劉廣超

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410000）

0 前言

在超高層建筑的高位轉(zhuǎn)換層之中，巨型梁往往發(fā)揮著承重梁的作用，能為高位轉(zhuǎn)換層提供基礎(chǔ)支撐。因此，巨型梁的施工技術(shù)將會直接影響超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層的安全性和實用性。在實踐工作中，要提高超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量，相關(guān)工作人員必須根據(jù)工程項目的具體要求，制定科學的施工方案，并不斷推進高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工技術(shù)優(yōu)化。

1 超高層建筑的轉(zhuǎn)換層

在超高層建筑物當中，若某一樓層上下部分的平面使用功能不同，則其結(jié)構(gòu)類型也會存在差異，要確保二者有效連接就需要利用這一樓層進行轉(zhuǎn)換，則該樓層被稱為轉(zhuǎn)換層[1]。在建筑物當中，轉(zhuǎn)換層的主要作用就是提供大的室內(nèi)空間和入口，實現(xiàn)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分區(qū)的優(yōu)化，為提升建筑物實用性做保障。通常來說，高層建筑中的轉(zhuǎn)換層主要有梁式轉(zhuǎn)換層、實體板式轉(zhuǎn)換層、桁架式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層等多種類型。當轉(zhuǎn)換層位于地面的三層以上時，可將其視為高位轉(zhuǎn)換層。為保證使用質(zhì)量和功能性，轉(zhuǎn)換層的設(shè)計應(yīng)該基于少轉(zhuǎn)換、直接傳力、強下弱上、計算全面和機構(gòu)優(yōu)化等幾項原則而開展。

2 案例工程概述

某建筑工程項目的主體結(jié)構(gòu)是由8棟超高層塔樓和裙房組合而成的城市綜合體，建筑功能十分多樣，內(nèi)含辦公樓、餐飲會所、住宅、酒店、商場和服務(wù)公寓。項目中的超高層建筑高度并不完全相同，最低高度為250m，最高高度為350m，建筑的總體建筑面積超過112萬平方米。如圖1所示，案例工程的4棟250m超高層塔樓頂部，以一條長度為300m的空中連廊（觀景天橋）相連，連廊與地面的距離為239.85m，在設(shè)計環(huán)節(jié)將利用大截面巨型混凝土梁來充當高位轉(zhuǎn)換層的基礎(chǔ)支撐。同時，空中連廊和塔樓之間基于隔震支承相連，能對地震能量進行有效釋放，可以為這一觀景天橋的穩(wěn)固性和安全性提供保障。對于4棟塔樓而言，它們?yōu)橛^景天橋所提供的支座和支撐力各不相同，除了T4South塔樓有8個支座以外，T2、T3South和T5都只有6個支座。觀景天橋的支座支承都被安裝在塔樓頂整層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換梁上，其深度約為5m。本文以T2塔樓的屋面轉(zhuǎn)換巨梁為例，對超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工技術(shù)進行研究。

圖1 案例工程結(jié)構(gòu)

3 巨型梁施工思路和技術(shù)重難點

3.1 施工重難點

本次案例要開展超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工，涉及的巨型梁有6條，其截面高度和跨度分別為5m和9.6m。這種巨型梁大多為混凝土梁，分屬于高大模板體系，若基于一次性澆筑則無法滿足實際需求。不過，要是在施工環(huán)節(jié)以鋼結(jié)構(gòu)桁架作為支撐體系，則會大大提升施工難度和成本。但在施工環(huán)節(jié)，若基于多次澆筑形式作業(yè)，則可以利用常規(guī)鋼管腳手架施工，雖然可保證施工成本可控，但十分容易延誤工期[2]。巨型梁的鋼筋數(shù)量十分密集，在后期施工人員往往無法難以開展剔鑿工作，則施工質(zhì)量風險會隨之增加。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，如何選擇巨型梁澆筑模式和模架體系，都是施工難點，將直接影響施工質(zhì)量和安全。

同時，在施工環(huán)節(jié)還需要合理設(shè)計支撐樓層數(shù)。在實踐中，若基于傳統(tǒng)思路施工，則必須在下部樓層中加設(shè)多層架體支撐的方式，來保證支撐架體穩(wěn)定，使其能切實滿足荷載支撐。但這種方式往往會造成支撐層數(shù)超標，將造成嚴重的支撐材料成本上升和資源浪費。而且，在這種施工模式之下，裸露架體的防護難度極高，十分容易引發(fā)安全事故。因此，提高保障架體支撐防護的安全性、控制支撐樓層數(shù)和施工成本也是超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工的重難點。此外，在施工中還必須重點關(guān)注巨型梁和連橋支座的結(jié)合情況，只有對錨栓安裝精度進行合理控制，才能保證施工有效性。

