下柱墩放射筋的商榷

新未來精選建訊 發佈 2022-07-02T10:50:18.535295+00:00

圖集22G101的大多數修訂是對16版的錦上添花,但下柱墩角部設放射筋是新增內容。推而廣之,就是筏板局部降標高時,底筋如何布置和交接的問題,比如電梯底坑、集水坑、筏板局部變厚度等。

下柱墩放射筋的商榷

張利軍

圖集22G101的大多數修訂是對16版的錦上添花,但下柱墩角部設放射筋是新增內容。推而廣之,就是筏板局部降標高時,底筋如何布置和交接的問題,比如電梯底坑、集水坑、筏板局部變厚度等。

這是一個司空見慣的問題,只要有地下室就會遇到這個問題。可能是因為近年發生的幾起地下室冒水現象吧,圖集特意增加了該做法。為了下面敘述方便,將該做法叫做「放射筋+箍筋」。

一、「放射筋+箍筋」不是新東西

多年前我還是年輕結構師的時候,關於筏板底部變標高的做法,經常有施工單位問起,所以在某工程施工圖中我特意畫了電梯底坑的配筋構造,用的就是「放射筋+箍筋」的做法。此後的工程也是這個做法。再後來就很少有人問這個問題了。

二、工人師傅很有創造力

筏板上各種底坑的鋼筋構造是個很複雜的問題,尤其是不同大小和深度的底坑相臨時,空間關係和鋼筋構造更是複雜。直到有一天去工地,發現並沒有按「放射筋+箍筋」施工,而是「底筋水平投影不變,垂直方向全部隨坡排布」。綁完的鋼筋順直整齊,層次分明。如下圖所示:

我當時問工人師傅,沿坡布置鋼筋,每根鋼筋都不一樣,下料不麻煩嗎?師傅說不麻煩呀。儘管同一個坡的每根鋼筋是不一樣的,但下料尺寸可以從已成型的底坑上量,而且對面兩個坡的鋼筋是一樣的,並不麻煩。

三、兩種做法的比較

我比較了以上兩種做法,覺得工人師傅的做法更簡單合理,主要有以下幾點:

1. 「底筋全部隨坡排布」的做法

(1)符合鋼筋配置在構件表面兩端可靠錨固的配筋原則,實際就是折板的配筋方式,萬變不離其宗。雙向正交的鋼筋網片可以承受同平面內任意角度的拉應力。實際上,構件的配筋方式都是正交網格。比如,柱樑的主筋和箍筋、剪力牆的水平筋和豎向筋、樓板的雙向鋼筋網片。

(2)所有鋼筋均為元寶形,僅是隨著沿坡而上,底邊長度不同,相應地調整斜邊長度而已。尤其對於正方形的下柱墩或底坑,四面坡都是一樣的,下料並不複雜。

(3)底坑共兩層鋼筋,構造簡單,傳力直接。

(4)每根元寶筋都伸至筏板上表面後彎折,錨固可靠,且增強了筏板與柱墩交接部位的抗沖切承載力,參見下圖。

2.「放射筋+箍筋」的做法

(1)因筏板基本都是雙向板,所以放射筋和箍筋都是筏板縱筋,二者存在力的傳遞關係,但傳力不直接。

(2)綁紮鋼筋的特點是,只要角度不同,就會增加一個層次。放射筋+箍筋+坑底兩層隨坡筋,共四層鋼筋,層層疊疊。放射筋與其他鋼筋難以貼緊,構造雜亂,綁紮效率低。

(3)為了控制放射筋遠端的間距,往往根部非常密集。規則筏板的放射筋一般在四大陽角布置。對於外輪廓不規則的筏板,也就有限的幾個陽角。如今每個柱墩4個角,每個角均設放射筋,一個地下室有多少柱子啊?有多少需要設放射筋的部位?

(4)放射筋對於增強柱墩周邊的抗沖切承載力並不比隨坡筋有任何優勢。

四、4種做法排序

除上述外,還有兩種做法,即下圖22G101中「稜柱型下柱墩」,筏板與下柱墩直角相交。柱墩規則,鋼筋下料簡單。但圖集對墊層的示意不夠詳細,因為天然地基不可能切成直角。

四種做法推薦排序:

1.底筋全部隨坡排布。構造簡單,變厚度處相當於加腋,筏板與柱墩之間有過度。此法適宜於滿堂筏板。需要注意的是四個角的附加筋必須設,規格同筏板底筋。

2.墊層照常做成斜坡,但鋼筋垂直交接。下圖綠色區域的混凝土與筏板一同澆築。因筏板與柱墩周邊交接部位的彎矩已遠小於柱邊,柱墩底筋遠不能充分發揮作用,所以按筏板和柱墩底筋的較小直徑錨固即可。此法適宜於「獨立基礎+抗水板」。

3.墊層做成直角,鋼筋同上。墊層支模費工,但支模總比複雜的鋼筋構造方便得多吧。此法適宜於「獨立基礎+抗水板」。

4.放射筋+箍筋,即22G101-3的做法。

五、感言

現在似乎有一種說法:「如果抗浮控制筏板設計的話,就要怎麼怎麼樣……等加強措施」,對此我是不敢苟同的。對於抗浮設計來說,難點是安全合理經濟地確定抗浮水位。因為這是對未來水位的預測,而且時間跨度超過50年,影響因素多而且是變化的,所以很難準確確定。至於水浮力和地基反力對筏板的作用,不同之處僅是水反力恆是均布的、土反力是非均布的而已。水浮力作用下筏板承載力和變形驗算、配筋構造等,與地基反力作用下無異。要求抗浮控制的筏板做到的一些構造措施,非抗浮控制也應做到。之所以認為抗浮筏板更重要,只不過是因為水能立竿見影地暴露出設計或施工細節的疏漏。

與其說圖集要求設放射筋,倒不如說圖集強調了下柱墩角部區域鋼筋構造細節的重要性。不必把放射筋當成唯一措施,可結合工程具體情況選用上面四種做法之一。

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