CN104314103A

CN104314103A - 后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法

Info

Publication number: CN104314103A
Application number: CN201410222506.7A
Authority: CN
Inventors: 韩春斌
Original assignee: JIANGSU KALER PRESTRESSED ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: JIANGSU KALER PRESTRESSED ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2034-05-26
Also published as: CN104314103B

Abstract

本发明涉及一种后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：采用包括底板和顶板的无梁结构，以及后张法有粘结预应力施工，施工工法主要包括布筋、浇筑、张拉、灌浆和切割封锚工序；施工前通过地下车库侧向约束分析确定配筋方案，并通过分阶段张拉以及设置温度收缩后浇带避免后浇带裂缝的出现；而将预应力筋张拉端设置在底板中心或后浇带区域，有利于外围及时覆土与防水施工，进而缩短工期。预应力筋在布置时贯穿底板柱墩的墩帽底部，无需在墩帽处加设加强钢筋，降低成本。

Description

后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工工法，特别涉及一种后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法。

背景技术

预应力混凝土结构按照预应力钢筋与混凝土之间的粘结情况，分为有粘结预应力混凝土结构和无粘结预应力混凝土结构，其中，有粘结预应力混凝土结构作为一种新的结构技术，与无粘结预应力混凝土结构相比，具有结构安全度高、耐久性好、节省钢材等优点而得到越来越广泛的应用。

虽然有粘结预应力比无粘结预应力相对可靠性更高，但有粘结预应力普遍使用在梁结构中，而在板结构中，特别是地下车库项目中，目前本领域技术人员仍然采用无粘结预应力板结构。其主要原因如下：

（1）地下车库结构包含梁、板、柱等构件，还有较长的地下室混凝土外墙，实际施工过程中，常常梁、板、柱、墙一起浇筑混凝土，因此由于受柱以及剪力墙的抗侧移刚度的影响，预应力板中的有效预应力有较大地削减，此有效预应力的降低会对抗裂度产生较大的影响，因此目前本领域技术人员认为采用无粘结预应力板结构仍然是合理的。

（2）由于地下车库的结构特性，其受到地下水位的影响较大，当地下水位较高，水浮力起控制作用时，施加预应力会平衡一部分水浮力，在上部结构中有一种观念，即预应力用于平衡恒载会带来较好的效果，不会有较大的反拱产生，所以在活载较大的场合，预应力的应用受到限制，或者说效果不明显。水浮力是活荷载，尽管常年静水位的水浮力可以作为准恒载来考虑，但是用预应力来抵抗的最大水浮力肯定是活载。因此，就产生了一个疑问，在枯水期时，预应力的等效荷载会不会对底板产生不利影响，竟而产生较大的向下反拱，使得底板反向开裂，从而影响底板的安全与可靠性。

（3）限制地下车库预应力技术推广的一个很重要的因素是工期、造价问题，在大多数工程中，预应力张拉都在试块强度达到90%-100%以后再张拉，张拉完毕以后才准许总包单位拆模，总包单位因为周转材料得不到及时运转而成本增加，业主单位则担心工期影响。因此几乎所有的预应力项目都在万不得已的情形下才被运用，这已经成为制约预应力技术推广的一个重要因素。

（4）其实欧美等国在上世纪90年代就已经开始不在混凝土楼板中采用无粘结预应力技术，而是大量采用有粘结预应力混凝土板，其做法与普通的有粘结预应力梁基本一致，所不同的是，由于板类构件高度h较小，通常只有160-250mm，如果使用普通的圆形波纹管成孔，即使是最小的圆波纹管，其外径也有50mm，考虑保护层厚度以后，预应力钢筋在构件中的力臂已经很小，所发挥的作用很小。因此，在有粘结预应力板中，普遍采用扁波纹管，端部配套使用扁形锚具。但由于地下车库一直沿用的是无粘结预应力板应用技术，因此还未出现针对地下车库板结构的专用扁波纹管优化结构。