3.2 施工思路

為提高施工質(zhì)量，相關(guān)工作人員應(yīng)該在實踐前就明確施工思路。在本次施工之中，相關(guān)工作人員需要以實現(xiàn)施工安全、成本、質(zhì)量最佳化為目標制定施工思路和方案。比如，充分考慮未施工巨梁下部4層的配筋補強設(shè)計問題，保障梁板承載力，計算灰頂層數(shù)和支撐層數(shù)最小標準值等。在施工時，應(yīng)該在保證質(zhì)量和安全的前提下，將施工成本控制到最低。

同時，在開展巨型梁施工時相關(guān)工作人員還需要合理應(yīng)用疊合梁受力原理，為保證巨型梁的分層澆筑有效性和施工安全性奠定基礎(chǔ)。此時，首次澆筑后，混凝土的結(jié)構(gòu)承載力應(yīng)該具備承載第二次澆筑荷載的能力，而且在開展下部4層梁板補強時，還應(yīng)該合理控制施工縫的位置與施工間歇期，為切實提高施工質(zhì)量做好準備。為保證支座預(yù)埋準確，還需要有效完成鋼筋放樣，并對支座的安裝情況進行模擬，為實現(xiàn)支座位置優(yōu)化設(shè)計提供輔助。

4 超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁的施工技術(shù)要點

在超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁，相關(guān)工作人員需要妥善處理巨型梁的混凝土澆筑問題。在此環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)工程的實際需求和作業(yè)要求，制定科學的施工方案，并在實際作業(yè)環(huán)節(jié)有效開展施工質(zhì)量控制，為把控超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工技術(shù)要點，為提高工程施工質(zhì)量和效率奠定基礎(chǔ)。

4.1 梁體分層位置

在本次施工之中，相關(guān)工作人員應(yīng)先完成梁底剪力墻的混凝土澆筑再開展巨型梁的混凝土澆筑，要保證施工質(zhì)量就絕對不能擅自改變施工順序。因此，在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員應(yīng)先確定梁底標高，以1000mm為界限開展剪力墻混凝土澆筑。此時，確保梁面筋錨與梁底標高的距離為1000mm。澆筑剪力墻混凝土后，即可根據(jù)梁截面大小開展梁體的混凝土澆筑工作。

在此環(huán)節(jié)，高度和截面不同的梁在澆筑方式上存在明顯差異。在對長度超過3000mm的巨型梁進行澆筑時，相關(guān)工作人員應(yīng)考慮因梁截面過大而引發(fā)的施工復(fù)雜性和安全性問題。此時，若基于常規(guī)方法對巨型梁進行一次澆筑，則相關(guān)工作人員需要根據(jù)梁截面來搭設(shè)腳手架支撐體系；但由于此類型梁的截面過大，導(dǎo)致梁支撐體系復(fù)雜、搭設(shè)難度大且工作效率低。所以，在實踐中可選用三次澆筑方式來完成巨型梁的混凝土澆筑。為保證混凝土澆筑有效性，需要對不同批次的澆筑位置進行合理規(guī)劃[3]。比如，基于次梁標高，以1000mm為首次澆筑分界線；然后在第二次澆筑時，可將澆注位置到3000mm處，兩次澆筑都需要留設(shè)梁柱剪力墻水平施工縫。在二次澆筑的7d以后，可以重新開展頂筋支撐并完成第三次澆筑，此時應(yīng)次梁和板面澆筑?；炷翝仓ぷ鏖_展環(huán)節(jié)，相關(guān)人員必須做好時間、進度和質(zhì)量把控，還需要在施工中妥善完成底膜安裝、鋼筋綁扎、隱蔽驗收、施工縫剔鑿和混凝土養(yǎng)護等工作。

4.2 巨型梁施工過程要點

在巨型梁施工過程中，相關(guān)工作人員必須開展高質(zhì)量的補強設(shè)計和支撐體系設(shè)計，這是保證巨型梁施工安全的關(guān)鍵。此時，應(yīng)提前完成梁體投影下未施工樓層的補強設(shè)計，保障其配筋承載力得以提升。以本次工程的T3South塔樓巨型梁為例，梁體的混凝土澆筑共分三次完成，首次澆筑1m，以腳手架來承擔混凝土的重量，過10d放松腳手架進行第二次澆筑，澆筑2~3m區(qū)域，此時由下部1m和腳手架共同承擔混凝土的重量。再過7d，對3m以上位置進行第三次澆筑。在這一環(huán)節(jié)，只有保證梁體混凝土的強度達到設(shè)計標準，做好補強設(shè)計才可以進行下一次澆筑。若無法確定巨型梁的混凝土澆筑安全性，可基于IBM技術(shù)進行三維模擬，通過該建立計算模型確定施工方案和技術(shù)的可行性。

