建筑的转换层施工分析及其工程应用

朱文军 徐建平

摘要: 转换层一般使用在超高层建筑中,作为结构转换的一个设计手段,在满足于地下大开间框架体系的同时,承接上部短肢剪力墙结构的一个方式,逐渐成为现代结构设计及建筑领域的一个热门话题,但由于转换层结构复杂,常常给施工带来很大难题。本文结合实例，对高层转换层施工难点进行分析，针对模板支撑、钢筋施工、混凝土施工等方面施工技术进行探讨。

关键词：建筑施工；转换层；模板支撑；工程应用

中图分类号： TU7 文献标识码： A 文章编号：

1.前言

建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过该楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求，在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间，往往需要采用一定的结构形式进行转换处理,即加设转换层。按结构功能，转换层可分三类：1）上下层结构类型转换，用于剪力墙和框架-剪力墙结构；2）上下层柱网、轴线改变，转换层上下的结构形式没改变，通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网；3）同时转换结构形式和结构轴线布置，上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为框架的同时，柱网轴线与上部楼层的轴线错开，形成上下结构不对齐的布置。

2.工程概况

工程为高层建筑，总体情况如下：地下室为两层车库，其中塔楼范围内含夹层，地上31层，构架顶标高104.4米。当前总建筑面积7万平方米左右，单层单栋面积为1000平方米左右。地下室负二层地面标高-12.1m，负一层楼面标高-7.00m，嵌固层层高3.5m，一层层高5.4m，二层及三层层高为4.8m，四层为转换层，层高5.9m，转换层以下为框架结构，经转换后为框剪结构。本工程转换层采用梁式转换层，转换层承担转换5~31层所有荷载，传递至柱，再传递至筏板基础，为本工程关键结构。限于篇幅，本文将重点讨论转换层施工中的转换层模板工程。

3.转换层相关结构设计的模板工程

3.1方案的选择

工程转换层属常规梁式转换层，为了使其施工方法得到优化，从不同的角度出发，可采取以下三种不同的施工方案：

方案一：根据常规的计算方法进行设计施工，荷载全部由每层支模架体系受力，逐层向下传递至基础层。按此方法计算设计的支撑架体系材料占用数量大，占用时间长，成本高，支撑层数过多，材料周转不利，且不利于下部结构的清理工作。

方案二：在首层支撑系统中采用增加槽钢卸载，在梁底部增加横向型钢作为底撑，然后设置竖向的斜撑，支点设置在框架柱根部，将作业层荷载直接传递给框架柱来减少竖向荷载，而下层仍然得增加支撑系统；虽然减少了部分材料用量，但型钢的价格高，用量不少，实际总体造价仍较高。

方案三；转换层支撑架采用普通钢管扣件脚手架，不拆除下部两层的支模架，视下部梁板为弹性体共同参与受力。当转换层混凝土浇筑时，其下部四层梁板混凝土应该已达到80%以上设计强度，而三层、二层梁板混凝土已达到100%设计强度。因此，支模架系统设计时，可考虑拆除地下室及一层的支模架，让四层梁板承担60%的荷载，二层、三层梁板承担100%的荷载，则二层、三层结构支模架可不必拆除，相应增加支撑来满足上部荷载要求，让下部结构梁板参与荷载承受。

综合考虑安全、质量、经济的要求，我们通过方案对比选择方案三，让楼板充分发挥自己的作用，而且使脚手架得到充分周转利用，使支撑体系更加安全可靠，经济合理。

3.2施工方法

(1)模板施工顺序为：测量放线→支架→柱墙模板→梁模板→顶板模板→粱柱头模板→整体加固。其中各段施工工艺流程：柱模：放线→设置定位钢筋→木模板→拼装第一块→拼装第二块→背枋条→连接螺栓→背钢管→调垂直及加固；梁、板模：轴线→水平线复核→搭设支架→支梁底模→支梁侧模→支顶板模→验收。

