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摘要：近年来，我国高层、超高层建筑不断增加。转换层作为超高层建筑中重要的组成部分，为建筑物提供了更大的空间需求。但是，转换层的施工难度较大，其施工关键在于施工方案的充分论证、分析，同时还需要紧密关注与策划转换层各个分项工程的穿插、协调与配合的节点，以此保证施工的顺利进行。本文首先对转换层结构的施工特点进行了分析，并通过工程实例探讨了超高层建筑转换层主体结构的施工工艺与技术措施，以保证整体结构达到质量要求。
关键词：超高层建筑；转换层；主体结构；施工技术
文章编号：1674-3954（2013）09-0129-02
引言
转换层结构是指建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该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。转换层在建筑功能上可以有效提供大的室内空间、为建筑中部提供大空间以及提供大的入口，其常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。
1 工程概况
本工程为某地大厦建设工程，地上二十八层，地下室三层，建筑面积41700m2，建筑高度为104.85m，5～28层为塔楼，四层为裙楼，结构设计在四层设置箱式结构转换层，通过设置箱式结构转换层来将裙楼框支剪力墙结构转换成塔楼的剪力墙结构体系。箱式结构转换层层高为3m，底板厚200mm，内配双层双向三级12钢筋@150，KL梁与LL梁并与核心筒的剪力墙相连结，构成一个整体，转换层顶板厚300，板底部钢筋为三级14@200，板顶部钢筋为三级14@180，裙楼屋面板厚200。
2 转换层结构施工特点分析
部分竖向构件在转换层处被打断，使竖向力的传递被迫发生转折，而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。超高层建筑带转换层结构的通常具有自身受力复杂、抗震不利的特点，但是，该结构及其支撑系统也有其自身的特点。一般转换层水平构件高跨比较大，在截面弯曲时，应避免忽略水平纤维相对的错动，如果假定不再适用平截面，通常其受力都会表现为短深梁或厚板的受力特性。此外，由于带转换层体系内力的改向实现是通过引发截面内力来达到的，结构内力分布比较复杂，同时为使上部结构水平剪力可以顺利向下部传递，必须按照规范要求规定保证转换层楼面水平刚度。与此同时，在地震荷载参加组合的情况下，应严格控制转换层结构下部竖向构件轴压比限值，保证结构具有足够的延性，从而在施工阶段可以使转换层下部竖向构件比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备，已达到利用下部承载力的竖向构件作为支撑的传力构件。
3 施工部署
本工程转换层为箱式结构，其KL梁体积大，通过计算后的施工设计荷载达98.2kN/m2，如果以常规的模板支撑体系方式，会给靠下层楼面梁板帶来很大的载荷，从而使下层楼面梁板结构遭到破坏，经分析比较，确定采用分层浇筑的方法，共分两次浇筑，由于箱式结构转换层下设计有钢筋混凝土柱，为确保钢筋混凝土柱混凝土浇筑质量，在箱式转换层底层模板铺设好后，应先将钢筋混凝土柱混凝土浇筑至箱式转换层底板板底向下1.2m，然后再安装柱顶转换梁钢筋。裙楼部位的柱及屋面梁板混凝土浇筑与箱式转换层第二次浇筑同时进行。转换梁属大体积混凝土，必须加强混凝土养护工作。
4 主要施工技术
4.1模板工程及支撑体系
KL梁模板及支撑体系：
KL梁截面尺寸一般为1600×3000、1400×3000、1200×3000、1000×3000、800×3000、800×2900、600×2900，因考虑分二次浇筑，第一次浇筑梁下部600高，在第一次浇筑混凝土前整个梁钢筋必须绑扎完毕，故在计算模板及支撑时，应考虑整个梁的钢筋重量。为确保整个支撑体系传递荷载的有效性，在施工三层楼面时，转换梁位置范围内应与支撑体系同转换层支撑体系相对应。三层其它部位的梁板顶撑位置、间距应与上方转换层梁板位置和间距相对应，以此来达到原二层转换层施工的支撑体系。同时，还应铺设长脚手板于支撑下口与楼面接触处。此外，还应保证所有梁板部位顶撑回顶位置、间距与其上部顶撑支撑位置、间距相对应，若回顶的顶撑上、下口均置于梁上，下口可不设脚手板及木方。图1为梁底模板验算计算简图、图2为梁底木方验算计算简图。
