用量，降低施工成本，取得了较好的经济效益。