(2)支模架搭设

本工程采取先排布梁底立杆，立杆距离梁侧200mm，设置扫地杆一道，画间距线，使梁侧立杆站脚，排布完各跨的梁侧立杆后由测量人员引测标高线，标高点间距不得大于6米，各点之间使用建筑线找平，之后架设第一道水平横杆，第一道水平杆可统一采用全东西方向或南北方向搭设。

(3)立墙柱模板

立第一块模板，相邻两个的面的第一块模板接缝应错开设置，保证柱子模板的整体性。第一块模板与地面接触的外侧地面上应订制一块模板条子，防止地面不平导致漏浆，当缝隙过大，模板条子无法全部封堵时应采用砂浆在柱模加固后填补密实。安装到上层梁底后，在模板外侧设置钢管内楞，用铁钉加铁丝固定；穿设穿墙螺栓，套好PVC套管，用线锤检查柱模板的垂直度，经垂直校正后，立即用钢管抱箍固定，拧紧高强螺帽，柱子下部1/3高位置设置双螺帽，所有加固用山型卡必须双倍设置。

(4)铺梁底板和平板

根据拉出的梁边线设置梁底板，梁底板配置时方木接头应错开设置。梁底模板应压在柱子立板上，用铁钉固定。再次校核轴线位置，确保梁底模位置正确。考虑梁大，钢筋绑扎困难，梁侧模板应在梁钢筋绑扎完毕后封闭，根据梁高配置梁侧面模板，侧模下口先于底模连接，用铁钉固定。先设置板底木楞，木楞间距应符合计算间距，板底木楞搭接接头应错开设置，板底木楞端头距离梁侧面150mm左右。之后计算平板尺寸，合理选择平板模板组拼方式，从板块的一侧向另一侧铺设整张的模板，最后填补空缺位置，模板接缝位置下面应有木楞，且应分中设置，接缝模板用铁钉与下部木楞钉牢，接缝应严密。

(5)梁柱接头模板

根据以往经验，梁柱接头为模板安装的关键环节，由于梁的贯穿，增加柱上口模板加固困难，通常情况下柱上口不方正，梁口模板与柱模接缝不严密漏浆或梁口部位柱子模板暴模等问题。因此，梁柱接头部位必须加强管理，柱子竖向内楞钢管必须伸至楼板下150mm位置，梁侧至柱子边范围沿高度方向照常设置穿墙螺栓，用短钢管作外楞夹紧。最顶上一道抱箍设置距离梁底不得超过200mm。

3.3转换层荷载对下部结构的要求

在转换层施工时要求下层结构施工完毕，且支撑未被拆卸，计算时四层梁板按80%强度、三层梁板按100%强度验算，故而转换层砼浇筑时必须确保三层、四层梁板强度已达到方案要求。转换层结构施工时其荷载通过支撑架传递给四层梁板，由四层梁板承受部分荷载后，通过四层梁板支撑架传递给三层梁板，再由三层梁板承受部分荷载后，通过三层梁板支撑架转递给二层梁板，最后由二层梁板承担剩余的荷载。因此，在转换层浇筑完毕且未达到拆模强度强之前，二层、三层的支模架不得拆除，为达到支撑做好效果，二层、三层支模时一并考虑转换层的荷载传递，将加撑和真个支模架一次性搭设，避免后加撑杆不紧固问题。

结语转换层施工还包括转换层钢筋工程和转换层混凝土工程，由于内容较多在此不做详细介绍。高层建筑转换层施工技术涉及方面，牵涉到力学、材料学、结构设计及工程管理学等多项学科。随着建筑物的使用功能不断提高，特别是在高层建筑中，结构形式日益大型化、复杂化。为了满足建筑多功能的要求，就必须在结构中设置转换结构构件，以实现自上而下结构形式，轴线布置的自然过渡。转换层的结构复杂而且施工难度大，做好施工方案的选择和采用合理的施工技术非常重要，同时要加强施工过程的质量控制问题。

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