地下室頂板空心樓蓋結構設計的重點與難點

郭友

【摘要】本文以空心樓蓋的設計原理及抗震為基礎，著重分析了地下室結構設計中存在的問題，以實際為出發點對空心樓蓋的施工要點及注意事項進行了探討。

【關鍵詞】地下室；空心樓蓋；施工技術

一、前言

隨著我國社會經濟的發展，現澆混凝土空心樓蓋的應用越來越廣泛。無論是節能方面，還是結構受力方面，空心樓蓋較其他傳統的結構形式都有著很大的優越性。本文就地下室頂板空心樓蓋結構設計的重點與難點進行分析。

二、空心樓蓋的設計原理及抗震

空心樓蓋，就是按照一定規則放置內膜后經澆筑混凝土而形成空腔的樓蓋，由于內置模盒之間的空隙，板實際成為雙向工字形肋梁受力，通過肋梁將面板上的荷載傳遞給主梁，然后再由梁傳給柱。這樣，板梁柱一起形成結構空間受力體系。而且由于空心樓蓋順筒方向剛度和垂直筒向剛度不一樣，空心樓板呈現雙向異性。具體空心樓蓋的計算可以采用規范CECS175：2004《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》中建議的擬梁法，等代框架法，或者有限元分析。

對于空心樓蓋，若不設框架梁，只設暗梁，則屬于板柱結構，由于暗梁剛度小，有利于形成強柱弱梁，但是相對框架結構而言抗震性能較差，對于多層或者高層的建筑，可加適當剪力墻形成板柱剪力墻結構，根據抗規表，可應用于8度區，而對于地下室建筑，由于抗震要求低，采用無梁空心樓蓋是沒有問題的。

2、空心樓蓋技術的優勢

現澆空心樓蓋是按一定規則放置埋入式內模后，經現場澆注混凝土而在樓板中形成含輕質實心塊體或薄壁空心箱體的樓蓋。

由于混凝土樓板中間部分混凝土被輕質實心塊體或薄壁空心箱體取代，與等厚度實心樓蓋相比樓板自重減輕了約40～50%。由于被取代的混凝土位于樓板中部，這部分混凝土對樓板抗彎沒有貢獻，所以空心樓蓋與同厚度實心樓蓋相比抗彎能力沒有降低。雖然被取代的混凝土對抗剪、抗沖切有貢獻，但樓板抗剪、抗沖切能力通常遠遠大于其受到的剪力、沖切力，再加上空心樓蓋自重大幅減少，樓蓋內剪力、沖切力也相應減少，所以空心樓蓋抗剪、抗沖切能力仍然大于其受到的剪力、沖切力?？招臉巧w受拉區混凝土減少，按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率增大，空心樓蓋與同厚度實心樓蓋相比裂縫較小。

與實心樓蓋相比，同厚度空心樓蓋仍能滿足抗彎、抗剪、抗沖切及撓度、裂縫要求，由于樓蓋自重減輕了約40～50%，梁板柱墻的內力減少，基礎負荷減少，從而節省結構材料，降低工程造價。與梁-板體系相比，空心樓蓋板底平整、美觀，板下空間可靈活分割，可在層高不變的情況下增加空間凈高，從而使用起來更舒適；或在凈高不變的情況下降低層高，從而減少墻體材料，管線材料，裝修材料，節省投資；墻體材料的減少還可減少結構負荷，建筑高度的降低也減少水平力產生的內力，進而降低工程造價。

三、空心樓蓋施工方法

1、施工工藝流程：對擬建樓蓋測量放線；安裝樓蓋模板；在模板上對框架主梁、柱帽、小密肋梁、內置模盒及預埋件安裝位置定位劃線；框架梁鋼筋、柱帽鋼筋、肋間鋼筋以及板底鋼筋的綁扎安裝及驗收；安裝由專業廠家生產提供的合格模盒；模盒抗浮措施處理；模盒安裝質量驗收；板面鋼筋的綁扎安裝及驗收；混凝土澆筑；混凝土養護以及模板拆除。

2、施工技術措施：

（一）、模板工程

必須根據樓蓋的總厚度、暗梁的寬度與平面具體位置作恒載取值，進行豎向和側向穩定計算和板面豎向支撐架抗沖切計算設計模板、龍骨與支撐。

按已經確定施工方案要求，總包負責底板支撐的搭設和模板的鋪放和固定。鋼筋混凝土梁、板的模板應按設計要求起拱，當設計無具體要求時，起拱高度宜為跨度的2/1000～3/1000。模板鋪好后，在模板上按設計圖紙要求彈線放樣，標出肋梁與模盒之間的位置，方便鋼筋的綁扎和定位。