经检索有关文献，未发现与本发明技术方案相同的后张法有粘结预应力地下车库防水板施工工法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种建造成本低、工期短且防水效果好的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其创新点在于：该地下车库的防水板采用包括底板和顶板的无梁结构，以及后张法有粘结预应力施工，施工工法主要包括布筋、浇筑、张拉、灌浆和切割封锚工序；布筋工序中，预应力筋贯穿地下车库底板柱墩的墩帽底部，且预应力筋中的通长束预应力筋不能同时穿过两片剪力墙，并使底板预应力筋的张拉端设置在底板的中心或后浇带区域；预应力筋的波纹管采用地下车库专用扁波纹管，该地下车库专用扁波纹管包括扁波纹管分段、扁波纹管接头和灌浆孔，所述扁波纹管分段至少有两段，相邻的扁波纹管分段依次通过扁波纹管接头连接组成一个预应力砼板用通长扁波纹管，扁波纹管接头的两端分别套装在扁波纹管分段外，并通过密封胶带连接密封；所述扁波纹管中三孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.45~3.55，扁波纹管中四孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.85~3.95；所述灌浆孔设置在扁波纹管的上表面，所述灌浆孔包括常规灌浆孔以及后浇带灌浆孔中的任意一种；在预应力筋及相关组件铺设安装完毕且隐蔽工程验收合格后，进入混凝土浇筑工序；浇筑工序中，先进行常规浇筑，再进行后浇带的浇筑，后浇带在常规浇筑完成的60天以后进行；张拉工序中，对于穿过后浇带区域的预应力筋采用两阶段分批张拉，第一阶段，在常规浇筑完成并达到张拉规范要求后，先对50-75%数量的预应力筋进行张拉；第二阶段，在后浇带浇筑完成的10天后进行剩余预应力筋的张拉；另外，边跨区域的板带较其他区域板带的张拉力增加4-6%。

优选的，张拉时，当有剪力墙部位的板中剪力墙数量超过两个侧边时，避免在两对应的侧边上施加预应力。

优选的，所述张拉工序中完成第一阶段的预应力筋张拉后，可拆除部分板底模，底模拆除后地下车库活荷载不可超出1kN/m2，且在其顶板下部位做相应的支撑，其中跨中每2-3米设一支撑。

优选的，所述地下车库与主楼相连时，设置沉降后浇带包围住主楼的剪力墙，使得主楼的剪力墙与地下车库的防水板完全脱开。

优选的，所述地下车库底板柱墩的墩帽设置为倒置的正四棱台形，且墩帽的侧边与预应力筋束的X向筋或Y向筋垂直。

优选的，所述后浇带不仅包括沉降后浇带，还包括温度收缩后浇带。

优选的，所述地下车库防水板在施工前需要对地下车库侧向约束分析，首先利用有限元软件safe建立模型，预应力筋按照1-3Φ^s15.21000配置，在safe中布置成连续抛物线；建立结构模型后，得到X轴、Y轴综合轴力图以及内力云图；再将软件中的数据利用sapfire引擎编程导入到Acess数据库中，再利用数据库的筛选功能依次得到各个横截面的数据，从而得到每片剪力墙中的轴力分布图；利用轴力分布图确定预应力筋和普通钢筋的配置。

本发明的优点在于：

（1）在满足建筑使用空间、结构使用安全的情况下，地下车库采用预应力筋的无梁楼盖结构形式可明显降低结构的整体高度，能够有效地降低地下车库楼盖单位面积总造价。

（2）可加快施工速度：采用预应力无梁楼盖结构形式, 可加快施工进度，其原因：无梁楼盖结构形式结构相对于有梁结构，模板安拆简单方便，且降低模板用量；采用预应力无梁楼盖结构，减少普通钢筋用量将减少，绑扎板钢筋快捷方便，预应力筋铺束与绑扎可与普通钢筋交叉进行，节约工期。当混凝土强度达到设计强度的75%即可进行预应力筋的张拉，张拉结束即可以拆除模板，并不影响工期。另外，本发明中，地下车库底板的预应力筋张拉端设置在底板中心或后浇带区域，有利于外围及时覆土与防水施工，进而缩短工期。预应力筋在布置时贯穿底板柱墩的墩帽底部，无需在墩帽处加设加强钢筋，降低成本。

