【摘要】地下室后浇带支撑体系为项目管理难点，通常采用钢管扣件支撑体系，在施工过程中带来诸多问题。本文重点对后浇带钢筋混凝土柱支撑体系的设计布置、承载力计算、施工质量控制、拆除方案、经济性分析等方面系统的进行研究总结。地下室后浇带钢筋混凝土柱支撑体系有效地控制后浇带两侧板的局部下挠，保证地下室施工通道顺畅，安全性高，可拆除作为过梁使用，综合分析经济性较好。
【关键词】后浇带；构造柱；承载力；经济性
作者简介：侯昆，董磊磊；中铁建工集团山东有限公司
doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.02.1344
在地下室设计中，为了减小温度、混凝的土收缩和不均匀沉降的影响，按照规范要求需要采取有效的施工措施，通常选用预留施工后浇带的方案。通过考察项目现场情况发现，此方法存在以下缺点[1]：（1）地下室后浇带钢管扣件支撑体系需要大量的材料及较长的租赁周期，材料周转率低，成本较高。（2）安全文明施工管理难度大。（3）容易出现钢管变形、锈蚀和木方腐烂现象，造成后浇带支撑体系松动。（4）后浇带回顶基本达不到规范要求，影响支撑效果。（5）钢管扣件支撑造成地下室通行不便，对后期各工种施工影响大，影响工期。综合上述弊端，在某工程中，创新性的应用了钢筋混凝土柱（构造柱）支撑。通过对该支撑体系的构造柱布置、设计、原结构承载力验算、拆除方案、经济性及对施工区作业影响等方面分析，总结该体系的优点，为类似工程的项目管理提供参考。
1工程概况
某综合体项目，一期由6栋高层住宅组成，一期地下车库建筑面积为65980.48m2。本工程基础主楼采用平板式筏板基础，车库采用防水板+柱墩+锚杆形式；上部结构体系主楼范围为现浇混凝土剪力墙结构，地下室3层，顶板为主梁大板柱帽体系，车库楼板为主次梁结构体系，结构层高由上到下分别为4.3m、3.9m、3.6m。整个车库顶板楼板后浇带长度约5300m，后浇带较多，施工条件复杂，后期独立支撑难度大。
2后浇带钢筋混凝土柱支撑体系布置
地下室后浇带钢筋混凝土柱支撑体系在后浇带处梁、板部位增设构造柱，使顶板梁、板与底板可靠连接，具体设置方案如下。
（1）确定构造柱的位置。后浇带构造柱设置在后浇带两侧200mm~300mm的梁中和板中的下部，优先布置在梁下，当梁的间距大于3500mm时，板中加设构造柱；局部小于2m悬挑长度的不必设置，在转角处设置。顶板净跨较大处，承载力及稳定验算不满足时，采取增加构造柱或钢管扣件支撑。选取8.4mx8.4m柱网计算，后浇带及构造柱布置如图1所示。
图1地库顶板局部平面图
（2）构造柱模板采用木模板安装，与上部顶梁、顶板连接处，在梁或板底模板开洞，孔内放置钢筋，设加固支撑柱模板，同梁板结构一同浇筑构造柱混凝土。
（3）后浇带浇筑时间到后，支模浇筑微膨胀混凝土，待后浇带混凝土强度达到100%强度后，采用混凝土静力切割机进行切除构造柱。
3后浇带钢筋混凝土柱设计
混凝土构造柱必须经过科学有效的计算，确保混凝土柱的稳定性和承载力[2]。以图1中的构造柱1为例进行计算，图中斜线填充部分为构造柱1从属面积。
3.1混凝土构造柱承载力计算
1.根据从属面积传递的荷载，对构造柱1的承载力验算。
顶板传递给构造柱1的荷载:恒载G1k=53.9kN，活载Q1k=30.8kN；负一层、负二层板传递给构造柱1的荷载:恒载G2k=G3k=27.7kN，活载Q2k=Q3k=30.8kN；负一层柱轴力设计值N1=116.3kN，负二层柱轴力设计值N2=198.5kN，负三层柱轴力设计值N2=279.4kN。