4.2高粱承受荷载验算
第一次混凝土浇筑后，待强度达到设计强度的90%以上，开始进行梁上段及箱体顶板混凝土的浇筑，此时，考虑利用600高的梁承受其上部混凝土浇筑荷载。经过设计计算，各转换梁先浇筑的600高部位需在浇筑混凝土前附加受力负筋。
4.3箱式结构转换层底层板、顶板模板支撑体系
底板及顶板底模均采用15厚木胶板，小楞60×80间距300，且立放，大搁楞60×80间距800，且立放。φ48钢管顶撑间距按800×800顶牢、顶实板底楞木，顶撑下（三层楼面上）铺设50厚脚手板，以增大传荷面积，同时在顶撑上半段用φ48长钢管沿纵横方向用扣件扣牢，并与KL梁下钢管顶撑（或水平牵杠）连接，以确保模板支撑体系可以达到足够的强度、刚度和稳定性，并形成一个整体。
4.4结构转换梁对拉螺栓
结构转换梁模板的支设需要用对拉螺栓进行固定，对拉螺栓纵、横向间距均为400mm。结构转换层框支柱部位在转换梁外侧模板支设需采用一次性单面对拉螺栓与转换梁内的附加箍筋点焊，规格如图3所示。
5 钢筋工程
箱式结构转换层钢筋施工的重点及难点在与框支柱相交的转换梁，转换梁的主筋大部分为φ28的钢筋，且配筋密集，现场施工难度大，特别在转换梁与框支柱相交及梁与梁相交部位，钢筋施工非常复杂。根据设计要求钢筋直径大于22的钢筋均采用等强直螺纹连接，等强直螺纹套筒直接采购成品套筒，现场加工钢筋丝口。箱式结构转换层底层模板安装完毕后，在模板上弹出梁的位置线及梁钢筋位置线。转换梁在钢筋绑扎前先设置好梁底钢筋保护层，保护层垫块间距≤800。垫块放好后，在模板上固定好。核心筒部位周圈剪力墙及柱的水平钢筋及箍筋先绑扎到转换层底板下口，向上部位墙、柱、及转换梁等所有水平钢筋及水平箍筋均采用“自下而上，整体同步法”施工，即根据水平筋所在的标高位置，整体同步向上安装绑扎，每一个同标高内水平钢筋全部绑扎完毕后，再绑扎上部同一标高水平钢筋。 6 混凝土施工
箱式结构转换层混凝土浇筑分两次进行，第一次为转换梁下口600高以下部分。第二次为转换梁600高以上部分及顶板一起浇筑。同时，转换梁浇筑分两条线路由远及近浇筑，并采用塔吊密切配合，杜绝混凝土施工冷缝的出现。为保证混凝土振捣密实，应进行分层捣实，分层厚度不超过500mm，并采用二次振捣以提高混凝土界面处粘结力和咬合力。板（200、300厚）混凝土必须用插入式振捣棒振捣密实，在混凝土振实后，表面残留水泥浆较厚，需将超厚的水泥浆逐层刮除，必要时还应补上新的混凝土，二次收水后用抹子搓平数遍，以减少混凝土表面收水、沉缩裂缝。
7 转换层转换梁水平施工缝的处理
分两次对转换层转换梁混凝土进行浇筑，在浇筑时应保证水平施工缝处的抗剪能力得意增加，沿梁长度方向设置高度为100、宽度500～600的横向剪力槽，其间距应为500～600。要想达到对施工缝处混凝土收缩裂缝的有效控制，必须按照钢筋的通常要求来对第一次浇筑高度上口的支座负筋进行设置，第二次浇筑混凝土时，在剪力槽的上口设置三级纵向钢筋约束纵向收缩，保证两次浇筑的混凝土结合良好。
8 混凝土裂缝控制措施
首先对配合比进行优化，应用高效减水剂及一级粉煤灰，降低水泥用量，从而降低混凝土温升，提高混凝土的和易性、密实性及体积稳定性。同时优化砂石级配，严格控制砂、石中的含泥量不超过1%。在转换梁混凝土中增加物理性抗裂纤维可以提高混凝土的抗拉强度，减少早期微裂缝的开展及混凝土干缩，以增加混凝土的密实性，保护结构钢筋，延缓混凝土碳化速度。采用二次振捣技术，由于转换梁第二次浇筑时混凝土体量大，分层浇筑时上下层易形成施工冷缝，故在混凝土浇筑时掌握好适当的时间进行二次复振，以增加混凝土的密实度，减少混凝土内部微裂缝的出现。混凝土浇筑12h左右进行表面二次压光，以减少沉缩变形引起的表面裂缝。加强混凝土养护，延缓拆模时间，混凝土浇筑完毕后，立即在已浇筑的混凝土梁上部蓄水30mm进行养护。为使混凝土的养护措施有着实际的依据，需对混凝土土养护过程中的温度进行测定，浇筑第二次混凝土时在转换梁内设置7个测温点，养护期间如发现温差超过或接近規范规定的限值时，立即增厚草袋保温层的厚度及浇水量，保证各温差在控制范围内。
9 结束语