（3）在地下车库楼盖设计、施工中，对其裂缝控制要求严格，采用预应力混凝土结构具有优越的抗裂性能。在该结构中，预应力筋以抛物线形式布置，预应力筋产生的荷载可平衡大部分板面恒载，且产生轴向压应力（约为1.5~ 2.5MPa），使平板挠度大大减少，地下车库抗裂性能将大大提高。此外，本发明中，充分考虑侧向约束对边跨板带的影响，将预应力筋按照有限元分析建立实际模型，并针对预应力引起的次轴力、次弯矩进行详细的截面设计，在传统的张拉力基础上增加4-6%的张拉力。另外，在张拉工序中，穿过后浇带区域的预应力筋中，部分预应力筋待后浇带浇筑完成后再进行张拉，进而避免后浇带开裂。还设置温度收缩后浇带，不仅起到减少温度收缩应力的作用，还可以减少侧向约束引起的影响。

（4）人材机市场价格的变动对采用预应力筋楼盖的优越性也会产生一定影响，从建筑材料的价格对相关楼盖的优越性影响进行单因素敏感分析，普通钢筋市场价格变动对其造价差值影响最大，其次是预应力钢筋，模板影响程度最小。在材料价格正常波动范围内，采用预应力筋无梁楼盖单位面积造价要比其他两种无梁楼盖形式节省。

（5）采用经过优化的扁波纹管设计，灌浆效果得到了有力的保证，不存在空洞现象，确保钢绞线的粘结力以及耐久性。

（6）施加了预应力的底板，抗裂度大大提高，根据防水技术规范要求，二级防水只需要两道防线，而预应力显然可以作为一道防线，结合底板混凝土为抗渗混凝土，所以取消造价较高、效果不佳的底板防水将成为可能。另外，根据我们多年的设计施工经验，底板的后浇带在使用了预应力技术以后，就没有发生过后浇带处出现渗漏的现象。

附图说明

图1为本发明中利用有限元软件建立的模型一示意图。

图2为本发明中利用有限元软件建立的模型二示意图。

图3为本发明中第一结构模型的X向综合轴力图。

图4为本发明中第一结构模型的X向内力云图。

图5为本发明中第二结构模型的X向综合轴力图。

图6为本发明中第二结构模型的X向内力云图。

图7为本发明中第二结构模型的Y向综合轴力图。

图8为本发明中第二结构模型的Y向内力云图。

图9为本发明中第三结构模型的X向综合轴力图。

图10为本发明中第三结构模型板中总综合轴力分布图。

图11为本发明中第三结构模型板中各片剪力墙总轴力图。

图12为本发明中第三结构模型的X向内力云图。

图13为本发明中第三结构模型的Y向综合轴力图。

图14为本发明中第三结构模型的Y向内力云图。

图15为本发明中第四结构模型的X向综合轴力图。

图16为本发明中第四结构模型的X向内力云图。

图17为本发明中第四结构模型的Y向综合轴力图。

图18为本发明中第四结构模型的Y向内力云图。

图19为本发明中第五结构模型的X向综合轴力图。

图20为本发明中第五结构模型的X向内力云图。

图21为本发明中实施例的未覆土情况下地下车库的Safe模型。

图22为本发明中实施例的地下车库自重及施工荷载作用下挠度图。

图23为本发明中实施例的地下车库自重及施工荷载作用下扁梁弯矩图。

图24为本发明中实施例的地下车库自重及施工荷载作用下X向弯矩图。

图25为本发明中实施例的地下车库自重及施工荷载作用下Y向弯矩图。

图26 为本发明中采用单孔锚的局部受压面积。

图27为本发明中地下车库防水板底板在预应力等效荷载作用向下变形时的状态图。

图28、29为本发明中地下车库防水板底板在X向和Y向的应力图。

图30为2米跨度下各楼盖单位面积总造价统计图表。

图31为8.4m跨度下各楼盖单位面积总造价统计图表。

具体实施方式

一种后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，该地下车库的防水板采用包括底板和顶板的无梁结构，以及后张法有粘结预应力施工，施工工法主要包括布筋、浇筑、张拉、灌浆和切割封锚工序，具体如下：

