王 偉 蔡勇軍 李方為 吳慧林 譚任貴
中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司 湖北 武漢 430064
湘潭恒大書(shū)香門(mén)第一期工程地處湘潭市九華經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū),總建筑面積約225 000 m2,由7棟30~33層高層住宅、1棟會(huì)所及沿街商鋪組成。
該工程臨街的4棟高層采用“底商+住宅”的形式,其中2棟的1~4層為商鋪,5層及以上為26層高層住宅;另外2棟的1~2層為商鋪,3層及以上為30層住宅。商鋪采用框架結(jié)構(gòu),住宅采用剪力墻結(jié)構(gòu),在商鋪和住宅樓層間設(shè)置轉(zhuǎn)換層。
本工程為商住混合高層建筑,轉(zhuǎn)換層采用低層高大截面轉(zhuǎn)換梁。轉(zhuǎn)換層的層高為2 180 mm,最大梁截面尺寸為1 100 mm×2 000 mm,跨度8 100 mm,轉(zhuǎn)換層樓板厚180 mm,墻柱梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45,梁縱筋主筋為45φ25 mm,腰筋為18φ16 mm。
在轉(zhuǎn)換層的施工過(guò)程中,需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題[1-3]:
1)轉(zhuǎn)換層層高為2 180 mm,而轉(zhuǎn)換梁高度最高為2 000 mm,梁底凈高僅有180 mm,梁底模板支撐體系的選型應(yīng)重點(diǎn)考慮其支拆方便。
2)根據(jù)16G101-1圖集P96框支梁節(jié)點(diǎn)要求,框支梁通長(zhǎng)面筋須錨入柱內(nèi)梁底以下32d(d為鋼筋直徑),而框支梁底凈高僅為180 mm,故須在施工n-1層時(shí)對(duì)通長(zhǎng)面筋進(jìn)行預(yù)埋。如采用預(yù)埋直鋼筋后期以套筒進(jìn)行對(duì)接,定位難度較大,且由于鋼筋密集,套筒施工難度較大。
3)轉(zhuǎn)換梁截面尺寸大,最大集中線(xiàn)荷載達(dá)55 kN/m,下層梁板無(wú)法直接承受如此大的荷載。轉(zhuǎn)換梁、柱鋼筋直徑大、分布密集,梁主筋排數(shù)多、水平間隙小,與柱相交的節(jié)點(diǎn)尤為密集,鋼筋定位、安裝及混凝土澆筑難度大。轉(zhuǎn)換梁混凝土屬于大體積混凝土,易產(chǎn)生收縮裂縫和溫度裂縫,混凝土的生產(chǎn)及施工必須采取切實(shí)可行的辦法。
針對(duì)以上問(wèn)題,經(jīng)與專(zhuān)家、設(shè)計(jì)、業(yè)主等各方溝通,同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,決定采用以下施工技術(shù)方案:
1)梁底采用預(yù)制混凝土墊塊,厚度可根據(jù)梁高度進(jìn)行制作,拆除模板時(shí),將其鑿除,取出模板。
2)澆筑轉(zhuǎn)換層以下1層混凝土?xí)r將框支梁面筋安裝完畢,框支梁面筋采用鋼管支架進(jìn)行臨時(shí)支撐固定。
3)施工轉(zhuǎn)換層及以下2個(gè)樓層時(shí),對(duì)相應(yīng)區(qū)域的模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行加強(qiáng),通過(guò)轉(zhuǎn)換層底板及以下2個(gè)樓層的樓板對(duì)轉(zhuǎn)換層荷載進(jìn)行傳遞與折減。轉(zhuǎn)換梁內(nèi)所有主筋采用套筒連接,安裝時(shí)確保鋼筋層次分明、關(guān)系清楚;采用自密實(shí)混凝土分層往復(fù)式澆筑。合理優(yōu)化混凝土配合比,選擇良好的原材料和高效減水劑,降低混凝土水化溫升和收縮,控制裂縫。
本工程梁底模和側(cè)模均采用厚18 mm覆膜模板作面板,選用輪扣式鋼管腳手架支撐體系作為轉(zhuǎn)換層及其他樓層模板的支撐系統(tǒng),采用在鋼管立桿上加可調(diào)式頂托、在頂托上用雙鋼管作主楞、木方作次楞的支撐方案。
轉(zhuǎn)換梁底采用平面尺寸為200 mm×200 mm的預(yù)制混凝土墊塊,墊塊高度可根據(jù)梁高進(jìn)行調(diào)整,墊塊沿跨度方向間距600 mm;梁側(cè)豎楞采用50 mm×100 mm@200 mm木方,用φ48.3 mm×3.6 mm雙鋼管及φ14 mm對(duì)拉螺桿拉緊,對(duì)拉螺桿間距450 mm×450 mm(圖1)。
圖1 轉(zhuǎn)換梁支撐體系示意
板底支撐體系采用φ48.3 mm×3.6 mm鋼管,立桿間距900 mm×900 mm,步距1 200 mm;主龍骨為2根φ48.3 mm×3.6 mm鋼管,并排擱置于頂托上,間距900 mm;次龍骨為單根50 mm×100 mm木方,間距350 mm。
