浅谈超高层转换层施工

包斐

转换层在高层建筑中有着承上启下的作用，进入21世纪以来，城市建筑逐步向高层、超高层发展，地下或者裙房的使用功能常设计为车库和商场，通过转换层结构过渡到上部的塔楼住宅标准层。转换层作为上部结构的基础，常设计为转换梁或者转换板形式，有着层高高、截面大、厚度大、配筋量大、混凝土标号高及浇筑体量大的特点，同时伴随着相应的技术难点，在质量和安全方面有着更加严格的控制要求。

一、前言

在项目开工前，笔者曾经研究过多个转换层结构，得出的结论是绝大多数的转换层属于传统意义上的“高危大”工程，施工危险指数高，发生事故的几率增加，容易造成群死群伤事故，且过程不可逆，短期内无法修复，同时造成巨大的经济损失。本文以笔者亲身经历，着重论述转换层结构前期策划及施工过程中的控制措施。

项目基本情况：50层商住一体，无地下室，7层地上停车场，总高度170米，无抗震要求。转换层位于第七层，整板结构，面积3934平方米，板厚3米，板面筋T32@200，板底筋T32@150，在1/2板厚处设计有T16@200×200单层双向钢筋网片，面筋与底筋之间设计有T16@600×600拉筋。混凝土标号为C50，浇筑量11802立方，层高为6米，局部高支模部分净高为16米（3～7层）、23.1米（1～7层）。

二、转换整板结构分析

混凝土每平方的重量约7.2吨（混凝土按照2.4t/m3），总重量约28324吨，如果采用一次性浇筑的方案，对支撑体系的要求过高，在支撑体系材料的选择、施工过程中的可操作性要求过高。同时考虑到大体积混凝土的浇筑时长及水化热问题，应优先采取分次、分层浇筑的施工方案，减少支撑体系材料及施工人员的投入，减少混凝土的每次浇筑量，进而降低出现水化热过高情况的风险。

三、浇筑方案选择

综合考虑，采用分两次浇筑的方案，第一层1.2米厚，第二层1.8米厚。将原设计在中间层的钢筋网片降低至1.2米处，利用该层钢筋网片结合转换板底筋形成板式结构的原理，优先浇筑第一层板，待其混凝土强度达到75%后，浇筑第二层的剩余混凝土，即用第一层的力去承担第二层的重量。支撑体系只需要设计满足第一层板受力的结构即可，在支撑层、回顶层的架体材质选择、租赁费用、布置及加固、拉结数量方面对比一次性浇筑的方案会经济很多，同时可以有效降低支撑体系材料投入数量及出现水化热过高的风险。

四、支撑体系选择

架体选用本地SC60重型支撑系统，要求符合英标BS5975相关要求，承插式结构，单杆承受7.5吨，四根为一个组合，最大可承受28吨重量，顶丝及底托配套使用，有很强的刚度及稳定性，在本地大量使用于转换层结构。组合尺寸可调节，常规尺寸为1500*1500、750*750。

第7层为转换层支撑，其余均为回顶层支撑，重型架体分布在第5、6、7层，间距1500*1500，满堂架布置，框架柱之间采用本地国标Ø48*3.2*6m钢管加顶丝进行对顶，上部及下部各一道，钢管与经过的每一个重型架体使用扣件进行连接，增加满堂架的整体稳定性。从综合成本对比分析来看，在施工第5、6层结构楼板时，直接将重型架体作为结构支撑，避免了后期先拆除普通门架支撑后换成重型架体回顶的步骤及其产生二次搭设的相关费用。4、3、2、1层使用普通门式脚手架进行回顶。根据荷载传递及受力计算结果，门式脚手架回顶层的搭设间距、排距依次为600*1200、900*1200、900*1200、1800*1200，在距离地面200及顶部各使用钢管进行连续拉结，另一方向使用钢管进行十字拉结，间距6米，以保证门式架体受力的整体稳定性。

