无梁楼盖后期改造实例中的问题分析

田昱峰

（山西经济管理干部学院，山西 太原030024）

1 概述

无梁楼盖是指大面积楼板不设承重梁，楼板直接传力于承重柱，从而使楼面荷载直接通过柱子传至基础的板柱结构体系。无梁楼盖广泛应用于工业与民用建筑中，例如大型车库、大空间商场、对层高有要求的冷藏库及存储用房等。

无梁楼盖结构体系具有传力途径简洁直接、净空利用率高、造型美观、有利于通风、便于管线布置和施工的优点，所以在特定条件下（如单层地库），其综合经济性比传统梁板结构更有优势。但也因其传力途径简洁直接，所以在满足同样设计安全的基础上，其抗垮塌冗余度没有普通梁板结构大，延性稍差，结构板挠度不容易控制，破坏经常是突发性的，没有预警期。研究结合某在建高层小区无梁楼盖地下车库改造施工中遇到的工程问题，进行详细介绍并加以分析。

2 工程概况

2.1 现场情况

地库为钢筋混凝土结构，功能为地下1层车库，其顶板采用钢筋混凝土无梁楼盖受力体系，柱网呈正方形分布，柱距为8.1m，顶板厚度为350mm，柱截面尺寸为450mm×800mm，柱帽尺寸为3 200mm×3 200mm，设计考虑顶板初始覆土厚度为1.8m，并按此考虑荷载。

由于使用功能变化要求，需在地库相关区域新增1间配电室。为此，施工单位在地库顶板已经完成1.8m厚覆土施工后，又对该区域的覆土进行二次开挖。在挖除该区域的填土后，便切除了改造区域的顶板，导致开洞的洞口处及相邻四周顶板内力重分布，而且由于填土集中堆放至洞口相邻顶板（见图1），局部区域承受的荷载也随之变大，导致开洞处与其相邻顶板和柱帽开裂，具体开裂范围包括开洞顶板四周相邻的9块板，每块板平面轴线尺寸为8.1m×8.1m，面积为65.61m2，该区域范围总面积约590m2。

当施工方发现该区域顶板及柱帽开裂后，及时采取了临时支顶措施（见图2）。

图1 改造区域顶板切除后

图2 临时支顶措施

2.2 地库顶板、柱帽的变形及损伤现状检测

对地库钢筋混凝土构件进行截面尺寸复核，根据现场检测，该地库钢筋混凝土构件截面尺寸与原设计图纸相符。

根据现场检测，该地库新增配电室开洞处周围相邻的柱帽及顶板存在明显的开裂现象，顶板肉眼可见明显下挠。

1）柱帽裂缝 柱帽出现裂缝的有Y/36、b/36、Y/38、W/38和W/37柱帽，柱帽同顶板结合处裂缝呈四周环绕形分布（见图3，4）。

图3 Y/36柱帽裂缝

图4 b/36柱帽裂缝

Y/36、b/36、Y/37、b/37这4个柱帽在开洞时被截去四分之一，剩余柱帽均明显开裂，其中Y/36柱帽产生的裂缝最严重，裂缝宽度通过测量达到0.5cm，肉眼可见。

2）顶板裂缝 顶板裂缝主要位于轴线W～Y/36～37和轴线U～W/36～38区域（见图5），该裂缝长度约为1～3m，其裂缝发展方向大致平行于轴线方向。其余顶板及柱帽处无明显变化。

图5 顶板裂缝

3 地库顶板裂缝产生的原因及影响分析

3.1 原因分析

1）新增配电室开洞后的顶板及上部荷载较开洞前发生了变化，施工方在切除顶板时，未在地库底部主要承重构件处采取充分的支撑保护措施。

2）施工时可能局部的施工荷载较大，挖除后的建筑垃圾和填土堆放较为集中，从而进一步加大了局部荷载。切除改造区域的顶板后，改造区域由内跨变为端跨，所承受的荷载较开洞之前发生了变化。

从设计图纸上看其覆土高度为1.8m，其恒荷载考虑为40.3kN/m2，开洞施工时，临时堆土的高度达到3m，所承受荷载也增大到58.3kN/m2，在开洞处受力构件由内跨变为端跨的过程中，无梁楼盖中的内力重新分布，弯矩也随之增大，其变化情况如表1，2所示。

表1 X方向的弯矩变化 单位：kN·m

表2 Y方向的弯矩变化 单位：kN·m

顶板上所承受的荷载由40.3kN/m2变为58.3kN/m2时，X方向和Y方向柱上板带支座截面处和跨中板带支座截面处的弯矩都相应增大。

当顶板承受原有恒荷载40.3kN/m2，受力构件由于开洞后在内跨变为端跨，X方向柱上板带支座截面处的弯矩由960.24kN·m变为1 152.29kN·m，增大了20%；跨中支座截面处的弯矩由320.08kN·m变为128.03kN·m，减小了60%，而跨中截面的弯矩没发生变化。Y方向柱上板带支座截面处的弯矩由1 027.66kN·m变为1 233.19kN·m，也增大了20%；跨中板带支座截面处的弯矩由342.55kN·m变为137.02kN·m，减小了60%，跨中截面的弯矩没发生变化。

当顶板承受堆土后的荷载58.3kN/m2，开洞处受力构件在内跨变为端跨后，X方向柱上板带支座截面处的弯矩由1 475.55kN·m变为1 770.66kN·m，增大了20%；所在轴线之间跨中支座截面处的弯矩由491.85kN·m变为196.74kN·m，减小了60%，而跨中截面的弯矩没发生变化。Y方向柱上板带支座截面处的弯矩由1 378.75kN·m变为1 654.50kN·m，也增大了20%；跨中板带支座截面处的弯矩由459.58kN·m变为183.83kN·m，减小了60%，跨中截面的弯矩没发生变化。

3.2 影响分析

由于地库顶板开洞改造，改变了顶板原有的荷载分布情况，开洞后该改造区域顶板所承受的荷载增大，沿柱头板内四侧出现45°方向的冲切裂缝，该裂缝有穿透构件全截面的趋势，局部柱帽所承受的荷载超过原设计要求的限值。因此，在柱帽与顶板交接的地方会出现四周环绕形的裂缝。而顶板所承受的荷载变大后，会造成其下挠，在局部荷载过大的区域会出现垂直于弯矩方向的裂缝。

4 结语

通过分析发现，无梁楼盖应用越来越广泛，但由于一些环节上的疏漏，会带来很多未知的工程质量隐患。可见，在无梁楼盖施工时应认真谨慎，避免野蛮施工，遇到工程问题，应征求设计院及相关技术部门的意见，或及时召开专家论证会，以避免更多的施工风险，防患于未然。同时，设计工作者也应做到精细分析、合理设计，不要盲目相信软件计算结果，在图纸上要标明设计荷载数据。