4.3 施工縫

在澆筑混凝土時，若無法實現(xiàn)一次性澆筑，就需要對結(jié)構(gòu)進行分段澆筑，兩次澆筑之間的混凝土接縫就是施工縫。其實，混凝土澆筑的施工縫并非真實的縫隙，它只是兩次澆筑的混凝土之間形成的結(jié)合面。在工程項目中，是否留設(shè)施工縫需要根據(jù)實際受力情況和工程要求判斷。在本次施工之中，巨型梁混凝土澆筑后的施工縫處理也是技術(shù)要點之一。當施工人員完成初次澆筑以后，應(yīng)該重點把控混凝土的初凝時間，在初凝時施工人員必須對梁柱的水平施工縫進行鑿毛和除塵，并基于高壓水槍完成沖洗。而且，施工人員必須在完成素水泥漿涂刷以后，再進行第二次澆筑，為增強混凝土墻面的咬合力奠定基礎(chǔ)。在開展第三次澆筑時，也應(yīng)該重復(fù)上述操作，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

在實踐中，要保證疊合面與構(gòu)造要求相符，就應(yīng)該做好箍筋閉合工作。比如，于施工縫下的50mm標高位置，設(shè)置拉鉤，并設(shè)置縱向構(gòu)造筋，保證拉鉤與箍筋的直徑和間距相同；而且，此類型鋼筋的直徑也應(yīng)該等同于梁側(cè)構(gòu)造筋。同時，在本次施工中為了對巨型梁的施工縫接合提供保障，相關(guān)工作人員應(yīng)該合理應(yīng)用抗剪槽。比如，于施工縫的分段位置設(shè)置抗剪槽，在施工縫表面安裝50mm×100mm的木方，并將木方長度控制在50cm后以80cm的為間距布設(shè)木方。此時，應(yīng)依照梁體的跨度設(shè)置木方位置，并確保其與梁邊的距離為500mm。

4.4 施工質(zhì)量控制

在超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁施工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員必須保證施工質(zhì)量，否則會對建筑物的整體施工安全造成極為嚴重的影響。那么，在實際作業(yè)環(huán)節(jié)相關(guān)工作人員應(yīng)該有效開展混凝土澆筑質(zhì)量控制工作。在此環(huán)節(jié)，應(yīng)先對混凝土拌合物的坍落度、擴展度以及用料情況進行嚴格控制，并重點關(guān)注混凝土澆筑環(huán)節(jié)的養(yǎng)護工作[4]。比如，在澆筑12h以后開展混凝土養(yǎng)護，基于噴水或灑水等操作完成混凝土保濕，保證養(yǎng)護時間不少于21d。同時，在混凝土施工控制環(huán)節(jié)，還應(yīng)該保證振搗質(zhì)量，確保澆筑密實度與施工的實際要求相符。

當然，在巨型梁施工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員也應(yīng)該重視模板和抗剪槽施工。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)合理控制拆模時間，避免因過早拆模引發(fā)施工問題，施工人員必須在獲得監(jiān)理單位許可后再進行拆模。而在抗剪槽施工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員不僅要合理選用木方，更要讓木方適度濕潤，為后續(xù)施工做好準備。

4.5 安全控制

超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層巨型梁的施工安全，事關(guān)建筑物整體施工安全和施工人員的人身安全。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員必須保證施工過程合理、方案可行，還要通過實時監(jiān)督和追蹤來控制施工安全和施工質(zhì)量。在此環(huán)節(jié)，最為重要的就是合理設(shè)置梁體的支撐體系，保證結(jié)構(gòu)施工層下的支撐體系具有良好的承載能力和可控性，使其能切實發(fā)揮支撐作用。而且，相關(guān)工作人員還應(yīng)該在支撐體系中布設(shè)監(jiān)控點，為有效開展梁體混凝土澆筑監(jiān)控做好充分準備。

同時，施工環(huán)節(jié)相關(guān)工作人員還應(yīng)該隨著室外環(huán)境變化而及時調(diào)整施工方案，以免因惡劣天氣造成安全事故。比如，在大風暴雨天氣暫停施工。在實踐中，必須加強安全防護措施管理，要求所有施工人員佩戴全套安全防護設(shè)備，保證高空作業(yè)安全。在施工之前，相關(guān)工作人員應(yīng)該對施工場地進行全面檢查，并且對施工材料的質(zhì)量進行全面把控，通過分批抽檢和篩查的方式完成質(zhì)量檢驗，嚴禁不合格材料入場。此外，混凝凝土澆筑環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員應(yīng)該做好結(jié)構(gòu)模板施工安全控制，合理防控漲模和爆模風險，為保證施工安全奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

綜上所述，設(shè)置轉(zhuǎn)換層能夠為超高層建筑提供大空間和大入口，進一步提升超高層建筑的功能性。而在超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層施工環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員必須重視支撐結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，切實把控巨型梁施工要點，不斷推進該項目施工技術(shù)優(yōu)化，為保障超高層建筑高位轉(zhuǎn)換層的使用有效性和安全性奠定基礎(chǔ)。