為避免轉(zhuǎn)換梁施工對(duì)下部已施工結(jié)構(gòu)樓板產(chǎn)生不利影響,須保證轉(zhuǎn)換層以下2層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方能進(jìn)行拆除,同時(shí)在轉(zhuǎn)換層以下2層的結(jié)構(gòu)梁底進(jìn)行加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換梁荷載通過(guò)轉(zhuǎn)換層梁板→4層(2層)梁板→3層(1層)梁板及其相應(yīng)的支撐系統(tǒng)逐層進(jìn)行傳遞、消減(圖2)。
轉(zhuǎn)換梁縱向主筋為45φ25 mm(上下各2排),腰筋為18φ16 mm,箍筋為φ14 mm@100 mm。
圖2 轉(zhuǎn)換層及以下樓層模板支撐體系示意
本工程轉(zhuǎn)換梁底凈高為180 mm,為確保轉(zhuǎn)換梁通長(zhǎng)面筋錨入柱內(nèi)梁底的長(zhǎng)度達(dá)到32d,在澆筑轉(zhuǎn)換層以下1層混凝土?xí)r將框支梁面筋安裝完畢,框支梁面筋采用鋼管支架進(jìn)行臨時(shí)支撐固定(圖3)。
圖3 轉(zhuǎn)換梁面筋提前安裝
轉(zhuǎn)換梁、柱鋼筋直徑大、分布密集,梁主筋排數(shù)多、水平間隙小,梁柱節(jié)點(diǎn)尤為密集,為確保鋼筋安裝質(zhì)量,本工程轉(zhuǎn)換梁所有主筋均采用套筒連接。底筋采用預(yù)制混凝土塊作保護(hù)層墊塊,2排鋼筋之間用鋼筋作支墊,以確保保護(hù)層厚度及鋼筋間距滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。
鋼筋安裝與支模配合交替進(jìn)行,確保各排鋼筋層次分明、關(guān)系清楚。
3.3.1 材料選用及配合比控制
本工程轉(zhuǎn)換梁鋼筋密集,梁主筋排數(shù)多、水平間距狹小,梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋排布復(fù)雜,為確?;炷恋臐仓|(zhì)量,轉(zhuǎn)換梁、柱采用自密實(shí)混凝土。
同時(shí),轉(zhuǎn)換層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45,施工時(shí)間為8—9月,天氣炎熱。為確保轉(zhuǎn)換梁大體積混凝土順利澆筑,避免出現(xiàn)裂縫,在混凝土拌制前,對(duì)其配合比進(jìn)行優(yōu)化,選用低水化熱水泥、添加高效減水劑、摻入Ⅰ級(jí)粉煤灰作為摻合料,取代部分水泥,以降低混凝土水化熱,同時(shí)提高混凝土的和易性、降低水灰比?;炷撂涠瓤刂圃?40~160 mm之間。
3.3.2 混凝土澆筑
框支梁混凝土采取分層往復(fù)式澆筑,每層澆筑厚度不超過(guò)300 mm;在澆筑混凝土?xí)r,嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間在同一個(gè)地方連續(xù)放料,各層澆筑采用斜面分層,按1∶6自然流淌形成斜面,上層混凝土應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑完畢,以避免出現(xiàn)冷縫。
3.3.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)
轉(zhuǎn)換梁混凝土在澆筑完成后,及時(shí)覆膜灑水養(yǎng)護(hù),拆模后必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)使用專(zhuān)用混凝土養(yǎng)護(hù)液對(duì)梁體表面進(jìn)行噴灑,養(yǎng)護(hù)時(shí)間持續(xù)不少于14 d。
1)施工期間,模板支撐體系穩(wěn)定性好、桿件實(shí)測(cè)無(wú)明顯變形;轉(zhuǎn)換層以下2層結(jié)構(gòu)均未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂和破壞,充分說(shuō)明對(duì)下部結(jié)構(gòu)支撐體系的加強(qiáng)使得施工荷載傳遞均勻,保證了結(jié)構(gòu)的安全。
2)梁下預(yù)制混凝土支撐塊安拆比較方便,轉(zhuǎn)換梁拆模后經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)裂縫、蜂窩等質(zhì)量缺陷,整體觀感質(zhì)量?jī)?yōu)良。
3)經(jīng)分析,轉(zhuǎn)換梁大體積混凝土的裂縫應(yīng)從以下幾方面加以控制:原材料、外加劑的選擇及混凝土配合比的優(yōu)化;合理的施工工藝(采取有效措施降低混凝土的坍落度及入模溫度);科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方法及測(cè)溫、控溫措施(既要保證混凝土充分濕潤(rùn),又要控制內(nèi)外溫差不超過(guò)25 K)。
4)將轉(zhuǎn)換梁面筋提前安裝,同時(shí),轉(zhuǎn)換梁主筋采用套筒連接,操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量易控制。
綜上所述,本施工方法在狹小空間下的大截面梁施工中有利于縮短工期、降低成本,同時(shí)能很好地保證施工質(zhì)量,值得在同類(lèi)型工程中推廣。