論住宅樓板全部采用雙層雙向配筋的必要性和可行性

周長標

深圳市建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站 廣東 深圳 518030

住宅工程的樓板開裂問題較為普遍，其中一個主要原因是樓板面筋不連續(xù)設(shè)置，造成鋼筋網(wǎng)的自我支撐能力較差，負彎矩鋼筋在施工荷載作用下容易失位錯亂，繼而導致樓板開裂。樓板雙層雙向連續(xù)配筋可大大改善鋼筋的綁扎質(zhì)量，有效降低樓板開裂的風險。阻礙樓板雙層雙向連續(xù)配筋的最大障礙是鋼筋用量和工程造價的增加。本文通過詳細計算，給出各類典型樓板雙層雙向連續(xù)配筋后的鋼筋增量及造價增加情況，意圖破解樓板配筋問題，減少樓板開裂[1-3]。

1 各類工程樓板配筋情況簡述

樓板按受力方式分為單向板和雙向板，但工程中純粹的單向板相對比較少，大多按雙向板處理。底層配筋為雙向通長，但面層配筋根據(jù)不同受力需要，有的是雙向通長，有的是負彎矩區(qū)域外（樓板上層跨中區(qū)域）不配面筋，即非雙層雙向連續(xù)配筋。各種樓板配筋的主要應用情況如下：

1）大型公共建筑，如寫字樓、購物中心、文化中心、醫(yī)院、學校、養(yǎng)老院等，因抗震等級較高或者跨度較大、荷載較大，樓板基本都是雙層雙向配筋。

2）工業(yè)廠房因其跨度或荷載較大，樓板基本也是雙層雙向配筋。

3）配建的地下室因跨度較大或者采用大板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋等，也是雙層雙向配筋。

4）住宅、公寓、宿舍等建筑物的標準層，因跨度一般不大，荷載也較小，為節(jié)約造價，是負彎矩區(qū)域外不配面筋樓板的主要應用區(qū)域，但也不是整層樓板都是負彎矩區(qū)域外不配面筋，這樣的樓板比例在高層建筑中占樓層面積的30%～40%，在低層和多層建筑中占樓層面積的50%～60%。

2 非雙層雙向連續(xù)配筋樓板的質(zhì)量通病

負彎矩區(qū)域外不配面筋的樓板，鋼筋直徑往往不大，且不是通長配筋，因此鋼筋網(wǎng)的自我支撐能力較差。在鋼筋綁扎或澆筑混凝土時，工人的踩踏對鋼筋綁扎質(zhì)量的破壞非常嚴重，負彎矩鋼筋失位（圖1）后，計算高度被減小，承載力大大降低，樓板撓度加大導致底面開裂（圖2），這是造成樓板開裂的一個主要原因。

圖1 負彎矩鋼筋失位錯亂

圖2 樓板開裂情況

負彎矩鋼筋被踩下沉，計算高度減小，將直接導致樓板負彎矩承載力降低，跨中正彎矩增加，超過正常使用極限狀態(tài)時將出現(xiàn)裂縫。

另外，因面層鋼筋在負彎矩區(qū)域外是缺失的，樓板中的預埋管線對樓板厚度的削弱得不到鋼筋的補強，且缺少上層鋼筋的有效固定，澆筑時極易上浮至樓板表面，導致樓板開裂。而采用這種配筋方式的工程多為住宅樓、公寓樓等，使用者對樓板開裂也是比較敏感的，因此，應該引起足夠的重視。

3 對住宅樓板配筋的建議

負彎矩區(qū)域外不配面筋是導致樓板開裂的最主要因素之一，將負彎矩鋼筋拉通形成雙層雙向配筋可大大提高鋼筋網(wǎng)的自我支撐能力和抵抗施工踩踏破壞的能力，減少預埋管線對樓板承載力和耐久性的影響，有效避免樓板開裂或大大降低樓板開裂的程度。