模板采用中国产15厚九夹板，转换层的次龙骨采用本地50*75*3方钢管，间距150；主龙骨采用50*100*3的方钢管，重型架体每个配套顶丝可并排放置5根。

支撑体系搭设要求及注意事项：架体材料在组装前，需检查筛选，有裂痕的、焊点脱落的、丝口破坏的材料不允许使用。按设计图纸提前放线定位，在地面上弹出满堂架四周控制线，框架柱之间分区域，严格控制第一排架体的起始线，搭设过程中需反复校正；框架柱以外的悬挑转换板多设计为独立式架体，未形成满堂架，需要使用钢管与满堂架做上下两道拉结，同时与临边框架柱对顶，使边缘的独立架体与内部满堂架连为一个整体。回顶层的重型架体及普通门式架的底托、顶丝在浇筑混凝土前需要100%检查，保证与上部的混凝土楼板100%接触并受力，便于荷载自然传递至一层楼地面。重型架体组合插销需要100%检查，保证每个插销都安装到位，避免在浇筑混凝土过程中由于震动出现松动、脱落情况。主次龙骨应严格控制50%的错位搭接接长，以满足整体受力要求。门式架体回顶层严格按间距形成十字交叉的钢管拉结体系，并100%检查扣件的紧固程度。严格控制主龙骨安装完成的顶标高以控制转换板完成后的板底标高，要求大面积带通线检查，以200～300m2/块为宜，合格后，方可铺设上部次龙骨。禁止所有的支撑及加固体系与外脚手架体相连接，以保证外架的整体安全。

五、高支模部位架体处理方式

为满足整体受力及荷载传递要求，高支模部位全部使用重型门架。以16米的高支模部位为例，在间距1500*1500满堂架的基础上，在其四周使用6米钢管加顶丝与周边主体结构进行对顶加固，垂直方向间距为3米，水平方向间距为6米，依靠周围已完成的结构对其进行拉结支撑。同时增加水平连续剪刀撑，垂直方向间距为3米；在高支模区域的周围从底部向上布置连续垂直剪刀撑，与地面形成60°角为宜，要求与满堂架最顶部的一道横杆做拉结。因重型架体自身重量较大，如果支撑在结构楼板，则需着重考虑该楼板的设计承载力，应首先将该层及以下楼层楼板进行满堂架回顶至一层结构底板后，方可进行高支模区域的重型架体搭设，否则会出现楼板开裂甚至断裂的严重质量问题。

六、钢筋马凳施工

因面筋配筋较大，重量较大，空间较高，选择合适的马凳显得尤其重要，马凳筋必须抗压、稳固，不仅要承担上部钢筋、布料机、泵管的重量，而且要在浇筑过程中满足泵管震动及施工人员动荷载的受力要求，要求在马凳配筋计算时要求预留100%的安全储备，确保万无一失。综合经济对比分析后，我们选择三角形的马凳（部分项目使用100*100*6等边角钢焊接骨架），优先使用废料自行焊接加工，顶部钢筋规格为T32，两侧斜撑为T20，在1/2处使用T16做腰筋加强整体刚度，单个长度为4600，斜撑3个为一组，间距1500，两端悬挑800作为搭接使用，搭接长度为100，双面焊接，马凳排距1500，满堂布置。要求每500～600m2面筋绑扎完成后，将马凳筋与转换板的面筋、底筋焊接连接，以保证马凳筋骨架的整体稳定性。

七、大体积混凝土策划与施工

大体积混凝土属于本工程难点之一，是技术小组重点攻克的问题，混凝土浇筑后由于水泥水化热的影响，内部混凝土温度会急剧上升，若内部温度高于表面温度造成温差过大，将对混凝土产生较大的拉应力，极易引起混凝土的开裂，甚至出现贯穿裂缝，造成严重的结构质量问题，影响转换层的整体承载力。

在施工前采取了优化配合比、使用低水化热水泥、混凝土加冰搅拌（未埋设降温管线）、优化运输线路、控制入模温度、实时测温、采用斜面分层的浇筑方式、按比例自然流淌、控制每层浇筑厚度、100%振捣、浇筑完成后表面采用薄膜、麻袋覆盖及不间断洒水、泡水的养护等措施。即使在确定分层浇筑方案后，每层的浇筑厚度及方量分别为1.2m、4720m3，1.8m、7081m3，仍然属于大体积混凝土施工范围。

