齊小宏，王龍，徐光標(biāo)，周朝慧，田興華，陳發(fā)，楊吉星

（1、中鐵十六局集團(tuán)路橋工程有限公司北京100018；2、東華理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院南昌330013）

0 引言

地下室頂板就是地下室的頂部橫向受力構(gòu)件，主要起豎向承重的作用，同時(shí)兼具防水、抗?jié)B，建筑物整體抗浮等功能，因此合理選擇結(jié)構(gòu)形式非常重要［1］。在我國(guó)，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力地下室頂板是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)地下建筑施工技術(shù)，具有強(qiáng)度高、整體性好、抗?jié)B透性好等顯著優(yōu)點(diǎn)。使用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工時(shí)候，支模簡(jiǎn)單，樓面鋼筋綁扎和設(shè)備安裝方便，能夠大大提高施工速度［2］。因此，使用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)方案能夠帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。同濟(jì)大學(xué)的蘇小卒等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比了普通框架、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力框架和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力框架的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架具有強(qiáng)度高、殘余變形小、能形成塑性鉸等優(yōu)點(diǎn)［3］。因此，使用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力作為地下室頂板能夠滿足其所需的強(qiáng)度、剛度和防腐性要求［4］。本文結(jié)合具體工程案例分析無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工方案，具體說(shuō)明無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板的工作性能和布筋情況。

1 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板的工作性能

地下室頂板采用無(wú)粘接預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可充分利用頂板帶來(lái)的地下空間，例如在頂板上種植綠草、修建廣場(chǎng)等公共設(shè)施，用來(lái)建造舒適、功能齊全的高檔小區(qū)。在傳統(tǒng)住宅建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，運(yùn)用普通頂板進(jìn)行建造的地下室在頂板板面上往往會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)微裂縫，以至于影響地下室本身的結(jié)構(gòu)自防水性能，進(jìn)而造成地下室頂板漏水等不良后果［5］。

隨著我國(guó)工程建造領(lǐng)域新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，更好的解決方案為地下室頂板設(shè)計(jì)施工提供了新思路。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板相對(duì)于普通混凝土頂板在施工工藝、鋼筋防腐性能、經(jīng)濟(jì)性能、防水性能和頂板變形撓曲等五個(gè)方面性能更為優(yōu)異［6］，如表1所示。

2 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例應(yīng)用

2.1 工程概況

青嵐安置房工程位于南昌市經(jīng)開(kāi)區(qū)青嵐村，北臨青嵐水渠，南臨住宅區(qū)，東側(cè)為海棠路，西側(cè)為昌西大道。工程總建筑面積113 600.90 m2，其中地下室建筑面積22 084.94 m2，地上面積 89 089.94 m2。地下1 層，地上部分 8 棟，其中 1#、2#、6#、7#樓為 11 層，建筑高度31.9 m；3#、4#、5#樓為 23 層，建筑高度 67.4 m，8#樓為3層幼兒園，建筑高度11.4 m。

表1 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板與其他結(jié)構(gòu)頂板性能對(duì)比Tab.1 Performance Ccomparison of Unbonded Prestressed Roof with Other Structures

但是通過(guò)對(duì)南昌以往類(lèi)似工程的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，頂板施工過(guò)程中會(huì)在板面上產(chǎn)生大量的細(xì)微裂縫，影響地下室本身的結(jié)構(gòu)自防水性能，進(jìn)而造成地下室頂板漏水的后果［7］。針對(duì)地下室頂板施工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)微裂縫、易造成地下室頂板結(jié)構(gòu)自防水性能不佳的現(xiàn)狀，本工程擬采用新型預(yù)應(yīng)力頂板進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，以便控制施工過(guò)程中板面細(xì)微裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而優(yōu)化地下室頂板防水效果。

2.2 材料要求

本方案采用低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，直徑15.2 mm，重量1.22 kg/m，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 MPa，質(zhì)量符合規(guī)范《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線：GB/T 5224-2003》。

錨具采用Ⅰ類(lèi)錨具。固定端采用擠壓錨具，張拉端采用夾片錨具。質(zhì)量符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線：GB/T 5224-2003》規(guī)定［8］。

2.3 布筋情況

本工程針對(duì)地下室頂板施工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)微表縫、易造成地下室頂板結(jié)構(gòu)自防水性能不佳的現(xiàn)狀，采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，用來(lái)減少施工過(guò)程中板面細(xì)微裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而優(yōu)化地下室頂板防水效果。預(yù)應(yīng)力的施加通過(guò)后張法完成，具體方案如下：

2.3.1 非預(yù)應(yīng)力筋布筋情況

先在樓面綁扎板底普通鋼筋，再鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，最后綁扎普通筋。當(dāng)暗梁遇明梁時(shí)，明梁縱筋應(yīng)該在暗梁縱筋下面。

2.3.2 預(yù)應(yīng)力筋的張拉情況

張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，控制應(yīng)力為σcon=0.75fptk。張拉的過(guò)程中采用雙控法以保證張拉的質(zhì)量，即在張拉時(shí)控制張拉力，張拉完校核伸長(zhǎng)值。以保證實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論值的誤差符合規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范：GB 50204-2015》規(guī)定。

