浅谈无梁楼盖结构冲切破坏的预防

浅谈无梁楼盖结构冲切破坏的预防

刘广军

中铁建设集团有限公司 山东 青岛 266000

摘要：无梁楼盖具有节约空间、造价低等优点从而广泛应用于多层的工业与民用建筑中，如地下商场、冷藏库、仓库、地下车库等。

本文结合合肥某工程无梁楼盖地下车库坍塌的案列，分析车库坍塌原因，从图纸会审阶段及施工过程中两方面总结了无梁楼盖冲切破坏的预防措施，对今后无梁楼盖结构施工具有一定的借鉴与指导意义

关键词：无梁楼盖；车库坍塌；冲切破坏；坍塌预防

1 引言

无梁楼盖是一种不设梁、楼板直接支承在柱上、楼面荷载直接通过柱子传至基础的板柱结构体系。无梁楼盖通常用于多层的工业与民用建筑中，如地下商场、冷藏库、仓库、地下车库等。

无梁楼盖与一般梁板结构的主要区别是楼面荷载由板通过柱直接传给基础。这种结构传力简捷，而且增大了楼层净空。相比较一般梁板结构车库其造价也较低。但是2016年至今，北京、济南、合肥等地多处无梁楼盖地下车库发生坍塌，且多数为柱冲切破坏形式，造成巨大经济损失、人员伤亡和社会影响。

本文结合笔者切身经历，以合肥某住宅工程无梁楼盖地下车库坍塌的案列为例。通过事故调查专家组调查程序以及最终分析出的地下车库坍塌原因，总结图纸会审阶段以及施工过程中，我们该如何预防无梁楼盖结构柱冲切破坏，为今后集团公司无梁楼盖施工总结一些预防措施。

2 工程概况及坍塌调查

2.1工程概况

合肥某住宅工程共6栋主楼，其中3栋42层，3栋34层，三区地下车库（无梁楼盖结构形式），总建筑面积约15万㎡，其中地下车库面积约2万㎡，地下一层，层高3.5m。车库结构形式为：筏板基础，板-柱结构，楼盖形式为现浇钢筋混凝土无梁楼盖结构，梁板楼梯为C30混凝土，内外墙及柱为C35混凝土，框架柱截面尺寸为600mm×600mm，角筋为4C20,中部筋为2C16，柱距为8.1m×8.1m，车库顶板厚度为250mm，顶板上钢筋保护层为50mm。

2016年4月夜间23:30分左右，四区车库在顶板回填土过程中发生坍塌（四区车库顶回填土非我司施工，由于牵扯其他原因，此处不赘述），坍塌面积约为3500㎡，具体位置及坍塌范围见图1。车库坍塌部位楼板落地，坍塌起始部位框架柱保持直立状态，周边柱向四周倾斜。柱帽产生明显冲切破坏形式，坍塌区域边缘的残留现浇板底部最外层钢筋与混凝土剥离，钢筋无颈缩现象，局部直螺纹套丝有直接从套筒内拉出现象。未坍塌部位车库无明显变形，但存在不同程度微裂缝。

图1 地下车库坍塌区范围

2.2 坍塌调查

事故发生后，合肥市建委成立专门的事故调查专家组，抽调派安徽省设计院、本地知名监理单位、本地知名施工单位（非本工程）、知名国企地产单位、合肥市质监站等单位专家进行事故调查。合肥市建委要求建设单位全力配合事故调查；要求施工单位及监理单位负责提供所有专家组需要的各项资料，并配合安徽省权威检测机构-安徽省第二监督检测站进行的实体检测；要求设计单位提供所有设计图纸验算计算书。

2.2.1委托权威机构进行实体检测

事故调查组专家委托安徽省第二监督检测站对塌落范围、剩余堆土高度、堆土自重、混凝土强度、钢筋保护层厚度、钢筋力学性能、构件尺寸、车库顶板承受力验算等方面进行了全方位检测之后，对地下车库进行全方位实体检测。

2.2.2 施工现场调查及资料检查

1）施工现场调查

专家组经现场调查，事故发生时，车库上方在事故发生区域堆积大量土方，再加上当时有一大型推土机在同一地点集中施工，造成小范围车库顶板在瞬间难以承受远高于其标准设计承受力的重力，导致此部分车库顶面塌落。

车库的堆土设计要求一般在1.5~2米（2.25~3吨/㎡），车库顶板的承重极限为土层厚度约3米（约为4.5吨），但当时施工现场车库顶板上方堆土高度为6~7米，重约为9~10.5吨/㎡，加之事故当日堆土上方还有推土机进行作业（重量约18吨）。

图2 事故当日推土机工作

2. 
   