布筋工序中，预应力筋贯穿地下车库底板柱墩的墩帽底部，且预应力筋中的通长束预应力筋不能同时穿过两片剪力墙，并使底板预应力筋的张拉端设置在底板的中心或后浇带区域。

本发明中，以江苏如皋的丰泽怡园工程为例：

该工程所用预应力钢绞线截面尺寸及力学性能应满足《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224-2003标准的要求：

预应力筋的波纹管采用的是地下车库专用扁波纹管，该地下车库专用扁波纹管包括扁波纹管分段、扁波纹管接头和灌浆孔，所述扁波纹管分段至少有两段，相邻的扁波纹管分段依次通过扁波纹管接头连接组成一个预应力砼板用通长扁波纹管，扁波纹管接头的两端分别套装在扁波纹管分段外，并通过密封胶带连接密封；所述扁波纹管中三孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.45~3.55，扁波纹管中四孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.85~3.95；所述灌浆孔设置在扁波纹管的上表面，所述灌浆孔包括常规灌浆孔以及后浇带灌浆孔中的任意一种。

在预应力筋及相关组件铺设安装完毕且隐蔽工程验收合格后，进入混凝土浇筑工序；

浇筑工序中，先进行常规浇筑，再进行后浇带的浇筑，后浇带在常规浇筑完成的60天以后进行；

张拉工序中，对于穿过后浇带区域的预应力筋采用两阶段分批张拉，第一阶段，在常规浇筑完成并达到张拉规范要求后，先对50-75%数量的预应力筋进行张拉；第二阶段，在后浇带浇筑完成的10天后进行剩余预应力筋的张拉；另外，边跨区域的板带较其他区域板带的张拉力增加4-6%。

其理论依据如下：

地下车库结构包含梁、板、柱等构件，还有较长的地下室混凝土外墙，其中，地下车库底板采用有粘结预应力筏板基础，顶板采用有粘结预应力无梁楼盖结构。

在实际施工过程中，常常梁、板、柱、墙一起浇筑混凝土，因此由于受柱以及剪力墙的抗侧移刚度的影响，预应力板中的有效预应力有较大地削减，此有效预应力的降低会对抗裂度产生较大的影响，因此有必要针对地下车库的侧向约束进行分析。

地下车库侧向约束分析：

1. 模型的建立：

采用有限元软件safe建立5*5跨度为8.4m的两个模型（如图1、2所示），板厚为350mm，柱截面尺寸为600*600,墙体为300mm，层高为3.4m。

预应力筋按照1-3Φ^s15.21000配置,在safe中布置成连续抛物线，预应力筋张拉应力为1302MPa,短期损失为186MPa,长期损失为92MPa,所以总的张拉力为：N=(1302-186-93)*420*42=18045.72KN

2. 结构模型的建立：

建立五个结构模型，如下表所示：

模型编号	剪力墙数量	剪力墙轴线号
			模型1#	0
模型2#	1	6
			模型3#	2	1,6
模型4#	3	1,6,A
			模型5#	4	1,6,A,F

注：剪力墙厚度均为300mm。

图3~20示出了上述五个结构模型的X轴、Y轴综合轴力图以及内力云图。其中：

由模型1#可以看出，在没有剪力墙的预应力地下车库中，次轴力较小，总量仅为3%的总轴力，若忽略对结构的影响不大。

由模型3#的X轴综合轴力图可以看出，越靠近剪力墙位置的板带，中间位置的轴力越小，而板带边的轴力基本上为18000KN。到了中间位置，板带轴力接近18000KN，几乎不受剪力墙的影响。

