高层房屋建筑结构转换层关键施工技术

周天艺

摘 要：在高层房屋建筑的结构施工过程中，结构转换层的施工质量控制是施工难点，本文主要分析了高层房屋建筑转换层常用结构形式，并就高层房屋建筑结构转换层关键施工技术进行了探讨。

关键词：高层；房屋；结构转换层；施工技术

在当今高层建筑快速发展的时代，高层住宅房屋因上下使用功能要求的不一样，在结构设计上通常表现有结构转换层，特别是在框支剪力墙的结构上更多。结构转换层在结构上的作用是利用大断面梁将上部结构传递来的荷载传递到其下部柱或剪力墙，从而实现上下层结构形式变化的过渡。

一、高层房屋建筑转换层常用结构形式及对比

現代高层建筑逐步向多功能形式发展。例如，上部为小开间下部为大空间的商业用房等，像这一类的建筑就必需设置转换层才能承托上部的框架或剪力墙的重量，转换层结构的常用结构形式有梁式转换层，板式转换层，桁架转换层，斜柱转换层。

梁式转换层一般用于底部大空间剪力墙结构，当需要纵横向同时转换时，采用双向梁的布置，具有受力性能好、构造简单和施工方便等优点，结构分析计算也较容易，一般用于上层为剪力墙结构，下层为框架结构的转换。

板式转换一般用于上下柱网、轴线有较大错位，不便用梁式转换层的情况下。板的厚度一般很大，以形成厚板式承台转换层。它的下层柱网可以灵活布置，不必严格与上层结构对齐，但板很厚，自重很大，材料用量很多。

桁架转换的设计和施工较复杂，但是结构受力明确，传力途径清楚，使开洞与设置管道具备条件，而且它们的位置与大小都有很大的灵活性，能充分利用该转换层的建筑空间。采用桁架转换层，其钢材和混凝土的用量比采用梁式转换层要经济。

斜柱式转换层结构传力直接，可有效减小转换梁尺寸，且更易实现“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的抗震设计原则。

在实际工程中，梁式转换应用的最多。斜柱转换克服了梁式转换和厚板转换的缺点，转换灵活，传力直接，减轻了梁所承受的剪力负担，使梁的剪压比大幅度减小。斜柱转换层在大量超高层建筑中普遍采用。

二、高层房屋建筑结构转换层施工技术

（一）施工工艺流程

厚板转换层结构的施工工艺流程为：测量放线——转换层支撑体系及模板安装——暗梁、板底钢筋绑扎——浇筑第一层混凝土——处理施工缝养护——绑扎板面钢筋——浇筑第二层混凝土——养护。

（二）模板支撑体系施工技术

工程中常用以下几种模板支撑体系：

a、一次性支模。从转换层底一直撑到底层地面或地下室底版，需要模板支撑材料，适用于施工现场可用的支撑材料较多，且转换层位置较低的情况。

b、荷载传递法支模。将转换梁（板）的自重和施工荷载通过支撑系统传递给若干层楼板。支撑楼板的数量应通过设计来确定。另一种方案是充分利用转换层支撑柱的传力作用；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。

c、叠合浇筑法支模。应用叠合梁原理将转化梁（板）分次或3次浇筑成型，支撑系统只需考虑承受第1次的混凝土自重和施工荷载，施工时应注意叠合面的处理，同时应对叠层浇筑的转换验算。

d、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。搭设模板支撑时，要求上、下层支撑在同一位置。当转换结构下层空间可采用叠合浇筑法或埋设型钢法支模。设置模板支撑系统后，应对转换梁（板）及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。

