現澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應用的技術經濟性研究

趙志龍

（陜西省土地工程建設集團，陜西 西安 710075）

新時期，大型住宅小區及公共建筑中均配建有人防地下室，一般為6 級人防，部分重要建筑物配建5 級人防或更高級別的人防工程。以前的人防工程大多采用普通的框架梁加實心厚板或直接采用實心板柱結構。隨著現澆混凝土無梁空心樓蓋（BDF） 技術的越來越成熟，空心樓蓋越來越多的應用到人防地下室頂板中。通過對眾多已經施工完成的人防地下室頂板工程的對比，我們發現在人防工程中采用現澆混凝土無梁空心樓蓋技術可以直接降低人防地下室頂板的成本，同時還可以節約其他相關費用，經濟效益比較明顯。本文以實際工程為例對有梁實心板與現澆混凝土無梁空心樓蓋，實心無梁樓蓋與現澆混凝土空心無梁樓蓋進行了對比、分析，以體現現澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應用的經濟性。

1 現澆混凝土無梁空心樓蓋

空心樓蓋是一種現澆鋼筋砼空心樓蓋；也叫現澆無梁空心樓蓋，安裝芯模產品后現澆而成的空心無明梁樓蓋?？招臉巧w，包括鋼筋、砼、芯模，芯模埋置在鋼筋砼中，其特征在于芯模內填充有輕質材料?？招臉巧w是一種技術，不是一種產品，其具體要求見國家技術規范《現澆混凝土空心樓蓋技術規程》JGJ/T268-2012?？招臉巧w適用于現澆鋼筋砼或預應力鋼筋砼的樓蓋、屋蓋、墻體、基礎底板以及橋梁使用。其適用范圍為：

1） 空心樓蓋適用于辦公樓宇、倉庫廠房、地下車庫、立交橋、大型商場、學校教學樓以及圖書館等大跨度的建筑；2） 需靈活間隔或經常改變使用用途的建筑，如：賓館、娛樂場所、住宅、公寓等；3） 采用集中式空調的建筑；4）有特殊隔音、保暖要求的建筑。

2 現澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應用的技術

2.1 施工控制要點

空心樓蓋在泵送混凝土澆筑過程中產生的浮力效應尤為突出。由于高強薄壁內模較輕且兩端封閉，在流體混凝土中，內模要排出混凝土體積，必然會受到很大的上浮力；另外，混凝土振搗時骨料下沉，容易沉積在芯模底部，造成芯模受擠壓上浮而無法回落。因此，抗浮是施工難點，必須采取綜合施工技術措施。

1） 固定控制抗浮：當芯模安放定位符合設計要求后，為了空心管的浮力能夠傳到有效的固定點而確保其不浮起，必須設置抗浮點（圖1）。通常做法是：先將芯模牢固的綁扎于板底一排鋼筋上，再用雙根鐵絲扣在底層鋼筋交叉點并穿過模板固定在支撐系統的鋼管上。

2） 澆筑方式抗?。?混凝土布料機順管平行方向進行澆筑，多人隨機從管兩側進行振搗，宜采用30 mm 的振動棒，并控制振搗間距，不能過振，否則混凝土會擠入芯模底部，導致局部芯模上浮。 在保證混凝土不出現冷縫的情況下，分上下兩層澆筑混凝土，先澆筑2/3 板厚，待本板塊一層澆筑完畢，立即進行二次澆筑，輕震后，采用平板振動器沿芯管垂直方向振搗板面，最后人工收抹平整。

圖1 某工程內?？垢↑c布置示意圖（單位：mm）

3） 作業人員控制：施工措施再好，就怕作業人員走調。所以，澆筑作業前要進行切實的技術交底，提高作業人員操作水平，控制好作業順序、振搗方式、振搗力度等。并要派專人現場跟班作業，及時對已成型樓蓋混凝土進行跟蹤檢測。

2.2 施工注意事項

現澆混凝土空心樓蓋在順管和橫管兩個方向的剛度不盡相同，受力情況也有區別，而實心混凝土樓蓋則假定兩方向的剛度相同，具有各向同性的受力特點。但從受力計算方面兩者又有共同點，就是樓板各方向先產生變形，再通過各方向變形協調，產生樓板的邊界內力。因此盡管兩種板材的剛度分配方式不同，但它們都通過變形協調來調整內力。