为了得到每个横截面的综合轴力以及剪力墙中总的轴向力，将软件中的数据利用sapfire引擎编程导入到Acess数据库中，再利用数据库的筛选功能依次得到各个横截面的数据，从而得到每片剪力墙中的轴力分布图。如图10、11所示，板中总综合轴力沿着X向从两边向跨中逐步减少，到了跨中减少了20%左右，而每片剪力墙中的轴力则沿着两边向跨中位置增大，最大可达到总张拉力的10%。

3. 结论：

（1）剪力墙对预应力综合轴力的影响非常大，剪力墙数量越多，预应力综合轴力越小，即次轴力越大。

（2）板内总综合轴力

模型编号	X向总综合轴力	Y向总综合轴力
			模型1	97%-100%	97%
模型2	85%-97%	93%
			模型3	78%-97%	90%
模型4	72%-94%	81%-92%
			模型5	65%-82%	65%-82%

由上表可以看出，顺着剪力墙方向的轴向力减少很多，并且呈不均匀分布，在中间部位小，这部分减少值是由于剪力墙的轴向刚度引起的；垂直于剪力墙部位的轴向力减少值基本为一个定值，这部分减少值是由于剪力墙的侧向刚度引起的。

因此，本发明的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法中，采用了多项措施来减少侧向约束影响：

当地下车库需要与主楼相连时，设置沉降后浇带包围住主楼的剪力墙，使得主楼的剪力墙与地下车库的防水板完全脱开。后浇带不仅包括沉降后浇带，还包括温度收缩后浇带，温度收缩后浇带不仅起到减少温度收缩应力的作用，还可以减少侧向约束引起的影响。

布筋时，预应力筋中的通长束预应力筋不能同时穿过两片剪力墙。

张拉时，当有剪力墙部位的板中剪力墙数量超过两个侧边时，否则预应力次轴力太大，并避免在两对应的侧边上施加预应力。同时，由于侧向约束对边跨板带的影响，边跨区域的板带较其他区域板带的张拉力增加4-6%。

张拉工序中，对于穿过后浇带区域的预应力筋采用两阶段分批张拉，第一阶段，在常规浇筑完成并达到张拉规范要求后，先对50-75%数量的预应力筋进行张拉；第二阶段，在后浇带浇筑完成的10天后进行剩余预应力筋的张拉。

另外：

为提高模板和支撑的周转率，降低成本，在混凝土强度达到C25(设计强度C40)，张拉部分预应力筋，之后拆除部分板底模和支撑，从而达到早拆模的目的。

早拆模时，混凝土强度必须达到C25强度后方可拆模，严禁在车库上堆积超重荷载，活荷载不可超出1kN/m2。早拆模后必须在其顶板下部位做相应的支撑系统，其中跨中每2.5米设一支撑。

以下就针对早拆模进行验算分析：

在混凝土强度达到C25时张拉每束中的1根钢绞线，即Y向张拉1/3，X向张拉5/24，验算此时的受力变形。

地下车库顶板尺寸8.4mx8.4m（7.8m、7m）在未覆土前，仅受到自身恒载作用，在未覆土时进行预应力张拉，依据平衡荷载法，在设计过程中，我们使得预应力筋产生的荷载平衡顶板所受的恒载。已知扁梁厚度500mm，X、Y向配筋，在未覆土前各自张拉预应力束的1/4。板厚300mm，X方向板预应力筋、、，Y方向板预应力筋、、，X方向在未覆土前各自张拉预应力束的5/24 、Y方向在未覆土前各自张拉预应力束的1/3。在未覆土的情况下，并考虑其上部施工活荷载（按照2kN/m²考虑）。利用有限元软件SAFE建立模型：图21示出了本实施例的未覆土情况下地下车库的Safe模型。考虑混凝土强度达到C25情况下，结构在其自重及施工活荷载情况下，顶板受力情况如图22：扁梁弯矩图如图23：柱上板带及跨中板带X向弯矩图如图24：柱上板带及跨中板带Y向弯矩图如图25：通过分别对柱上板带、梁、跨中板带的支座、跨中进行了强度验算及裂缝验算。经验算满足要求。

