关于结构转换层两次浇筑混凝土施工应注意的问题

摘 要 ：随着我国建筑行业的发展,建筑技术的不断完善,高层建筑物也越来越多.建筑施工中出现的问题也就相应的增多.本文就关于结构转换层两次浇筑混凝土施工应注意的问题进行分析,供大家参考.

关 键 词 ：高层建筑 结构转换层 两次浇筑 混凝土 问题

高层建筑结构转换层无论是采用厚板、转换梁或者箱形结构,自重荷载都较大,通常可达到40～70kN/m2.承建商出于技术、经济等方面的考虑,希望在转换层结构施工时,设置水平施工缝,采用分两次浇筑混凝土的方法.目的是减小首次浇筑混凝土的重量,有利于模板和支撑系统的设计；在浇筑第2次混凝土时,可以利用首次浇筑的混凝土结构的承载力,降低模板和支撑系统的成本.这种思路是正确的,通常能得到业主、设计和监理方面的认同而成为实施方案.但是笔者在看过一些转换层施工方案后,认为在实施方案编制中,有些问题尚应注意.

1.转换层结构混凝土一次浇筑和两次浇筑的区别

采用一次浇筑的施工方案时,模板和支撑系统将承受转换层结构的全部自重和施工荷载.转换层结构浇筑完毕后,在模板拆除前（如果不考虑混凝土收缩、温度变化等非荷载因素）结构处于零应力状态.模板及支撑拆除后,转换层结构即进人符合设计条件的工作状态.

采用两次浇筑的施工方案时,情况将有很大变化：

（1）模板和支撑系统（无论采用何种模板支撑方式）在浇筑首次混凝土时,仅承受该部分结构自重和施工荷载.浇筑第2次混凝土时,将与首次浇筑成型的混凝土结构共同承担二次浇筑时的自重和施工荷载.两者各自所承担的荷载份额,原则上遵循变形协调规律按各自的刚度分担.因此,模板和支撑系统的内力和变形将是上述两个过程的迭加值.

（2）转换层首次浇筑的混凝土结构在第2次混凝土浇筑前处于零应力状态,在第2次混凝土浇筑后,转变为受力状态.其内力大小将取决于水平施工缝的位置和模板支撑系统的刚度这两个主要因素.在转换层模板拆除前,转换层结构的下部（首次浇筑部分）处于有应力状态,而上部（第2次浇筑部分）却处于零应力状态.模板拆除转换层结构进人工作状态后,除承担由设计条件所产生的内力外,其施工阶段产生的内力将始终迭加在构件的各种内力状态中,是一种不可消除的初始条件.

2.关于模板和支撑系统的设计

通常做法是：①由柱和工具钢梁、钢斜撑或钢桁架等构成模板支撑系统；②由竖向支撑通过转换层以下若干层楼面结构构成模板支撑系统；③由竖向支撑逐层向下支顶,直到底层地面或地下室底板.无论采用哪一种做法,在体系设计的荷载分析中,都不能仅考虑浇筑首次混凝土时的自重和施工荷载,而应考虑两次浇筑混凝土的全过程.

采用方法①时,往往因为工具梁的刚度有限而导致第2次浇筑混凝土时,在首次浇筑的混凝土结构中产生较大的内力.因此,工具梁体系设计时,不仅在承载力方面应有一定的富裕度,而且应有一定的刚度要求,以利于在第2次浇筑混凝土时继续发挥一定的作用.

采用方法③时,情况比较复杂.在满足支撑系统强度要求的前提下,支撑系统实际承担的荷载是随着支撑系统刚度（轴压刚度）的提高而增加的.当刚度足够大时,可以认为模板在两次浇筑混凝土时基本没有变形.因此对模板支撑而言,两次浇筑与一次浇筑其荷载条件是相同的.

方法②的支撑刚度常常介于上述两者之间,由于利用了转换层以下几层楼面结构的承载力,经济指标较好而常被采用,但必须注意的仍然是在验算需要几层楼面结构能满足施工要求时,不能仅仅考虑现浇首次混凝土时的荷载.

3.关于结构层结构的验算

结构转换层起着将上部结构的重力荷载和水平荷载向下传递的功能,不仅内力状态比较复杂而且与上部的结构形式也有很大的关系. 因此,在编制施工组织设计时,所谓对转换层结构的验算,主要是为了控制由于施工原因在结构中产生的附加内力.

如前所述,当转换层结构采用一次浇筑混凝土方案时,并没有产生附加内力.但采用两次浇筑混凝土方案时,不仅在转换层结构中产生了因施工原因导致的附加内力,而且这个附加内力并不随施工过程终结而消失,而是永久的迭加在结构中因此是必须加以控制的.这句话的另一种解释是在考虑转换层施工方案时,可以利用首次浇筑的混凝土结构的承载力,但不可以无限制的利用这个承载力.我在中鑫建设集团任职时,在编制宁波鄞州局大楼（钱江杯 省标化工地）施工方案时,要求按实际计算的附加内力和相应截面的设计计算承载力的比值不超过0.05,并因此两度修改方案,调增模板支撑刚度来降低该比值,直到最终满足小雨0.05的要求才正式批准方案.

由于施工单位不能准确了解转换层结构在原设计中的承载力富裕度,因此,在施工技术措施中作上述限制条件是必要的,尽管会在一定程度上增加模板支撑系统的成本.

另外,转换层结构分两次浇筑,首次浇筑的混凝土结构在第2次浇筑混凝土时将作为一个承重结构 （通常转换层结构的腹部不配置受力钢筋）,因此,还须验算其负弯矩区,并根据实际计算的内力情况增加配置原设计中没有考虑的负弯矩钢筋来保证结构完整的承载能力.

4.有关建议

高层建筑转换层结构是极为重要的结构部位.承建商认真编制、严格执行合理的施工方案,确保转换层结构的施工质量至关重要.

鉴于转换层结构的重要性和较为复杂的内力状态,建议设计院在结构设计时,将两次浇筑混凝土的施工方案作为一种工况纳人结构设计,以满足该方案的施工要求.否则,笔者认为本文所提到的问题应在方案编制中加以考虑.