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[摘 要]随着建筑水平的不断提高，现代住宅小区地下室逐渐细致化、功能化，具有顶板上均覆土，荷载较大、结构跨度大的特点。小区结构的设计和规划，在为居民提供良好的绿化环境的同时，还要注重足够的停车空间。房产开发商通过设计为地下室车库，采用后张法预应力技术拉大结构跨度，将绿地和车库有效布局，减小构件截面，合理利用地面（地下室顶板上方），降低结构埋深，改善结构受力性能，从而使地下室预应力结构设计具有良好的经济性和优良的结构性能，本文结合工程实例，对地下室顶板预应力结构设计与施工技术进行了探讨和总结。
[Abstract]with the continuous improvement of the level of the building， basement of Hyundai Residence area gradually meticulous， functional， with a roof covered soil， load characteristics， structure of large span. The design and planning of residential structure， in the provision of good green environment for the residents at the same time， but also pay attention to enough parking space. Real estate developers through design for basement garage， the post tensioned prestressed technology is pulled big span， the green and the garage effective layout， reduce the component section， the rational use of land （above the basement roof）， reduce the depth， improve the stress performance of structure， so that the prestressed basement structure design has good economy and excellent performance in structure， combining with the engineering example， the design and construction technology of prestressed structure basement roof are discussed and summarized in this paper.
[关键词]地下室顶板；预应力；结构设计；施工技术
[Keyword]basement roof； prestressed； structure design； construction technology
1.引言
地下室顶板预应力结构是现代建筑中常用的建筑结构之一，与普通框架梁板结构比较，其所能利用的空间有所减少，能够有效利用净空。在净高一致的情况下，减少了对地下的开挖，相应降低了了开挖量、抽水量及其他费用消耗，同时减少了竖直方向构造上的工程量，可以有效增加经济效益。但是施工中往往会出现不可避免的问题，通过改善地下室的结构受力性能，延长地下室的使用寿命。
2.工程基本概况
某住宅小区占地面积58600平方米，其中高层住宅16栋，其余为多层（6—7层）住宅，总建筑面积130000平方米。为了减少汽车交通对居民的干扰，开发商采用地下停车场来解决居民停车的问题，采用地下室顶板预应力结构，以下是对地下室顶板预应力结构设计与施工技术的进分析与探讨。
3.地下室顶板预应力结构设置
3.1.选择合适的结构方案
（1）本工程的工程设计阶段在保证地下室内有效净空高度的前提下，进行了预应力框架结构与一般框架结构的对比分析，减少基坑的开挖深度无疑具有良好的经济性。设计梁的高度和构件的挠度，预应力技术具有可有效降低梁的高度和构件的挠度，控制竖向荷载作用下梁的截面应力，防止出现受力裂缝的优点。预应力框架结构的设计水平已在多年的经验中逐渐成熟，在技术上可行的前提下应主要考虑是否具有良好的经济性。
（2）根据实地考察、土地质量的监测以及工程作业量等全方位的考量，建设单位对预应力框架梁结构与非预应力框架梁结构的经济能效进行了比较。依据工程实际情况，对设计结果进行计算综合造价的比较，得出预应力结构单方综合造价比普通结构的综合造价节省319元。从经济效益方面考虑，这对于建造地下室来说是十分有利的。
（3）在覆土后并且考虑大型车辆负荷过重的情况下，可以采取预应力结构后高跨比，截取到原来跨比的1/12，对于工程项目跨度比在保证地下室净空高度的基础上，又起到了节省工程施工费用的作用，给其带来了经济效益。
3.2.结构的合理布置
柱网尺寸的合理性是设计的最大前提，为了在面积具有局限性的地下室内最大限度的提供车位数量，设计中必须保证合理的柱网尺寸。本项目中，地下室轴线间距主要为33.2m，因此采用了两跨预应力连续梁的设计方案，具体设计如图1。
在地下室车位的划分中，有靠外墙和不靠外墙的两种柱子。靠外墙的柱子可节省车位面积，而一根不靠外墙的柱子的存在，将占去两个停车位的位置，考虑到其本身的占地面积及汽车停靠、转弯应有的距离。本工程项目采用中柱和地下室外墙作为铰接支座，提高地下室面积的实际可利用率，增加了停车位的数量，避免了空间的浪费。这样的布置方式实现了在有限的面积上最大限度的安排车位。由图2可以看出，车辆的车体长度约5m，两辆汽车头对头停放，两车之间空有大约6m宽的车道，为汽车转弯等带来了便利。这种技术满足了使用车位的业主的需求，同时又增加了停车位的数量，为投资商创造了经济效益。 3.3.合理布置预应力的铰节点
由单框架梁的结构图可以看出，预应力框架边支座是地下室外墙，考虑安全性和耐力性，以这样厚度的外墙为预应力框架梁的支座采用交接方式最为可靠，同时还需减小分配干支座上的弯矩。少数预应力梁铰接节点的工程施工过程中，预应力梁的支座是柱子，框架梁均为屋面结构，柱子具有截面大，搁置长度长的优点。通过对框架梁计算，得出较为准确的结果，且有利于工程的结构受力及其施工安全，本工程项目施工中地下室的外墙的宽度不是标准基数，因此框架梁的预应力铰接支座成为了阻碍本工程设计施工顺利完成“绊脚石”。如图3.