综合上述，超高层建筑转换层的施工难度较大，其结构构件的跨度与截面尺寸大，钢筋密集并相互穿插，同时对混凝土的强度等级与模板支撑的要求较高，因此，在对转换层结构进行设置前，必须充分紧密关注与策划转换层各个分项工程的穿插、协调与配合的节点，认真、合理的采用施工措施，才能有效保证结构转换层的质量及整个高层主体工程达到质量标准。
关键词：超高层建筑；转换层；主体结构；施工技术
文章编号：1674-3954（2013）09-0129-02
引言
转换层结构是指建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同，该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。转换层在建筑功能上可以有效提供大的室内空间、为建筑中部提供大空间以及提供大的入口，其常用的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式。
1 工程概况
本工程为某地大厦建设工程，地上二十八层，地下室三层，建筑面积41700m2，建筑高度为104.85m，5～28层为塔楼，四层为裙楼，结构设计在四层设置箱式结构转换层，通过设置箱式结构转换层来将裙楼框支剪力墙结构转换成塔楼的剪力墙结构体系。箱式结构转换层层高为3m，底板厚200mm，内配双层双向三级12钢筋@150，KL梁与LL梁并与核心筒的剪力墙相连结，构成一个整体，转换层顶板厚300，板底部钢筋为三级14@200，板顶部钢筋为三级14@180，裙楼屋面板厚200。
2 转换层结构施工特点分析
部分竖向构件在转换层处被打断，使竖向力的传递被迫发生转折，而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。超高层建筑带转换层结构的通常具有自身受力复杂、抗震不利的特点，但是，该结构及其支撑系统也有其自身的特点。一般转换层水平构件高跨比较大，在截面弯曲时，应避免忽略水平纤维相对的错动，如果假定不再适用平截面，通常其受力都会表现为短深梁或厚板的受力特性。此外，由于带转换层体系内力的改向实现是通过引发截面内力来达到的，结构内力分布比较复杂，同时为使上部结构水平剪力可以顺利向下部传递，必须按照规范要求规定保证转换层楼面水平刚度。与此同时，在地震荷载参加组合的情况下，应严格控制转换层结构下部竖向构件轴压比限值，保证结构具有足够的延性，从而在施工阶段可以使转换层下部竖向构件比一般竖向构件具备更大的延性和承载力储备，已达到利用下部承载力的竖向构件作为支撑的传力构件。
3 施工部署
本工程转换层为箱式结构，其KL梁体积大，通过计算后的施工设计荷载达98.2kN/m2，如果以常规的模板支撑体系方式，会给靠下层楼面梁板帶来很大的载荷，从而使下层楼面梁板结构遭到破坏，经分析比较，确定采用分层浇筑的方法，共分两次浇筑，由于箱式结构转换层下设计有钢筋混凝土柱，为确保钢筋混凝土柱混凝土浇筑质量，在箱式转换层底层模板铺设好后，应先将钢筋混凝土柱混凝土浇筑至箱式转换层底板板底向下1.2m，然后再安装柱顶转换梁钢筋。裙楼部位的柱及屋面梁板混凝土浇筑与箱式转换层第二次浇筑同时进行。转换梁属大体积混凝土，必须加强混凝土养护工作。
4 主要施工技术
4.1模板工程及支撑体系
KL梁模板及支撑体系：
KL梁截面尺寸一般为1600×3000、1400×3000、1200×3000、1000×3000、800×3000、800×2900、600×2900，因考虑分二次浇筑，第一次浇筑梁下部600高，在第一次浇筑混凝土前整个梁钢筋必须绑扎完毕，故在计算模板及支撑时，应考虑整个梁的钢筋重量。为确保整个支撑体系传递荷载的有效性，在施工三层楼面时，转换梁位置范围内应与支撑体系同转换层支撑体系相对应。三层其它部位的梁板顶撑位置、间距应与上方转换层梁板位置和间距相对应，以此来达到原二层转换层施工的支撑体系。同时，还应铺设长脚手板于支撑下口与楼面接触处。此外，还应保证所有梁板部位顶撑回顶位置、间距与其上部顶撑支撑位置、间距相对应，若回顶的顶撑上、下口均置于梁上，下口可不设脚手板及木方。图1为梁底模板验算计算简图、图2为梁底木方验算计算简图。
4.2高粱承受荷载验算
第一次混凝土浇筑后，待强度达到设计强度的90%以上，开始进行梁上段及箱体顶板混凝土的浇筑，此时，考虑利用600高的梁承受其上部混凝土浇筑荷载。经过设计计算，各转换梁先浇筑的600高部位需在浇筑混凝土前附加受力负筋。