布筋工序中，为了降低成本，地下车库底板柱墩的墩帽设置为倒置的正四棱台形，且墩帽的侧边与预应力筋束的X向筋或Y向筋垂直，无需在墩帽处加设加强钢筋，降低成本。

由于预应力筋张拉是通过张拉机械将力作用于预应力筋上，然后通过预应力筋最终作用于混凝土上，从而在结构中建立起预应力。因此，预应力筋张拉是整个预应力施工的关键，它将最终决定梁板中预应力值的大小。因此，施工时务必精心施工，确保工程质量。需进行张拉阶段验算，以江苏如皋的丰泽怡园工程为例：采用高强度低松弛钢绞线Ф^s15.2作为预应力筋，其抗拉强度标准值为f_ptk=1860MPa。预应力筋孔道采用预埋金属波纹管成孔。混凝土强度达100%设计强度要求后方可进行预应力筋张拉，张拉控制应力σ_con=0.7f_ptk。锚具为内陷式，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压锚。

1.局部受压面积验算

采用的单孔锚直径47mm，垫板厚8mm，按45°扩散后，受压面积的直径增加到47＋2×8＝63mm，局部受压面积图见图26。

（满足要求）

2.局部受压承载力验算

锚垫板下配置HPB235级螺旋式钢筋，钢筋直径φ6，4圈（圈距25mm，圈直径80mm）。

（满足要求）

地下车库底板应用有粘结预应力技术的理论可行性分析：当地下水位较高，水浮力起控制作用时，施加预应力会平衡一部分水浮力，在上部结构中有一种观念，即预应力用于平衡恒载会带来较好的效果，不会有较大的反拱产生，所以在活载较大的场合，预应力的应用受到限制，或者说效果不明显。水浮力是活荷载，尽管常年静水位的水浮力可以作为准恒载来考虑，但是用预应力来抵抗的最大水浮力肯定是活载。而在枯水期时，预应力的等效荷载会不会对底板产生不利影响，竟而产生较大的向下反拱，使得底板反向开裂，从而影响底板的安全与可靠性。从图27中可以看出，底板在预应力等效荷载作用向下变形时，还会受到底板下土壤的支承作用。一般情况下，预应力底板的张拉都要在顶板张拉完毕、拆除支撑以后进行，即此时上部荷载已经有一部分存在，此时，上部荷载会沿着柱和墙向下传递，柱下的抗拔桩此时起到抗压桩的作用，桩会在柱轴向力的作用下发生沉降，也就是所谓的地下室整体沉降，该沉降值一般较小，只有几个毫米。所以，土壤若没有经过特殊处理，可以认为起不到支承底板的作用。因此在此情况下，可以假定底板与土壤是完全脱开的，来计算底板的应力。利用safe有限元软件，可以得到以下的应力图（图28、图29）：此时的工况为底板的自重、预应力（Ap按照水浮力为60KN/m²的配筋来确定），从图中可以看出最大的拉应力在底板柱上板带的跨中，最大拉应力为2.6Mpa，未达到f_tk，柱上板带支座为压应力，跨中板带的跨中仅为1.9MPa左右，所以在此种最不利工况下，混凝土不会开裂。较有利的情形是，抗拔桩刚度比较小，譬如某些短的摩擦抗拔桩，地下室整体沉降较多，地基土被压密，从而对底板起到较大的支承作用，此时的地基反力可以直接平衡部分预应力等效荷载。另一种情形是，抗拔力很小，不需要抗拔桩，或者用抗浮锚杆来代替抗拔桩，此时基础直接支承在地基上。预应力等效荷载直接平衡土反力，在设计过程中计算裂缝以及强度问题，在这里就不再鏊述。

