首层无空间框架式梁板结构施工工法

安东风

(太原师范学院基建办，山西太原 030001)

1 提出问题的背景

在常规框架结构建筑中，首层无地下室的±0.000 m处地面设计做法是房心土回填、混凝土垫层、地砖面层或其他设计做法。而对于这种既无地下室结构，板下无可利用的空间，将首层地面设计成框架式梁板结构，而且梁板与基础之间要求进行土方填充。承台与无空间首层框架式梁板结构构造见图1。

这种±0.000 m处采用框架梁板式结构的形式相对于常规的结构形式，具有利于地面防潮，承载力及抗震性能较好的特点，不受地面下土方沉陷的影响，后期使用效果好，对于地下室水位高的软土地区更为适宜。这种构造，对于设计而言，没有特殊的要求，抗震效果好，而且对于不同标高处的楼板、阶梯地面等更为适用。但在设计及使用效果更好的同时，给施工带来了许多技术问题。在太原师范学院新校区艺术组团的首层框架结构设计中，梁板结构与连接的柱下基础之间距离较小，没有支模空间，不具备模板支设条件。后期回填土过程较为困难，甚至无法填实中间部分的土方，影响管道的埋设。解决结构施工与土方回填的问题，还需要确定施工方案、交叉流水作业工序流程等技术参数和时间参数。对于首层无空间框架式梁板结构，在此方面未查阅到相关施工文献记录，它不同于逆作法施工，无类似工程可以借鉴。

由此可见，在不改变原设计的情况下，采取切实合理的施工顺序和施工工艺，找到首层无空间式梁板结构与回填土交错结合的施工方法，是问题解决的主要途径。通过过程控制，确保施工质量，是解决问题的最终保证。

2 工艺原理

在施工前期策划时，我们提出了五种施工方法:

1)将首层配筋楼板变更为素混凝土地面;2)先进行框架结构体系施工，再进行土方回填;3)利用短排架模架体系施工框架结构完成拆除模板后，在外围的梁下用砌体封闭，结构外围填土，不再进行室内梁板下回填;4)先回填土，后施工框架结构的方案;5)框架结构与土方回填作业交叉进行，梁板分开施工，梁板底土方分两次回填。

图1 承台与无空间首层框架式梁板结构构造示意图（单位：m）

经过对这几个施工方法的研究和讨论，比选方案的优缺点，最后提炼了首层无空间框架式梁板结构施工的可行方法，确定了合理的施工顺序和施工工艺。施工方法明确，施工控制点清晰，在保证了工程质量的同时，又节省了三钢工具的使用量，成本支出大大减少，工期大大提前。

本施工工艺原理:在±0.000 m处梁、板下分别增加梁垫层和板垫层，梁、板结构分开进行施工，同时在梁板节点的板底标高处设置施工缝，采用框架结构和土方回填作业交叉进行的施工顺序进行施工。

具体工艺施工顺序确定如下:承台基础施工→回填夯实土至首层梁垫层底→梁垫层施工→梁模板、钢筋、混凝土施工至板底→拆除梁侧模→框梁内房心土回填至板垫层底→混凝土板垫层施工→首层板钢筋、混凝土工程。

工艺特点:1)土方容易施工，工序质量易于控制。2)通过增加的梁下垫层，对常规施工方法予以改进，综合成本最低，施工速度快，流水作业条件便利。3)不改变原结构的形式，不影响结构质量。

3 工法的关键技术

3.1 梁侧模板固定

在梁垫层施工后，首先要施工框架梁结构，在混凝土垫层绑扎钢筋不是难事，如何在只有垫层，两侧是非密实性土的情况下，设置侧模板，固定侧模不变形是该工序的关键。经过商讨及现场试验，最终确定为在梁垫层上，梁两侧模板位置连续植入直径16的钢筋头，位于模板两侧，使模板位置不位移。利用对拉螺栓拉结双钢管加固侧模，对拉螺栓根据梁的高度设置在梁中和梁顶拉结，梁中根据梁高度不同，可设置多道，并且双立杆要求在垫层上植入锚筋固定。

3.2 高低跨梁模板施工

对高低跨处的梁，一侧需要填土到梁顶楼板的板底垫层下，另一侧需要填土到梁底楼板的垫层底，而且这就需要梁两侧的土方回填到位，保证高低处楼板同时施工。梁的内侧模板不能拆除，外侧模板需要解决吊模及拉结的难题。这又是该施工方法的关键施工技术之一。

现场采取的方法是在高低跨梁内侧砌筑成240 mm宽的砖胎膜，分层回填土至梁下100厚垫层底。为了固定外侧模板，在内侧砖胎膜内埋设对拉螺栓，螺栓伸到砖胎膜外侧，焊接固定挡板，防止加固模板时拉出。另外外侧用直径25的钢筋做地锚支设钢管斜支撑加固，防止胀模变形。

3.3 房心间内运土及梁上层钢筋保护

大面积的框架梁分流水段施工完成后，每段的首层梁板外侧到中间房心的距离少则2 m，多则30 m，房心土的运输及回填是个大的困难，并且必须保证梁的上部主筋和箍筋不变形，这也是该工法的关键技术。

施工方法有两种:

1)运输车辆将土运到外围梁外侧，用长臂挖掘机挖起土方运到长臂能够得到的房心间，然后将小型挖掘机开到内部的房心之间进行土方倒运。2)小型机动车将土方从土堆场直接运到需要回填的房心之间。

针对两种运输方法采取的成品保护措施如下:

1)支设垫木，可供小型挖机翻过，挖机倒土。2)在梁两侧设置钢制坡道，梁上部用彩条布覆盖，可以让小型车辆通过。3)用方木将梁外露主筋与梁混凝土之间的距离塞紧，再盖好彩条布，上覆500 mm的土，小型车辆或小型挖掘机可直接通过。土方完成时，再把梁上部土清除填至房心内。三种措施结合使用，达到成品保护的目的。

3.4 楼板与梁结合处钢筋位置准确性的控制

楼板钢筋穿入梁的位置是决定楼板受力是否满足设计要求的关键，梁混凝土的浇筑预留位置和板底垫层浇筑高度预控则是该工序的前提条件，为了楼板钢筋便于穿入及控制好钢筋位置，降低混凝土浇筑高度，但板底垫层不能降低，那么该节点的控制成了一个关键控制点。

施工方法主要有两方面:1)梁模板上口标高为板底标高降20 mm，消除浇筑标高控制误差的影响和便于摆放楼板钢筋的弯钩;2)浇筑梁底垫层时，在梁边支设50 mm高的模板，防止低标号的垫层混凝土进入梁内。

4 实施效果

太原师范学院新校区艺术组团楼工程应用到此项施工技术，该工程位于山西省晋中市高校园区，建筑面积为48 450 m2，依据建筑功能区分为A，B，C三个分区，建筑层数为地上4层，5层，建筑类型为公共建筑，结构类型为钢筋混凝土框架结构。该工程基础采用独立承台柱基础，首层结构均为无空间框架式梁板结构。

通过工程的前期策划，从问题提出到实际解决施工顺序及工艺流程的问题，再到从钢筋工程、模板工程、混凝土施工工程、回填土与混凝土施工交叉作业施工的过程质量控制，经过A，B，C三个功能分区的分别实施，工程质量最终取得了预期效果。该工程在基础结构验收时，受到了质检站、设计院、监理单位、建设单位等的高度评价，并顺利通过了基础验收，取得了一定的经济效益和良好的社会效益。