1） 按等效實心樓蓋計算的簡化設計方法可以適用于空心樓蓋的整體受力概況，但不能反映空心樓蓋局部應力分布細節信息；

2） 現澆空心樓蓋的剛度大、整體性強、受力性能類似于實心樓蓋，主要表現在空心樓蓋的應力和應變分布趨勢均與實心板類似，但是空腔的存在使空心樓蓋在局部的位置出現應力和應變較大的現象。因此，在設計階段要保證空心管上下較薄位置有足夠的雙向配筋。

3） 混凝土空心樓蓋的計算仍可按彈性薄板理論進行，即可以按等效實心平板受力體系相同考慮；在四邊支承板的四個角和跨中位置的應力和應變都比較大，設計時對這些位置可以布置鋼筋網片來加強。

4） 除去中和軸附近的部分材料，對混凝土樓蓋的整體剛度削弱很少，而對樓蓋的自重荷載減少是十分明顯的，這一點能有效地解決由于大跨厚板帶來的自重過大的不利影響，但在工程設計中應保證樓蓋的一些構造要求： 樓蓋的上下表層的混凝土厚度應不小于50 mm，以確保鋼筋的保護層厚度； 芯管之間的凈距不小于50 mm； 應采取措施將芯管均勻布置在截面的中央，提高空心樓蓋的整體受力性能。

5） 空心樓蓋破壞屬于適筋破壞，延性好，無剪切破壞裂縫；試驗值與按現行規范的計算承載力值吻合較好，撓度和裂縫均滿足規范要求，能滿足正常工作條件。

6） 空心樓蓋在柱端截面周邊呈現更顯著的內力集中區，這說明柱端抗沖切承載力在進行結構設計時起控制作用。在實際工程設計中，可以按等效實心樓蓋的簡化方法計算空心樓蓋的內力和配筋，但必須采取構造措施，以加強空心樓蓋的薄弱部位。

3 現澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中的應用技術經濟性

下文主要是以現澆空心樓板和有梁板結構經濟性進行對比，具體見表1。

除了上述內容外，還包括：

3.1 地下室人防工程基坑支護造價比較

在同等凈空高度下，現澆混凝土無梁空心樓蓋地下人防埋置深度比普通梁板方案要少0.4 m，若考慮風管施工操作空間的影響，地下室埋置深度估計約減少0.3 m。經估算，地下室埋置深度每少1 m，則按照基坑周長計算，支護費用降低1500 元/m，故基坑支護費用要節約造價約12.00 元/m2。

表1 現澆空心樓蓋與有梁板結構方案經濟比較

3.2 地下室人防土方開挖造價比較

一般情況下土方開挖費用約為30 元/m3，若地下室埋置深度減少0.3 m，可節約土方開挖費用約9.00 元/m2。（注：0.3m×30 元/m3= 9.00 元/m2）。

3.3 地下室基礎底板配筋造價比較

由于地下室人防工程埋置深度少0.3 m，因此地下室水浮力將減小，地下室底板的配筋數量將有所減少，經計算節省約20 元/m2。

3.4 工期比較

現澆混凝土無梁空心樓蓋大大簡化了模板鋪裝及鋼筋幫扎工作，同時在鋼筋及混凝土用量上也有所減少，雖然增加了空心管的安裝工作，但根據多個工程考察、比較，采用空心樓蓋技術就樓蓋自身而言工期節約1/4～1/3。由于基坑深度減少0.3 m，土方開挖量減少、基坑支護的工作量減少、難度也有所降低，坑的排水工作量也相對減少，工期因此也有所節約。

4 結語

綜上所述，現澆鋼筋混凝土空心樓蓋總體的經濟價值是非常顯著的。同時現澆鋼筋混凝土空心樓蓋的應用更加的符合國家現有的方針政策, 滿足節能減排的要求。隨著國民經濟的發展, 現澆鋼筋混凝土空心樓蓋技術的不斷改進, 其發展空間是巨大的。