1.严格在规范要求“混凝土内外温差小于25℃，基面和基底温差小于20℃，降温速率小于3℃/d，最高温度小于70℃”下进行相关设计、方案策划及实施。

2.优化配合比，选用普通硅酸盐水泥，尽量减少水泥用量，掺一定比例的粉煤灰和高效减水剂，使用中砂、20mm级配石子，并加冰搅拌，塌落度175±25mm。在施工前，进行大体积混凝土测温模拟实验，制作1.5m*1.5m*1.5m的试验模具，安装实时测温设备。通过计算并结合实验结果，混凝土强度前期增长较快，7天可以达到设计值75%强度，28天达到95%，56天达到100%，故后期留置的同条件试块及转换层混凝土的以56天实际强度为最终结果。

混凝土加冰搅拌，控制入模温度小于30℃，控制最高温度在70℃以内。大体积混凝土的养护也是至关重要的，第一层混凝土浇筑完成后采取蓄水养护，蓄水深度100mm，时间为7天；为了尽可能地减少表面混凝土温度的扩散，并尽量延长散热时间，减少混凝土的内外温差，防止出现贯穿裂缝，在第二层混凝土浇筑完毕后，在终凝前使用磨光机二次提浆磨面，并采取铺设塑料薄膜加双层麻袋，14天连续浇水养护的措施，效果很好。

3.混凝土测温。大体积混凝土测温点的布置必须有代表性，并合理设定测温频率，需准确地反应每个时间段温度的变化规律和实时数值。本项目共均匀布置10个测温点，每个测温点分别位于转换板的上、中、下三个位置，上、下距离板面、板底距离为100mm，测温频率设定为前4天为每2小时一次，第5到第7天每4小时一次，第8天至第14天每天测一次，直至内外温差小于25℃时停止测温，同时测量大气温度，相关数据通过设备实时上传到官方网站共享、分析。

4.现场共设置两台HBT-80地泵，两台汽车天泵，综合评估在现场的实际泵送能力为25～35m3/h，浇筑面的每个泵管出口配备4台50型振动棒（两备两用）。需要注意的相关细节：

（1）万事开头难，转换层的混凝土浇筑需重点控制起始阶段。本地白天气温较高，开盘时间选择在晚上，从试块的制作、混凝土塌落度的现场抽检、降低入模温度及温度检测、避开交通拥堵等方面可以有效地进行操控。

（2）混凝土罐车要求使用配套罐衣覆盖，并在出站时洒水湿润，以减少罐体内外的温度交换。

（3）白天施工作业时，由于温度较高，现场禁止任何形式的加水搅拌，以保持罐体内混凝土的最低温度，并保证混凝土标号满足设计要求。

因分层浇筑，第一浇筑的过程中，转换层的面筋会黏连大量的混凝土，要求派专人跟进，使用扫把进行连续清扫，以保证面筋的清洁度。若在混凝土终凝后使用电动工具进行剔凿，残渣容易掉转换层内无法清理，会影响结构安全，且费时费力。

（4）施工现场需要固定交通指挥人员，保证每个泵车前有均匀的1～2辆罐车等待，保证到场的混凝土罐车可以及时浇筑，减少由于浇筑面供料不及时出现冷缝的现象，同时也避免由于在等待时间过长，造成混凝土入模温度的升高。

（5）现场预备一台同型号汽车天泵作为备用，浇筑过程中如果出现坏泵情况，可以及时补充替换，以保证混凝土的连续浇筑，减少冷缝的出现。

八、结语

优秀的高支模和大体积混凝土的策划与管控方案是完成转换层施工的必要条件，随着科技进步及建筑领域的快速发展，必将会出现更优质的支撑体系材料及温控措施。作为总包企业，质量、进度、安全与成本始终是对立统一的关系，扎实的技术团队、周密的筹划、完善的措施、合理的成本优化仍然是总承包单位技术管理能力的体现。