经过计算，就是在框架宽每边分别加100mm的宽度，根据框梁高的尺寸留槽，放置框架梁，在加宽空隙里填充塑料泡沫，在竖直方向上用芯柱将框架梁与外墙连接，水平方向上外墙项处圈梁钢筋和外墙的钢筋穿过塑料泡沫和框架梁拉通。接着安置钢板在梁底和墙顶之间，根据芯柱尺寸在钢板上开洞，使芯柱钢筋从中可以穿出。施工过程中，钢板的尺寸一定要大于梁与支座接触的面积，也就是说，钢板长度要同梁宽一致，柱、墙体上拉通钢筋的柔性约束，通过钢筋的柔性约束建立铰接点模型，保证合理受力。
3.4.塑料泡沫填充块的施工
在浇注混凝土时填实充满空隙时，预应力拉张前要先清理浇筑的混凝土，消除不必要的对预应力梁在张拉时的约束。由于没有边梁的约束，为了避免预应力张拉时产生的压力对项板张拉节点处板造成开裂，要对张拉节点处板的配筋进一步加强对配筋的固定和整合。具体做法见图4。
3.5.渗水问题的解决
由于地下室的环境较为潮湿，容易发生部分位置的渗水漏水的现象，因此，施工结束后，支座节点也许会被埋入土中，同时进行回填，将土覆盖在顶板上。墙顶与梁底交接的钢板处，钢板与混凝土的接触面，为了避免出现渗、漏水现象出现，本工程主要通过以下方式解决：先在预应力张拉的部分插筋绑扎钢筋网片，待预应力张拉结束后进行封锚。利用预留插筋绑扎钢筋网片，浇筑细石混凝土。如图5所示，先从外侧面封闭整个支座节点，在内墙进行防水的同时保证外墙的不漏水。
4.地下室顶板无粘结预应力施工
4.1.预应力筋的合理布置
预应力筋的布置是工程的重要环节，要严格按设计图施工，钢筋数量及种类必须与图纸保持一致，严格按设计要求曲线布筋，确保垂直方向上各个控制点的高度达到设计要求，保证放置的钢筋曲线平滑，反弯点位置按图施工，使用夹片类七孔锚具，孔道采用金属波纹管留孔，螺旋筋和喇叭管要配套。
4.2.张拉控制
张拉过程以应力控制为主，辅以伸长值测量控制，并同时进行张拉的伸长值测量。在正式张拉前，要进行实测摩擦损失系数，根据实际测量的结果填写张拉力及计算伸长值。施工中需要防止张拉过度损坏工程，因此张拉的实际伸长值应当大于计算伸长值的+6%，如果出现伸长值超出这个范围的情况，要立即停止张拉。
4.3.模板和脚手架
脚手架是关系施工人员安全的工程，所以要求梁模板的支架必须满足承受结构的自重和可能出现的最大施工荷载的要求，并有足够的承载力、刚度和稳定性。模板主要是预应力梁两侧的模板必须在波纹管固定好，并验收合格后方可使用波纹管固定之后进行封模安装，在模板打对拉螺栓孔时必须注意预先定出位置，防止打偏和打穿波纹管。
4.4.混凝的土浇筑养护
混凝土在浇筑时避免踩压波纹管和排气管等，混凝土浇筑过程中，要在波纹管的两侧对称下料。振捣可以使混凝土均匀分布，但是振动棒不能碰到波纹管、锚具等，防止损坏。注意控制波纹管的上浮现象发生，可以降低被加固建筑物应力水平，浇筑好后要注意养护，高构件截面承载力。提高建筑物的抗弯力，以确保混凝土有足够的承压力，避免张拉时发生事故。
5.结束语
综上所述，地下室顶板的预应力结构设计在工程中已经越来越适用，合理结构技术的应有能有效的降低工程成本，利用小区的面积，改善并提高了使用性能。本次研究着重对施工中的防水、布局等环节进行探讨与分析，地下室车库采用采用大跨度预应力技术，保证了工程的顺利实施和后期质量。地下室顶板的预应力结构设计有效的使用了预应力技术，减少了结构柱的数量，最大限度的提供了车位面积，降低了建设成本，足以可见顶板的预应力结构设计和施工中的问题中的重要性和实用性。
【参考文献】
[1]建筑工程预应力施工规程.2005[S].