本发明中，有粘结预应力板技术的成本分析以及经济对比：

以常见的地下车库柱网及楼盖类型为例：

通常情况下，地下车库所停放的车辆以中小型汽车为主（地下车库停车场地应以中型轿车长4.9米×宽1.8米×高1.8米为设计标准车型尺寸）。地下停车库的柱网尺寸布置须考虑到以下几点要求：保证足够的行车、停车空间；减少不可利用面积，留有一定的使用灵活性；结构的合理性和经济性；尽可能统一柱网尺寸等。柱网尺寸太小则不便于行车与停放，柱网尺寸过大虽利于使用、停车，但增大柱距，使得屋盖结构厚度增大、造价升高。因此，应确定一个合理的柱网尺寸，地下车库常见的柱网尺寸为7.2m×7.2m、8.4 m×8.4m等。为尽量节约开发用地，满足城市绿化要求，地下车库顶板上部可作覆土、形成城市绿化花园。按照种植的植被不同，对所需覆土厚度亦有差别，常见地下车库覆土层厚度为800mm、1000mm和1200mm等。地下车库顶板常见的结构形式有主梁大板（普通主梁大板、主梁内配置预应力筋的主梁大板、梁板内均配置预应力筋的主梁大板）、主次梁楼板、无梁楼盖（无梁空心楼盖、普通无梁楼盖、配预应力筋的无梁楼盖）等。

为了探讨各种楼盖体系的技术经济指标，本发明选取7.2m×7.2m、8.4 m×8.4m两种柱网尺寸5×5跨作为计算单元，建立模型，对其在覆土厚度为800mm、1000mm和1200mm三种条件下（其余条件均假定相同）的上述楼盖体系形式进行分析比较，以期能够得到各楼盖体系经济技术指标。表1给出了上述各种楼盖体系尺寸。

为确保精确统计出上述各种楼盖在不同覆土层厚度下，地下车库顶板各材料（混凝土、钢筋、预应力筋和模板）单位面积用量，本文采用SATWE软件对上述各方案进行设计，统计出各楼盖顶板单位面积各主要材料用量，见下表2

表2 不同跨度各楼盖材料单位用量

根据江苏省建筑工程定额统计计算，设钢材市场价格为m元/t，普通钢筋综合价格（包括人工、材料、机械、管理费、利润等）为（1.04m+846）元/t，预应力钢绞线综合价格为（m+7490）元/t；设混凝土市场价格为n元/m³，无梁楼盖的混凝土综合价格为（1.04n+56.69）元/m³，有梁板的混凝土综合价格为（1.04n+58.91）元/m³。

在造价分析中，材料价格取值条件如下：混凝土400元/m³，钢材5000元/t；则各材料综合价格分别为：无梁楼盖混凝土472.7元/m³(有梁板为474.9元/m³）、钢材6046元/t、预应力筋12490元/t、模板45元/m²，空心无梁楼盖内填薄壁空心筒体造价65元/m²。

表3 不同跨度下各楼盖单位面积总造价

如表3以及图30、31所示，结论：

（1）结构层高：假定地下车库净高为定值，则采用主梁大板楼盖所需层高最高，而采用预应力筋的无梁楼盖所需层高最小（本文中两者层高差值达0.65m），结构层高直接影响地下车库基础开挖深度、开挖土方量以及基坑支护造价，将对地下车库整体造价产生重要影响。

（2）同跨度下各楼盖单位面积主要材料用量消耗比较：地下车库采用普通无梁楼盖形式的混凝土单位面积用量最多，最少的则是采用无梁空心楼盖；单位面积模板用量最多的楼盖形式为主次梁楼板，最少的是无梁空心楼盖；配置预应力筋的主梁大板及无梁楼盖等三种形式，相比其普通楼盖形式能够有效降低普通钢筋单位面积用量。

