【原创干货】结构优化大牛案例+方案“爆解”地下室顶板预应力

爆解一：地下室顶板结构形式

地下车库由于使用功能上的特点，柱网比较规则，常规的地下车库考虑并排停三部车，柱距多为8.0～8.5m，另一个方向的柱距则为8.0～8.5m（等间距）、5＋7＋5m或12m（等间距）等几种方案。

现在地下室楼盖较为常用的有如下几种结构形式：

（1）普通混凝土梁板的结构形式；

（2）预应力混凝土梁（扁梁）+预应力平板；

（3）普通无梁楼盖或预应力无梁楼盖；

爆解二：楼盖结构布置２

地下车库取3×3跨8.1m×5.6/7.1m柱网尺寸、地下室顶板覆土1.5m，活载为5kN/m2，消防车道活载为20kN/m2。结构形式及配筋如下图，结构尺寸见表1：

　普通梁+大板结构（方案一）

预应力梁+预应力大板（方案二）

预应力扁梁+预应力大板（方案三）

预应力无梁楼盖（方案四）

从表1中可看出，采用无梁楼盖结构体系或预应力扁梁，地下室层高有所减小，这样可以将地下车库整体上抬，减少土方开挖量，减小用于抗浮设计的抗拔桩或锚杆数量。

爆解三：楼盖工程造价对比

利用软件，统计出各楼盖顶板单位面积主要材料用量，计算出各方案单方造价，见表2。

表2 楼盖材料单位用量及造价

注：混凝土用C40，综合费用450元/m3，普通钢筋取3700元/ｔ，预应力筋取7400元/ｔ；混凝土板、墙模板综合费考虑为40元/m2；

单方造价对比图

从上表看出，普通主梁+大板结构形式造价较高，预应力梁与预应力扁梁+预应力大板造价基本持平，而预应力无梁楼盖体系经济性最高。

爆解四：施工工期对比

预应力板施工工艺流程：铺板底模→绑扎板底普通钢筋→排放绑扎固定扁波纹管→穿有粘结钢绞线→安装埋件→绑扎板面普通钢筋→隐蔽工程验收→浇筑混凝土→混凝土养护→预应力筋张拉→落架及拆除模板→外露切割→灌浆→端部封裹。

预应力结构的地下室顶板在施工过程中，比普通地下室梁板结构多出的工艺即为下划线部分。概括如下：

一：铺束阶段的工艺流程可与绑扎梁、板钢筋诸多工种交叉进行，使预应力施工尽量少占工期，加快施工进度。一般情况下，铺束阶段不会发生拖延工期现象。

（上图为预应力筋铺束现场）

二：预应力张拉过程工艺涉及到模板拆除，将拖延部分工期，规范规定预应力张拉须混凝土强度达到100%后方可张拉，采用预应力结构的混凝土强度均为C40，因此其强度达到75%后，经原设计单位认可后亦可以张拉。C40混凝土强度达到75%的时间一般为15天左右，而采用普通结构地下室顶板模板拆除时间一般为12天左右，工期延误可能会在3天左右。

（上图为预应力筋张拉现场）

三：对于外露切割、灌浆、端部封裹等预应力结构施工工艺，均可在拆除模板后进行施工，对工程的工期不产生任何影响。

爆解五：工程案例

预应力楼盖体系运用较成熟，有很多建成的实际项目采用此工艺，如上海马当路华府天地地下车库，地下室顶板采用带平托板柱帽的无粘结预应力无梁楼盖，地下二层采用预应力扁梁+预应力大板：

江苏软件园总部经济大楼（人防工程）采用预应力无梁楼盖：

南京江宁区托乐嘉地下车库顶板采用预应力无梁楼盖：

总结６

采用预应力结构，造价比普通钢筋混凝土结构低。其中采用预应力扁梁或者无梁楼盖体系还可以减小地下室层高，将整个地下室上抬，减小开挖量。而且通过对预应力筋张拉，板中产生一个轴向压应力（一般为1.5~ 2.5MPa的压应力），使平板挠度大大减少，地下车库抗裂性能将大大提高。但是预应力涉及到多工种的配合，后期预应力张拉工艺，会增加部分的工期及施工管理难度。