（二）、鋼筋工程

在鋪設底面面板的鋼筋前，肋梁區模板應該鉆孔穿抗浮鐵絲。對空心樓蓋而言，施工質量的主要控制點是模盒的抗浮問題。那么根據模板上的放線，要合理布置內置模盒的抗浮控制點，根據不同的模盒形式，可隨機處理，一般要確?？招陌逶跐沧⒒炷習r模盒不能上浮。

一般先鋪設底面板鋼筋，然后再是肋梁的底筋。待安裝完畢后，必須進行初步驗收。并確定鋼筋的墊塊完整可靠后，方可進行鋪設模盒的施工。在安放模盒之前可以先鋪設架立鋼筋，當架立鋼筋與肋梁中的模盒位置發生沖突時應當截斷，優先保證模盒的位置，可以將架立鋼筋的端頭綁扎在箍筋上。

（三）、模盒的安放

內置模盒被吊至安裝樓層排放前，必須對其外觀完好情況逐個檢查。對有可能漏入混凝土物料者，均需進行封補、填塞后，方可使用。對板面鋼筋安裝之前損壞嚴重的內模，應予以更換；對板面鋼筋安裝之后損壞的內模，應采取有效的修補措施封堵。

一般情況下，模盒位置是嚴格要求放線的。按設計圖紙的要求，將對應尺寸的模盒安放在肋梁之間。鋪放輕質模盒時，應搭設施工馬道，并且保證模盒上面不能堆放重物?？招臉巧w的預留水電線管盒應盡量布置在肋梁位置。不能布置在肋梁內的預埋盒可在相應的地方放置模盒及配件，管線可以布置在肋梁內。

（四）、混凝土工程

應采用商品混凝土，混凝土中最大粒徑小于25mm，當然15～20mm為最佳。澆筑混凝土時，先將混凝土澆至板厚1/4～1/3處，將振搗棒插入肋梁仔細振搗，不得漏震。確認振搗密實后，方可進行上層混凝土的澆筑。振搗棒宜采用小型插入振動器振搗，不得將振動器直接觸壓蜂巢芯進行振搗。泵送混凝土的泵管應盡可能的從寬扁梁上或框梁上架設，若確需從模盒頂面架設泵管，應在縱橫向肋梁交叉處的混凝土泵管下墊放減震物，以減小泵管對盒芯的沖力。

四、空心樓蓋的施工要點及注意事項

1、普通現澆鋼筋混凝土空心樓蓋的施工，不需預應力設備和技術。對鋼筋和混凝土也無其他特殊的要求，只有芯筒、箱體是比較特殊的半成品材料。施工驗收以及芯模質量檢查可參照規范CECS175：2004《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》第七章施工及驗收標準。

2、對空心樓蓋而言，施工質量的主要控制點是模盒的抗浮問題。肋梁區模板應該鉆孔穿抗浮鐵絲。那么根據模板上的放線，要合理布置內置模盒的抗浮控制點，根據不同的模盒形式，可隨機處理，一般要確?？招陌逶跐沧⒒炷習r模盒不能上浮。

3、預埋水電線管及豎向穿板套管盡量布置在芯膜間的肋梁內，厚度以內的芯筒或箱體內。對局部管線密集、管徑大的部位，應盡可能集中布置在同一箱?？鐑?，在此部分換用薄一規格的箱?；驌Q用聚苯板代替。

4、混凝土澆筑時如何保證芯膜箱體下混凝土的密實也是施工質量控制的關鍵，振搗時，振搗棒不得振搗箱體，且要確保箱體底被充填飽滿，澆筑時可以通過箱體中心的圓孔混凝土是否填滿來觀察箱體下部砼是否振搗密實。并利用圓孔在澆筑時，箱體下部混凝土排氣。

五、結束語

總之，空心樓蓋具有較好的抗震性能和良好的隔熱、隔音以及保溫等效果。是未來現澆混凝土樓板的發展方向，它會有比較廣闊的應用前景，我們應嚴格把握設計要點，抓住設計重點，不斷地進行探索和創新，有效地開發和利用地下空間，從而使建筑地下室設計工作發揮其最大的效益。

參考文獻：

[1]徐焱，申民，沈鳳云等《大跨度現澆空心板成孔施工》2014

[2]馬克儉，張華剛，鄭濤等.大柱現澆混凝土框架正交異性空心大板樓蓋結構的研究與應用，2014

[3]《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》CECS175：2004

[4] 《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》JGJ T268-2012