[2]混凝土结构设计规范.连接器应用技术规程.
[3]建筑工程地下室预应力施工规程.，2005[S].
[4]预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程.2000，
[Abstract]with the continuous improvement of the level of the building， basement of Hyundai Residence area gradually meticulous， functional， with a roof covered soil， load characteristics， structure of large span. The design and planning of residential structure， in the provision of good green environment for the residents at the same time， but also pay attention to enough parking space. Real estate developers through design for basement garage， the post tensioned prestressed technology is pulled big span， the green and the garage effective layout， reduce the component section， the rational use of land （above the basement roof）， reduce the depth， improve the stress performance of structure， so that the prestressed basement structure design has good economy and excellent performance in structure， combining with the engineering example， the design and construction technology of prestressed structure basement roof are discussed and summarized in this paper.
[关键词]地下室顶板；预应力；结构设计；施工技术
[Keyword]basement roof； prestressed； structure design； construction technology
1.引言
地下室顶板预应力结构是现代建筑中常用的建筑结构之一，与普通框架梁板结构比较，其所能利用的空间有所减少，能够有效利用净空。在净高一致的情况下，减少了对地下的开挖，相应降低了了开挖量、抽水量及其他费用消耗，同时减少了竖直方向构造上的工程量，可以有效增加经济效益。但是施工中往往会出现不可避免的问题，通过改善地下室的结构受力性能，延长地下室的使用寿命。
2.工程基本概况
某住宅小区占地面积58600平方米，其中高层住宅16栋，其余为多层（6—7层）住宅，总建筑面积130000平方米。为了减少汽车交通对居民的干扰，开发商采用地下停车场来解决居民停车的问题，采用地下室顶板预应力结构，以下是对地下室顶板预应力结构设计与施工技术的进分析与探讨。
3.地下室顶板预应力结构设置
3.1.选择合适的结构方案
（1）本工程的工程设计阶段在保证地下室内有效净空高度的前提下，进行了预应力框架结构与一般框架结构的对比分析，减少基坑的开挖深度无疑具有良好的经济性。设计梁的高度和构件的挠度，预应力技术具有可有效降低梁的高度和构件的挠度，控制竖向荷载作用下梁的截面应力，防止出现受力裂缝的优点。预应力框架结构的设计水平已在多年的经验中逐渐成熟，在技术上可行的前提下应主要考虑是否具有良好的经济性。
（2）根据实地考察、土地质量的监测以及工程作业量等全方位的考量，建设单位对预应力框架梁结构与非预应力框架梁结构的经济能效进行了比较。依据工程实际情况，对设计结果进行计算综合造价的比较，得出预应力结构单方综合造价比普通结构的综合造价节省319元。从经济效益方面考虑，这对于建造地下室来说是十分有利的。
（3）在覆土后并且考虑大型车辆负荷过重的情况下，可以采取预应力结构后高跨比，截取到原来跨比的1/12，对于工程项目跨度比在保证地下室净空高度的基础上，又起到了节省工程施工费用的作用，给其带来了经济效益。
3.2.结构的合理布置
柱网尺寸的合理性是设计的最大前提，为了在面积具有局限性的地下室内最大限度的提供车位数量，设计中必须保证合理的柱网尺寸。本项目中，地下室轴线间距主要为33.2m，因此采用了两跨预应力连续梁的设计方案，具体设计如图1。
在地下室车位的划分中，有靠外墙和不靠外墙的两种柱子。靠外墙的柱子可节省车位面积，而一根不靠外墙的柱子的存在，将占去两个停车位的位置，考虑到其本身的占地面积及汽车停靠、转弯应有的距离。本工程项目采用中柱和地下室外墙作为铰接支座，提高地下室面积的实际可利用率，增加了停车位的数量，避免了空间的浪费。这样的布置方式实现了在有限的面积上最大限度的安排车位。由图2可以看出，车辆的车体长度约5m，两辆汽车头对头停放，两车之间空有大约6m宽的车道，为汽车转弯等带来了便利。这种技术满足了使用车位的业主的需求，同时又增加了停车位的数量，为投资商创造了经济效益。 3.3.合理布置预应力的铰节点
由单框架梁的结构图可以看出，预应力框架边支座是地下室外墙，考虑安全性和耐力性，以这样厚度的外墙为预应力框架梁的支座采用交接方式最为可靠，同时还需减小分配干支座上的弯矩。少数预应力梁铰接节点的工程施工过程中，预应力梁的支座是柱子，框架梁均为屋面结构，柱子具有截面大，搁置长度长的优点。通过对框架梁计算，得出较为准确的结果，且有利于工程的结构受力及其施工安全，本工程项目施工中地下室的外墙的宽度不是标准基数，因此框架梁的预应力铰接支座成为了阻碍本工程设计施工顺利完成“绊脚石”。如图3.