3. 施工资料检查

专家组抽查了施工单位《施工组织设计》、《钢筋施工方案》、《混凝土施工方案》等方案指导性文件，全数检查了施工单位重要节点的技术交底、隐蔽验收记录、现场隐蔽照片、施工日志等资料。全数检查了

2.2.3 图纸复核审查

专家组委托安徽省权威设计院对车库设计图纸进行计算复核。发现柱帽构造措施不足且存在安全系数不高现象。

3 坍塌结论

专家组经过研究形成以下结论：

1）地下车库经过实体检测发现符合设计及规范要求，现场检验试验资料基本齐全，经检查资料交圈，无伪造资料现象。

2）车库柱结构存在设计缺陷（作者注：即缺少抗冲切构造钢筋），但该缺陷不会直接导致坍塌事故，后续设计中应避免该缺陷。车库顶板活荷载取值偏小，经结构计算软件计算承载力极限状态及正常使用极限状态满足要求，但安全系数较小，未充分考虑园林施工过程中堆载及机械荷载作用。

3）车库倒塌的直接原因为覆土过高且推土机械过重，坍塌发生部位设计覆土2m，实测值达到6.8m。

4）车库坍塌柱帽破坏形式为冲切破坏，该破坏形式在设计过程中应避免。

4冲切破坏的预防措施

4.1 图纸会审阶段

1）应检查柱帽抗冲切构造钢筋

本工程柱帽部位缺少图集要求的抗冲切45°筋、抗冲切箍筋、抗冲弯起钢筋等三种构造钢筋，而这些构造钢筋往往是我们在图纸会审阶段容易忽略的。因此在施工无梁楼盖结构前需注意查看图纸是否漏掉这几种构造钢筋。另外在与本次事故调查组专家交流中，专家认为在无梁楼盖中设计暗梁，在车库顶板中设置拉钩也可以减少冲切破坏的影响。

图3 图集抗冲切45°筋 图4 图集抗冲切箍筋 图5 图集抗冲切弯起箍筋

2）应检查车库顶板活荷载取值是否过小

本工程车库顶板活荷载取值较小，对后期小区内绿化中微地形的堆坡考虑不到位。另外覆土施工需要使用大型机械，所以顶板活荷载取值太小，将使地下车库顶板在施工阶段处于超载的状态。本次事故调查组专家建议：地下车库顶板活荷载取值不应小于10KN/㎡。

4.2施工阶段预防措施

针对本次事故的调查分析，项目部施工过程中应加强以下几个方面的质量管理：

1）施工方案中要对关键部位、关键节点进行重点描述，描述要图文并茂，例如对构造复杂位置的钢筋构造、混凝土浇筑顺序必须进行详细策划，并严格按照策划进行施工。

2）直螺纹套丝过程中要采取无齿锯对钢筋进行切割，确保直螺纹套丝的加工质量。施工中要加强直螺纹套丝安装质量的验收。

3）要加强车库顶板钢筋保护层及楼板板厚控制，因为钢筋保护层及板厚直接影响楼板的有效板厚。如果钢筋保护层及板厚出现问题则承载力极限状态下则可能导致楼板冲切破坏的发生。

4）车库回填土要严格按照设计及及规范要求进行分层回填尽量使用小型机械。

5）本工程施工过程中，建设单位因为抢工期需要，要求施工单位违反图纸要求取消局部车库顶板沉降后浇带，在建设单位威逼下项目部不得已按照建设单位指令施工，但未留存相应证据。虽然未留设车库顶板沉降后浇带没有直接影响本次坍塌事故，但是也提醒我们当建设单位有违反规范、强条等指令时，作为施工单位我们要坚持原则。特殊情况下必须按照建设单位指令施工时，必须留存相关证据。

6）施工过程中各项检验、试验资料与隐蔽验收资料必须及时、真实、交圈。否则一旦出现事故，会对我们产生不利影响。

7）本工程施工过程中，柱帽混凝土标号同楼板标号还是同柱子标号图纸未明确标识，项目部在施工中仅电话咨询设计人员，设计人员口头表示同柱混凝土标号。但是专家组调查时认为，柱帽混凝土赢随楼板混凝土标号，项目部未留存相关书面资料。

5 结束语

无梁楼盖结构有节约空间、降低造价成本等方面优点，但其与梁板结构相比较其安全性较低，事故发生率高，坍塌事故时有发生。通过本次事故的发生、调查、分析，我们可以借鉴一些预防无梁楼盖坍塌的经验教训，为后续集团公司承建类似工程提供有效经验。

参考文献

[1] 《某板柱结构地下车库坍塌分析》安国旗，施梦莹《华北地震科学》第35卷增刊2017年7月

[2] 《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板）16G101-1

附：作者及论文信息