現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究

趙志龍

（陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)，陜西 西安 710075）

新時期，大型住宅小區(qū)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(shí)心厚板或直接采用實(shí)心板柱結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋（BDF） 技術(shù)的越來越成熟，空心樓蓋越來越多的應(yīng)用到人防地下室頂板中。通過對眾多已經(jīng)施工完成的人防地下室頂板工程的對比，我們發(fā)現(xiàn)在人防工程中采用現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋技術(shù)可以直接降低人防地下室頂板的成本，同時還可以節(jié)約其他相關(guān)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。本文以實(shí)際工程為例對有梁實(shí)心板與現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋，實(shí)心無梁樓蓋與現(xiàn)澆混凝土空心無梁樓蓋進(jìn)行了對比、分析，以體現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

1 現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋

空心樓蓋是一種現(xiàn)澆鋼筋砼空心樓蓋；也叫現(xiàn)澆無梁空心樓蓋，安裝芯模產(chǎn)品后現(xiàn)澆而成的空心無明梁樓蓋。空心樓蓋，包括鋼筋、砼、芯模，芯模埋置在鋼筋砼中，其特征在于芯模內(nèi)填充有輕質(zhì)材料?？招臉巧w是一種技術(shù)，不是一種產(chǎn)品，其具體要求見國家技術(shù)規(guī)范《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》JGJ/T268-2012?？招臉巧w適用于現(xiàn)澆鋼筋砼或預(yù)應(yīng)力鋼筋砼的樓蓋、屋蓋、墻體、基礎(chǔ)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(xué)校教學(xué)樓以及圖書館等大跨度的建筑；2） 需靈活間隔或經(jīng)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(diào)的建筑；4）有特殊隔音、保暖要求的建筑。

2 現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中應(yīng)用的技術(shù)

2.1 施工控制要點(diǎn)

空心樓蓋在泵送混凝土澆筑過程中產(chǎn)生的浮力效應(yīng)尤為突出。由于高強(qiáng)薄壁內(nèi)模較輕且兩端封閉，在流體混凝土中，內(nèi)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(diǎn)，必須采取綜合施工技術(shù)措施。

1） 固定控制抗?。寒?dāng)芯模安放定位符合設(shè)計(jì)要求后，為了空心管的浮力能夠傳到有效的固定點(diǎn)而確保其不浮起，必須設(shè)置抗浮點(diǎn)（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(diǎn)并穿過模板固定在支撐系統(tǒng)的鋼管上。

2） 澆筑方式抗?。?混凝土布料機(jī)順管平行方向進(jìn)行澆筑，多人隨機(jī)從管兩側(cè)進(jìn)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?xí)D入芯模底部，導(dǎo)致局部芯模上浮。 在保證混凝土不出現(xiàn)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(jìn)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(nèi)模抗浮點(diǎn)布置示意圖（單位：mm）

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

2.2 施工注意事項(xiàng)

現(xiàn)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(qū)別，而實(shí)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(diǎn)。但從受力計(jì)算方面兩者又有共同點(diǎn)，就是樓板各方向先產(chǎn)生變形，再通過各方向變形協(xié)調(diào)，產(chǎn)生樓板的邊界內(nèi)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(xié)調(diào)來調(diào)整內(nèi)力。

1） 按等效實(shí)心樓蓋計(jì)算的簡化設(shè)計(jì)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(yīng)力分布細(xì)節(jié)信息；

2） 現(xiàn)澆空心樓蓋的剛度大、整體性強(qiáng)、受力性能類似于實(shí)心樓蓋，主要表現(xiàn)在空心樓蓋的應(yīng)力和應(yīng)變分布趨勢均與實(shí)心板類似，但是空腔的存在使空心樓蓋在局部的位置出現(xiàn)應(yīng)力和應(yīng)變較大的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)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(jì)算仍可按彈性薄板理論進(jìn)行，即可以按等效實(shí)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(yīng)力和應(yīng)變都比較大，設(shè)計(jì)時對這些位置可以布置鋼筋網(wǎng)片來加強(qiáng)。

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(diǎn)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(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓蓋的一些構(gòu)造要求： 樓蓋的上下表層的混凝土厚度應(yīng)不小于50 mm，以確保鋼筋的保護(hù)層厚度； 芯管之間的凈距不小于50 mm； 應(yīng)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(yàn)值與按現(xiàn)行規(guī)范的計(jì)算承載力值吻合較好，撓度和裂縫均滿足規(guī)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(xiàn)更顯著的內(nèi)力集中區(qū)，這說明柱端抗沖切承載力在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時起控制作用。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可以按等效實(shí)心樓蓋的簡化方法計(jì)算空心樓蓋的內(nèi)力和配筋，但必須采取構(gòu)造措施，以加強(qiáng)空心樓蓋的薄弱部位。

3 現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋在人防工程中的應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

下文主要是以現(xiàn)澆空心樓板和有梁板結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，具體見表1。

除了上述內(nèi)容外，還包括：

3.1 地下室人防工程基坑支護(hù)造價比較

在同等凈空高度下，現(xiàn)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(fēng)管施工操作空間的影響，地下室埋置深度估計(jì)約減少0.3 m。經(jīng)估算，地下室埋置深度每少1 m，則按照基坑周長計(jì)算，支護(hù)費(fèi)用降低1500 元/m，故基坑支護(hù)費(fèi)用要節(jié)約造價約12.00 元/m2。

表1 現(xiàn)澆空心樓蓋與有梁板結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)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(fèi)用約為30 元/m3，若地下室埋置深度減少0.3 m，可節(jié)約土方開挖費(fèi)用約9.00 元/m2。（注：0.3m×30 元/m3= 9.00 元/m2）。

3.3 地下室基礎(chǔ)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(shù)量將有所減少，經(jīng)計(jì)算節(jié)省約20 元/m2。

3.4 工期比較

現(xiàn)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(jù)多個工程考察、比較，采用空心樓蓋技術(shù)就樓蓋自身而言工期節(jié)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(hù)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(jié)約。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋總體的經(jīng)濟(jì)價值是非常顯著的。同時現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋的應(yīng)用更加的符合國家現(xiàn)有的方針政策, 滿足節(jié)能減排的要求。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋技術(shù)的不斷改進(jìn), 其發(fā)展空間是巨大的。