经过计算，就是在框架宽每边分别加100mm的宽度，根据框梁高的尺寸留槽，放置框架梁，在加宽空隙里填充塑料泡沫，在竖直方向上用芯柱将框架梁与外墙连接，水平方向上外墙项处圈梁钢筋和外墙的钢筋穿过塑料泡沫和框架梁拉通。接着安置钢板在梁底和墙顶之间，根据芯柱尺寸在钢板上开洞，使芯柱钢筋从中可以穿出。施工过程中，钢板的尺寸一定要大于梁与支座接触的面积，也就是说，钢板长度要同梁宽一致，柱、墙体上拉通钢筋的柔性约束，通过钢筋的柔性约束建立铰接点模型，保证合理受力。
3.4.塑料泡沫填充块的施工
在浇注混凝土时填实充满空隙时，预应力拉张前要先清理浇筑的混凝土，消除不必要的对预应力梁在张拉时的约束。由于没有边梁的约束，为了避免预应力张拉时产生的压力对项板张拉节点处板造成开裂，要对张拉节点处板的配筋进一步加强对配筋的固定和整合。具体做法见图4。
3.5.渗水问题的解决
由于地下室的环境较为潮湿，容易发生部分位置的渗水漏水的现象，因此，施工结束后，支座节点也许会被埋入土中，同时进行回填，将土覆盖在顶板上。墙顶与梁底交接的钢板处，钢板与混凝土的接触面，为了避免出现渗、漏水现象出现，本工程主要通过以下方式解决：先在预应力张拉的部分插筋绑扎钢筋网片，待预应力张拉结束后进行封锚。利用预留插筋绑扎钢筋网片，浇筑细石混凝土。如图5所示，先从外侧面封闭整个支座节点，在内墙进行防水的同时保证外墙的不漏水。
4.地下室顶板无粘结预应力施工
4.1.预应力筋的合理布置
预应力筋的布置是工程的重要环节，要严格按设计图施工，钢筋数量及种类必须与图纸保持一致，严格按设计要求曲线布筋，确保垂直方向上各个控制点的高度达到设计要求，保证放置的钢筋曲线平滑，反弯点位置按图施工，使用夹片类七孔锚具，孔道采用金属波纹管留孔，螺旋筋和喇叭管要配套。
4.2.张拉控制
张拉过程以应力控制为主，辅以伸长值测量控制，并同时进行张拉的伸长值测量。在正式张拉前，要进行实测摩擦损失系数，根据实际测量的结果填写张拉力及计算伸长值。施工中需要防止张拉过度损坏工程，因此张拉的实际伸长值应当大于计算伸长值的+6%，如果出现伸长值超出这个范围的情况，要立即停止张拉。
4.3.模板和脚手架
脚手架是关系施工人员安全的工程，所以要求梁模板的支架必须满足承受结构的自重和可能出现的最大施工荷载的要求，并有足够的承载力、刚度和稳定性。模板主要是预应力梁两侧的模板必须在波纹管固定好，并验收合格后方可使用波纹管固定之后进行封模安装，在模板打对拉螺栓孔时必须注意预先定出位置，防止打偏和打穿波纹管。
4.4.混凝的土浇筑养护
混凝土在浇筑时避免踩压波纹管和排气管等，混凝土浇筑过程中，要在波纹管的两侧对称下料。振捣可以使混凝土均匀分布，但是振动棒不能碰到波纹管、锚具等，防止损坏。注意控制波纹管的上浮现象发生，可以降低被加固建筑物应力水平，浇筑好后要注意养护，高构件截面承载力。提高建筑物的抗弯力，以确保混凝土有足够的承压力，避免张拉时发生事故。
5.结束语
综上所述，地下室顶板的预应力结构设计在工程中已经越来越适用，合理结构技术的应有能有效的降低工程成本，利用小区的面积，改善并提高了使用性能。本次研究着重对施工中的防水、布局等环节进行探讨与分析，地下室车库采用采用大跨度预应力技术，保证了工程的顺利实施和后期质量。地下室顶板的预应力结构设计有效的使用了预应力技术，减少了结构柱的数量，最大限度的提供了车位面积，降低了建设成本，足以可见顶板的预应力结构设计和施工中的问题中的重要性和实用性。
【参考文献】
[1]建筑工程预应力施工规程.2005[S].
[2]混凝土结构设计规范.连接器应用技术规程.
[3]建筑工程地下室预应力施工规程.，2005[S].
[4]预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程.2000，