張拉設(shè)備必須按期在國(guó)家批準(zhǔn)的單位進(jìn)行標(biāo)定，否則不能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)使用。張拉過(guò)程中需要記錄儀表讀數(shù)、鋼筋伸長(zhǎng)量、鋼筋斷絲情況和混凝土破損情況，并及時(shí)告知設(shè)計(jì)師張拉情況。預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)按順序進(jìn)行，先張拉柱上板帶，再?gòu)埨缰邪鍘?，張拉時(shí)一端頂錨、另一端拉用來(lái)補(bǔ)足頂錨端的張拉力，如圖1所示［9］。

圖1 板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋曲線布置大樣Fig.1 Large Layout of Prestressed Reinforcement Curve in Plate

2.3.3 預(yù)應(yīng)力筋的封錨情況

預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，在通過(guò)初步檢驗(yàn)合格后應(yīng)切除外露多余的預(yù)應(yīng)力筋，切除時(shí)禁止使用電弧切割，應(yīng)該采用手持式無(wú)齒鋸進(jìn)行切割。然后將張拉槽孔、鋼筋和錨具上的雜物清理干凈，然后在錨具表面和外露預(yù)應(yīng)力筋表面涂刷防水防腐材料，最后用微膨脹混凝土封填。

2.3.4 后澆帶位置預(yù)應(yīng)力筋的情況

應(yīng)先布置好后澆帶兩邊的預(yù)應(yīng)力筋，然后把后澆帶連接筋插在兩側(cè)板塊的預(yù)應(yīng)力筋之間，以免張拉端與預(yù)應(yīng)力筋相碰（即使后澆帶連接筋與兩側(cè)板塊預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量完全相同，排列也應(yīng)不同），不強(qiáng)求均勻布設(shè)。允許將柱上板帶最外側(cè)一組連接筋布置在柱上、跨中板帶分界線以外不大于400 mm 的地方。后澆帶連接跨，若在暗梁中線處布置孔預(yù)應(yīng)力筋，張拉端將難以從板面彎出張拉，也嚴(yán)重影響此處的布筋質(zhì)量，因此后澆帶連接短筋可不穿過(guò)柱子。此時(shí)為能對(duì)稱(chēng)布筋，在保證柱上板帶的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量不變的前提下，將連接筋數(shù)量改為偶數(shù)，如5-4φs可改為2-4φs+4-3φs，如圖2、圖3所示。

圖2 后澆帶連接筋布置Fig.2 Post-pouring Belt Connection Bar Layout

圖3 有邊梁（側(cè)壁）板端張拉大樣Fig.3 Side Beam （Side Wall） Plate End Tensioning

2.4 后張法施工要求

工程采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，編制施工方案并對(duì)圖紙進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；預(yù)應(yīng)力筋下料時(shí)應(yīng)考慮曲線長(zhǎng)度，每跨約為1.2 倍的板厚或梁高。施工過(guò)程中，凡已布好筋的部分均宜設(shè)置樓面走道板，不允許人員往來(lái)、材料運(yùn)輸及混凝土澆筑過(guò)程中踩踏預(yù)應(yīng)力筋和普通筋，以防止鋼筋變形彎曲，保護(hù)層破損［9］。

張拉前混凝土澆筑單位應(yīng)提供80%混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)報(bào)告，才可以張拉?？紤]到本工程為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，混凝土（包括封錨混凝土或砂漿）中氯離子含量不得大于0.06%，應(yīng)按有關(guān)要求嚴(yán)格選材。

樓板開(kāi)洞必須在布筋前預(yù)留未經(jīng)設(shè)計(jì)師同意，不得在成型后的混凝土上鑿洞。預(yù)應(yīng)力筋張拉需要在樓板、剪力墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件上預(yù)留洞口，應(yīng)事先通知設(shè)計(jì)師及主體施工方，經(jīng)設(shè)計(jì)師同意方可實(shí)施［10］。預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成前，未經(jīng)設(shè)計(jì)師同意，不能拆除構(gòu)件模板。拆除模板的時(shí)候，應(yīng)從跨中向兩邊支座對(duì)稱(chēng)拆除?；炷翍?yīng)澆搗密實(shí)，要特別注意預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固端處的混凝土澆搗質(zhì)量。

2.5 應(yīng)用效果

本預(yù)應(yīng)力頂板優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)用于“江西·南昌經(jīng)濟(jì)開(kāi)區(qū)青嵐安置房總包工程”后，取得了較好效果。該工程預(yù)計(jì)開(kāi)工日期為2017年4月15日，主體結(jié)構(gòu)封頂時(shí)間為 2018 年 7 月 10 日，竣工工期為 2020 年 4 月 15日，施工總工期為36 個(gè)月。工程實(shí)際開(kāi)工日期為2017 年 4 月 15 日，主體結(jié)構(gòu)能夠提前 3 個(gè)月封頂，并且在2019年12月31日前達(dá)到竣工驗(yàn)收條件。上述工期節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的提前完成充分說(shuō)明本預(yù)應(yīng)力頂板優(yōu)化設(shè)計(jì)切實(shí)有效。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板的設(shè)計(jì)、材料要求和布筋情況。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板作為一項(xiàng)建筑結(jié)構(gòu)新技術(shù)，能夠很好的滿足地下室頂板的強(qiáng)度、剛度、耐腐蝕性和抗?jié)B透性等方面的技術(shù)需求。上述住宅建設(shè)項(xiàng)目的應(yīng)用情況也充分說(shuō)明無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板的有效性。隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多住宅建筑全面實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)人車(chē)分流，因此修建地下停車(chē)庫(kù)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，這將促使開(kāi)發(fā)商選用性能更加優(yōu)異的地下建筑結(jié)構(gòu)形式，而無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力頂板必將成為地下室主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選型。