4.3箱式结构转换层底层板、顶板模板支撑体系
底板及顶板底模均采用15厚木胶板，小楞60×80间距300，且立放，大搁楞60×80间距800，且立放。φ48钢管顶撑间距按800×800顶牢、顶实板底楞木，顶撑下（三层楼面上）铺设50厚脚手板，以增大传荷面积，同时在顶撑上半段用φ48长钢管沿纵横方向用扣件扣牢，并与KL梁下钢管顶撑（或水平牵杠）连接，以确保模板支撑体系可以达到足够的强度、刚度和稳定性，并形成一个整体。
4.4结构转换梁对拉螺栓
结构转换梁模板的支设需要用对拉螺栓进行固定，对拉螺栓纵、横向间距均为400mm。结构转换层框支柱部位在转换梁外侧模板支设需采用一次性单面对拉螺栓与转换梁内的附加箍筋点焊，规格如图3所示。
5 钢筋工程
箱式结构转换层钢筋施工的重点及难点在与框支柱相交的转换梁，转换梁的主筋大部分为φ28的钢筋，且配筋密集，现场施工难度大，特别在转换梁与框支柱相交及梁与梁相交部位，钢筋施工非常复杂。根据设计要求钢筋直径大于22的钢筋均采用等强直螺纹连接，等强直螺纹套筒直接采购成品套筒，现场加工钢筋丝口。箱式结构转换层底层模板安装完毕后，在模板上弹出梁的位置线及梁钢筋位置线。转换梁在钢筋绑扎前先设置好梁底钢筋保护层，保护层垫块间距≤800。垫块放好后，在模板上固定好。核心筒部位周圈剪力墙及柱的水平钢筋及箍筋先绑扎到转换层底板下口，向上部位墙、柱、及转换梁等所有水平钢筋及水平箍筋均采用“自下而上，整体同步法”施工，即根据水平筋所在的标高位置，整体同步向上安装绑扎，每一个同标高内水平钢筋全部绑扎完毕后，再绑扎上部同一标高水平钢筋。 6 混凝土施工
箱式结构转换层混凝土浇筑分两次进行，第一次为转换梁下口600高以下部分。第二次为转换梁600高以上部分及顶板一起浇筑。同时，转换梁浇筑分两条线路由远及近浇筑，并采用塔吊密切配合，杜绝混凝土施工冷缝的出现。为保证混凝土振捣密实，应进行分层捣实，分层厚度不超过500mm，并采用二次振捣以提高混凝土界面处粘结力和咬合力。板（200、300厚）混凝土必须用插入式振捣棒振捣密实，在混凝土振实后，表面残留水泥浆较厚，需将超厚的水泥浆逐层刮除，必要时还应补上新的混凝土，二次收水后用抹子搓平数遍，以减少混凝土表面收水、沉缩裂缝。
7 转换层转换梁水平施工缝的处理
分两次对转换层转换梁混凝土进行浇筑，在浇筑时应保证水平施工缝处的抗剪能力得意增加，沿梁长度方向设置高度为100、宽度500～600的横向剪力槽，其间距应为500～600。要想达到对施工缝处混凝土收缩裂缝的有效控制，必须按照钢筋的通常要求来对第一次浇筑高度上口的支座负筋进行设置，第二次浇筑混凝土时，在剪力槽的上口设置三级纵向钢筋约束纵向收缩，保证两次浇筑的混凝土结合良好。
8 混凝土裂缝控制措施
首先对配合比进行优化，应用高效减水剂及一级粉煤灰，降低水泥用量，从而降低混凝土温升，提高混凝土的和易性、密实性及体积稳定性。同时优化砂石级配，严格控制砂、石中的含泥量不超过1%。在转换梁混凝土中增加物理性抗裂纤维可以提高混凝土的抗拉强度，减少早期微裂缝的开展及混凝土干缩，以增加混凝土的密实性，保护结构钢筋，延缓混凝土碳化速度。采用二次振捣技术，由于转换梁第二次浇筑时混凝土体量大，分层浇筑时上下层易形成施工冷缝，故在混凝土浇筑时掌握好适当的时间进行二次复振，以增加混凝土的密实度，减少混凝土内部微裂缝的出现。混凝土浇筑12h左右进行表面二次压光，以减少沉缩变形引起的表面裂缝。加强混凝土养护，延缓拆模时间，混凝土浇筑完毕后，立即在已浇筑的混凝土梁上部蓄水30mm进行养护。为使混凝土的养护措施有着实际的依据，需对混凝土土养护过程中的温度进行测定，浇筑第二次混凝土时在转换梁内设置7个测温点，养护期间如发现温差超过或接近規范规定的限值时，立即增厚草袋保温层的厚度及浇水量，保证各温差在控制范围内。
9 结束语
综合上述，超高层建筑转换层的施工难度较大，其结构构件的跨度与截面尺寸大，钢筋密集并相互穿插，同时对混凝土的强度等级与模板支撑的要求较高，因此，在对转换层结构进行设置前，必须充分紧密关注与策划转换层各个分项工程的穿插、协调与配合的节点，认真、合理的采用施工措施，才能有效保证结构转换层的质量及整个高层主体工程达到质量标准。