根据《混凝土结构设计规范》表6.2.20-2，各层柱的计算长度分别为L01=1.25x4.3=5.375，L02=1.25x3.9=4.875，L03=1.0x3.6=3.6。
L01/0.2=26.9，L02/0.2=24.4，L03/0.2=18，根据《混凝土结构设计规范》表6.2.15，查得稳定系数φ1=0.58，φ2=0.64，φ3=0.81。
构造柱承载力Ncu=0.9φfcAc（忽略钢筋作用），Ncu1=348kN>N1，Ncu2=329kN>N2，Ncu3=417kN>N3，均满足承载力要求。
2.以8#为例，把混凝土构造柱建立在主楼模型中，参与整体计算，根据构造柱最不利内力组合，进行配筋计算。根据模型计算结果，轴力设计值N=272.0kN，弯矩设计值Mx=-0.3kN.m，My=1.6kN.m，剪力设计值Vx=1.4kN，Vy=0.2kN。经计算在X方向受压区高度x=94.3mm＞ζ*b*h0为小偏心受压，单侧计算配筋As≥26mm；在Y方向受压区高度x=93.4mm＞ζb*h0为小偏心受压，单侧计算配筋As≥60mm；单侧构造最小配筋面积≥80mm。
根据计算结果和规范构造要求，配筋取4 12箍筋6@200。
4梁、板、柱和基础的承载力验算
以8#为例，把混凝土构造柱建立在主楼模型中，复核梁板的配筋、挠度、裂缝，复核柱的配筋，复核基础的配筋和局部冲切。经模型计算结果与设计图纸比较，均满足设计要求。
对于柱直接连接到车库顶板的位置进行冲切验算。
已知条件：混凝土：C35,ft=1.57N/mm2，轴向压力：N=116.00kN，均布荷载：q=5.00kN/m2，矩形作用面：bc×hc=200mm×200mm，板厚：h=350mm，纵筋合力点到板近边距离：as=50mm，柱位置影响系数：αs=30。计算参数的选取：h0=300mm，板厚h=350mm≤800mm,取βh=1.0，βs=2.0，影响系数η=1.00。
验算受冲切承载力：
集中反力设计值Fl=N-q×（bc+2×h0）×（hc+h0）=114.0kN，根据《混凝土规范》式6.5.1-1,不配置箍筋或弯起筋的板,其受冲切承载力为:
=494.50kN＞Fl=114.0kN，故受冲切截面满足。
5后浇带钢筋混凝土柱拆除方案
柱的拆除必须选择专业的混凝土切割队伍。切割前进行专项技术交底，加强过程中管理，保证切下的构造柱完好，确保可二次利用；顶部和底部切割打磨平整。切除下的构造柱就地按照门窗洞口过梁尺寸进行切割，以便回收二次利用并减小运输难度。
6经济性分析
本工程项目部，通过对地下室顶板后浇带钢管扣件、钢筋混凝土柱两种支撑体系造价定性分析和估算，认为钢筋混凝土柱支撑不仅节省了后浇带支撑的相关造价，而且扩大了对后期二次结构施工及设备安装施工的作业空间，方便施工，显著缩短工期。综合分析，钢筋混凝土柱支撑体系具有良好的经济性。
7结束语
经过对地下室顶板后浇带钢管扣件、钢筋混凝土柱两种支撑体系对比分析，重点对某工程地下室顶板楼板后浇带钢筋混凝土柱支撑体系研究，验证了这种支撑体系的优点，避免对后浇带两侧梁板结构的影响，保证了后浇带封闭前的结构安全，减少了钢管、扣件等材料的消耗，且安全文明效果好。同时，对后期施工单位施工影响小，降低了施工工期成本和施工过程中二次支撑架调整成本，构造柱切割后可二次利用，总的成本较钢管扣件支撑体系低。地下室钢筋混凝土柱支撑体系有较好的经济效益及社会效益，值得在其它项目进一步推广。
参考文献：
[1]金天红，姜永明等.地下室顶板后浇带镀锌钢管支撑体系的研究[J].建筑技艺，2018
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范[s].中国建筑工业出版社，2016