（三）混凝土浇注施工技术

a、高层建筑结构转换层梁、板混凝土构件通常体积较大，混凝土应采用泵送输送并一次浇筑成型；按照泵送混凝土配合比的要求进行搅拌，严格控制坍落度。对一些结构搭接相交的特殊部位，还应制定相应的技术措施进行加密振捣，确保转换层结构的浇筑质量。

b、为减小大体积混凝土浇筑过程中的内外温差过大，应尽量选用水化热较低的水泥品种。为降低水泥的水化反应热，通常应掺入相应的高效减水剂、缓凝剂等外加剂。

c、大截面转换梁构件的内部温度应通过计算确定，并在其内部设置相应的测温点，以便浇筑过程中对梁构件进行温差控制。

d、在混凝土浇筑时，在表面要留设适当的泌水坡度。并预先在模板上留设排水细孔。以利于提高混凝土的浇筑质量。

e、通常先浇筑其外围结构和墙体。采用分层浇筑的方法进行施工，每层浇筑厚度控制在300～500mm为宜。

（四）钢筋工程的施工技术

由于厚板转换层钢筋混凝土结构中钢筋用量非常大，准确翻样和下料，安全可靠地连接以及合理安排钢筋就位顺序对于整个结构的施工质量尤为重要。

a、钢筋安装顺序。考虑好钢筋之间的穿插避让关系，确定制作尺寸和绑扎顺序，钢筋工程安装顺序为：分层铺设暗梁下部纵向钢筋——铺放板底双向钢筋——搭钢管支架——分层吊挂暗梁上部纵向钢筋——套箍筋——穿腰筋——绑扎、固定——暗梁就位——铺放板面双层双向钢筋。

b、钢筋的连接。工程中主要采用以下四种方法连接：钢筋闪光对焊、电渣压力焊、套筒冷挤压和锥螺纹连接，另外构造钢筋可以采用绑扎接头。钢筋的连接方式主要由钢筋型号决定。直径16～25mm的柱、墙、梁板筋采用闪光对焊、电渣压力焊和电弧焊，直径28～32的主筋采用套筒冷挤压和锥螺纹连接。钢筋中间部分连接采用锥螺纹连接，梁端头带弯头的钢筋一段采用套筒冷挤压连接。

c、钢筋支撑架的搭设。在钢筋成型及绑扎施工过程中，由于钢筋特长，只能在施工现场进行闪光对焊成型，在绑扎时必须搭设钢筋支撑架，支撑架的搭设是便于钢筋绑扎的关键。

d、钢筋的连接和绑扎。绑扎下部钢筋，按顺序抽走下一排筋支撑面，下落下一排钢筋至梁底部位，并绑扎。放置横向间距1500mm直径20mm分隔筋；抽走下二排支撑面，下落第二排钢筋至设计要求部位，并绑扎，依此类推，直至所有下部钢筋绑扎完毕。绑扎上部钢筋，首先绑扎上第一排钢筋，完工后，松开并抽走上第一排钢筋支撑面，然后从梁一端向另一端依次开上二排钢筋支撑点。一边松开，一边将钢筋上提至正确位位置，同时插进隔筋，绑扎固定上二排筋，依此类推，直至上部钢筋绑扎完毕。

（五）预应力施工技术

转换厚板内通常需要配置双层双向预应力筋。预应力施工应注意以下几个方面：a、波纹管的敷设。波纹管的规格应符合要求，不得有凹痕破裂，接头处均用套管连接，并用防水带裹缠严密。

b、穿预应力筋。为防止波纹管内漏浆造成封堵事故，一方面采用先穿束法，即在波纹管安装就位后，混凝土浇筑前将预应力筋穿入。另外在浇筑混凝土的过程中不断地轻微拉动钢筋，保障孔道通畅。为了张拉时便于识别，每孔内的4束预应力筋均需在两端对称编。穿筋结束后，再对波纹管进行外观检查，并进行灌水试验。

c、预应力筋张拉。张拉时采用从中间向两边顺序两端张拉，张拉采用控制应力和张拉伸长值双重校核。转换板X向、Y向预应力筋应采用多台千斤顶分别从两端同时集束张拉。

d、孔道灌浆。采用普通42.5硅酸盐水泥，水灰比0.35～0.4，水泥浆的流动度控制，160～180mm之间，采用机械搅拌，UBJ挤压泵泵送，从一端的灌浆孔打入浆液，待另一端垫板浆孔冒出浆液后用木塞塞紧，10min后进行二次压浆，再加压到0.5MPa～0.6MPa停止，并维持压力3min结束，灌浆完毕后割除外露筋并封头。

参考文献：

[1]高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）[S].北京：中国建筑工业出版社.2002.

[2]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社.2002.