摘要：在用地成本不断上升的环境下，建筑单位纷纷将目光投向了地下空间。特别是大型住宅小区，地下室的跨度大，需要结合地质条件和上部建筑结构特点，开展科学的设计，并在后续施工中对施工技术进行严格管理，充分发挥大面积地下室的应用优势。
关键词：地下室；顶板结构；预应力；设计；施工
0 引言
地下室预应力结构相比于框架梁板结构，在实际应用中有更加突出的优势，例如使用构件较少，无形中增加了地下室空间。此外，预应力施工还能够减少土方开挖量，兼顾了经济效益和社会效益。施工单位需要采取全生命周期的质量控制措施，分别从前期地质勘查、结构设计和施工管理等环节，确保大面积地下室的结构安全。
1 工程概况
某住宅小区总建筑面积87000平方米，地上住宅16层，地下室2层。由于该住宅小区靠近市中心，周围建筑物比较密集，将一层地下室作为停车库，为小区居民提供方便。为了提高地下室可利用空间的面积，综合考虑施工成本、地质影响后，决定采用预应力结构。
2 大面积地下室顶板预应力的结构设计
2.1 结构方案的选择
本工程地下室主要作车库及设备用，在保证地下室内有效净空高度的前提下，减少基坑的开挖深度无疑具有良好的经济性。在设计阶段，建设单位即进行了预应力框架梁结构体系与非预应力框架梁结构体系的经济性比较，经设计人员按照两种方案结合工程实际情况确定的设计条件进行结构设计，依据设计结果进行工作量计算并计算造价综合比较结果，预应力结构单方综合造价比普通结构单方综合造价节省218.38元。这对于一个7500m2的地下车库来说，经济效益是十分可观的。
2.2 预应力铰节点
由单榀框架的结构布置图可知，预应力框架梁边支座为地下室外墙，本工程地下室外墙厚度为300mm，以这样厚度的外墙为预应力框架梁的支座就只能采取铰接方式，减小分配干支座上的弯矩。然而在为数不多的预应力梁铰接节点的工程实践中，铰接的预应力框架梁一般均为屋面结构，预应力梁一般以柱子做为支座，柱子截面较大，搁置长度较长，框架梁抗剪计算结果较为，且安全便于结构受力和施工，故本工程中以宽度仅为300mm的地下室外墙作为框架梁的铰接支座就成为本工程设计和施工中的难点。
2.3 结构的布置
大面积地下室根据使用功能的不同，可以分为地下超市、地下车库等多种类型。以地下车库为例，为了最大限度的提高地下室的可用面积，增加车位数量，就需要在保证地下室结构安全的前提下，合理确定柱网尺寸和梁柱数量。以本小区工程为例，地下车库相邻两条轴线的最短距离为26m，预应力梁的最大跨度为15.3m。靠近外墙的柱子，如果柱子与外墙之间的距离小于5m，可以直接删除，这样就能够额外建设2个车位。为了提高外墙承载力，外墙结构使用铰接支座，这样不会占用地面空间，不会影响车位的划分。以每辆汽车5m计算，2台汽车前后停放，中间仍然可以预留出6m-8m的过道，不影响汽车的正常停放和同行。根据初步计算，地下室顶板预应力结构相比于普通的框架结构，可以额外多处10%-15%的空间，由此也给开发商带来了可观的经济利益。
3 大面积地下室顶板预应力结构施工
考虑到大面积地下室顶板预应力结构设计的复杂性，在具体施工阶段必须采取全过程的质量控制措施，分别从布筋、安装模板等环节上，加强技术控制，从源头上确保地下室顶板预应力结构的工程质量。
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3.1 布筋
施工人员需要对照前期制作好的设计图，仔细核对钢筋的规格参数和数量，一方面能够确保钢筋框架的施工质量，另一方面也能够保证布筋施工可用快速完成，为后续施工预留更多的时间。钢筋入场前应进行一次质量检查，主要检查钢筋材料是否有锈蚀或缺裂等问题。布筋时，采用曲线搭接的方式，提高钢筋框架的稳定性，后期浇筑混凝土后也不容易出现框架变形。完成地下室顶板所有钢筋的布设后，还要组织技术人员进行一次全面的检查，确定不存在问题后，签订责任书，继续开展下一步的施工任务。
3.2 埋管穿束
为了避免管道受到挤压，影响正常的使用，需要将管道埋设在非预应力筋上。施工人员要综合考虑地下室顶板设计和使用功能，在非预应力筋上选择若干个位置点。然后将管道平行放置在非预应力筋上。根据管道的材质，如果是非金属管道，则需要采用绑扎的方式进行管道固定；如果是金属材质的管道，则可以采用焊接方式进行固定。安装波纹管时，为了避免波纹管相互交叉产生干扰，需要逐个插入。完成一根波纹管安装后，先用十字交叉方式进行固定。所有波纹管都安装结束后，再按照设计图纸进行预应力筋的穿束。
3.3 安装模板
大面积地下室顶板需要承受的压力较大，对模板支架的承受能力也提出了较高的要求。在安装模板之前，施工单位需要根据结构设计和计算结果，分析大面积地下室顶板安全情况下的最大受力。然后根据这一数据选择模板的材质和性能参数，以提高地下室顶板的承载力。此外，如果是重复使用的模板，在安装前还要进行模板清理和检查。避免模板上残留的灰渣或孔洞，影响后期混凝土的浇筑质量。完成上述准备工作后，进行模板安装施工。安装时要特别注意钢筋节点或波纹管位置，避免与模板产生冲突。此外，对于已经安装好的模板，要及时用螺栓进行固定。所有模板安装结束后，检查相邻两块模板之间是否有明显的间隙，如果有需要进行处理，为后续的混凝土浇筑创造良好条件。
3.4 混凝土的浇筑与养护
由于地下室顶板施工本身具有一定的隐蔽性，这就需要做好混凝土的浇筑与养护工作，确保地下室顶板浇筑施工一次性完成，可以有效防止地下室顶板渗漏、裂缝等质量问题。首先，要做好混凝土的制备工作，严格按照各物料的组成比例。可以提前进行混凝土样品试验，确定达到大面积地下室顶板施工要求后，再批量制备混凝土。其次，混凝土的浇筑过程中，要避开预埋件，避免人员踩踏造成预埋件受到影响。浇筑时应遵循从下到上的顺序，可以将振捣器插入钢筋模板中，一边浇筑一边振捣，消除混凝土中的气泡，增强混凝土的密实度。
浇筑完混凝土后，注意观察是否有漏浆现象，特别是多块模板相接位置。大面积地下室顶板施工，需要留出15-20天左右的时间，进行混凝土的养护工作。大面积混凝土浇筑后，受到水化热的影响，混凝土容易因为内外温度差较大，可能会出现裂缝等质量问题。因此，必须要做好混凝土的养护，提高地下室顶板的承载力和稳定性。
4 结语
大面积地下室可以很好的解决住宅小区的停车问题，节约了地上空间，因此在现代建筑中得到了广泛应用。建筑单位在进行大面积地下室开发和建设时，也要提前做好科学的结构设计，保证顶板预应力结构的安全性和稳定性。
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作者简介：莫建华，1986.5-，男，汉族，广西贺州人，硕士研究生，工程师，研究方向结构设计。
论文作者:莫建华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：地下室论文; 预应力论文; 顶板论文; 混凝土论文; 结构论文; 大面积论文; 模板论文; 《基层建设》2018年第31期论文;