（3）随着跨度增加，覆土厚度相同的各楼盖形式材料增量：地下车库各楼盖单位面积普通钢筋用量增长率最快，模板单位面积用量增长率最少。而配置预应力筋的各楼盖，预应力筋用量增长率最快的是采用预应力筋的无梁楼盖。

（4）造价上看出，同种跨度下的地下车库在不同覆土条件下，各楼盖单位面积造价最经济的是采用配置预应力筋的无梁楼盖形式，其次是梁板内均配置预应力筋的主梁大板结构形式，采用普通主梁大板或主次梁楼板形式的楼盖单位面积造价最高。同一条件下，采用不同配筋形式的无梁楼盖体系，采用无梁空心楼盖单位面积造价为其普通楼盖的95%左右，而采用预应力筋的无梁楼盖单位面积造价仅为其普通无梁楼盖造价的85%左右。

综上所述，本发明采用经过优化的后张法有粘结预应力施工方案，克服传统技术人员对于地下车库设计习惯采用的无粘结预应力板结构方案，大大提高了工程质量，降低造价和周期。

Claims

1.一种后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：该地下车库的防水板采用包括底板和顶板的无梁结构，以及后张法有粘结预应力施工，施工工法主要包括布筋、浇筑、张拉、灌浆和切割封锚工序；

布筋工序中，预应力筋贯穿地下车库底板柱墩的墩帽底部，且预应力筋中的通长束预应力筋不能同时穿过两片剪力墙，并使底板预应力筋的张拉端设置在底板的中心或后浇带区域；预应力筋的波纹管采用地下车库专用扁波纹管，该地下车库专用扁波纹管包括扁波纹管分段、扁波纹管接头和灌浆孔，所述扁波纹管分段至少有两段，相邻的扁波纹管分段依次通过扁波纹管接头连接组成一个预应力砼板用通长扁波纹管，扁波纹管接头的两端分别套装在扁波纹管分段外，并通过密封胶带连接密封；所述扁波纹管中三孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.45~3.55，扁波纹管中四孔扁锚用扁波纹管分段的宽高比为3.85~3.95；所述灌浆孔设置在扁波纹管的上表面，所述灌浆孔包括常规灌浆孔以及后浇带灌浆孔中的任意一种；

在预应力筋及相关组件铺设安装完毕且隐蔽工程验收合格后，进入混凝土浇筑工序；浇筑工序中，先进行常规浇筑，再进行后浇带的浇筑，后浇带在常规浇筑完成的60天以后进行；

2.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：张拉时，当有剪力墙部位的板中剪力墙数量超过两个侧边时，避免在两对应的侧边上施加预应力。

3.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：所述张拉工序中完成第一阶段的预应力筋张拉后，可拆除部分板底模，底模拆除后地下车库活荷载不可超出1kN/m2，且在其顶板下部位做相应的支撑，其中跨中每2-3米设一支撑。

4.根据权利要求1、2或3所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：所述地下车库与主楼相连时，设置沉降后浇带包围住主楼的剪力墙，使得主楼的剪力墙与地下车库的防水板完全脱开。

5.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：所述地下车库底板柱墩的墩帽设置为倒置的正四棱台形，且墩帽的侧边与预应力筋束的X向筋或Y向筋垂直。

6.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：所述后浇带不仅包括沉降后浇带，还包括温度收缩后浇带。

7.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力地下车库防水板设计及施工工法，其特征在于：所述地下车库防水板在施工前需要对地下车库侧向约束分析，首先利用有限元软件safe建立模型，预应力筋按照1-3Φ^s15.21000配置，在safe中布置成连续抛物线；建立结构模型后，得到X轴、Y轴综合轴力图以及内力云图；再将软件中的数据利用sapfire引擎编程导入到Acess数据库中，再利用数据库的筛选功能依次得到各个横截面的数据，从而得到每片剪力墙中的轴力分布图；利用轴力分布图确定预应力筋和普通钢筋的配置。