而阻礙樓板全部采用雙層雙向配筋的因素只有一個，那就是造價的增加。的確，純粹從結(jié)構(gòu)受力的角度出發(fā)，樓板負彎矩區(qū)域外不配面筋是可以的，然而目前建筑施工的精細化程度與受力計算的理想工況之間還存在不小的差距，這個差距的大小不應該直接投影在樓板開裂的程度上。在現(xiàn)有施工條件下，在可接受的造價增加的前提下，積極推廣住宅樓板全部采用雙層雙向配筋，減小樓板開裂的風險，是建設(shè)、施工、監(jiān)理、設(shè)計、主管部門以及全社會的期待。

4 住宅樓板全部雙層雙向配筋對造價的影響

將負彎矩鋼筋拉通形成雙層雙向配筋會增加樓板鋼筋用量（圖3），進而增加工程造價，造價增加的影響情況可從以下幾點進行分析。

圖3 鋼筋增加量計算簡圖

4.1 影響范圍

如前文所述，負彎矩區(qū)域外不配面筋的樓板主要集中在住宅、公寓、宿舍等建筑物中，對寫字樓、購物中心、文化中心、醫(yī)院、學校、養(yǎng)老院等大型公共建筑，工業(yè)廠房及地下室等幾乎沒有影響。

4.2 影響程度

以高層住宅樓為例，負彎矩區(qū)域外不配面筋的樓板主要是廳和房間等較大開間的樓板，公共區(qū)域的電梯廳和過道，戶內(nèi)的廚房、衛(wèi)生間、陽臺、過道等樓板設(shè)計時已采用雙層雙向配筋。廳和房間約占套內(nèi)面積的50%，高層住宅按80%的套內(nèi)面積比計算，負彎矩區(qū)域外不配面筋的樓板約占整個樓板面積的50%×80%＝40%，這是按整塊樓板計算的比例。單在這塊樓板內(nèi)，設(shè)計時負彎矩鋼筋已經(jīng)布設(shè)在板周圍1/4跨度的范圍內(nèi)了，改成雙層雙向時，只需要計算板中間范圍（50%×50%＝25%）面積的面筋及對原來負彎矩區(qū)構(gòu)造鋼筋替代的增加量即可。那么增加的鋼筋鋪設(shè)面積約占整個樓板鋼筋鋪設(shè)面積的比例為：40%×25%×50%＝5%（底筋面筋分別計算鋪設(shè)面積）。假設(shè)樓板底筋與面筋同規(guī)格同間距，那么增加的鋼筋用量約占增加前樓板鋼筋用量的比例為：0.05÷0.95＝0.052 6，即5.26%。再考慮到對原來負彎矩區(qū)構(gòu)造鋼筋替代的增加量，總共增加量約為增加前樓板鋼筋用量的10%。

4.3 造價具體增加值

以住宅樓普通樓板鋼筋規(guī)格φ8 mm、間距150 mm，一個單元標準層面積500 m2為例，每增加1 m2鋼筋鋪設(shè)面積，增加的鋼筋用量為0.395×（7＋7）＝5.53 kg，再加上對原來負彎矩區(qū)構(gòu)造鋼筋替代的增加量（構(gòu)造鋼筋按φ6 mm@250 mm考慮），共計5.53＋（7×0.395－4×0.222）×3＝11.16 kg。鋼筋購買制作安裝按5 000元/t計算，造價約5×11.16＝55.8元，分攤到整個標準層，得每增加1 m2鋼筋鋪設(shè)面積增加的造價為55.8×0.1＝5.58元，則一個標準層增加的造價為5.58×500＝2 790元，總高按30層計算，整棟樓增加的造價約為2 790×30＝83 700元。其他常用規(guī)格列表計算如表1所示。

表1 樓板常用鋼筋增加量計算

5 結(jié)語

綜上所述，負彎矩區(qū)域外不配面筋是導致樓板開裂的最主要因素之一，將負彎矩鋼筋拉通形成雙層雙向配筋可大幅提高樓板鋼筋施工質(zhì)量，有效降低樓板開裂的風險，且便于施工，唯一的弊端就是增加鋼筋用量，提高工程造價。從前文的計算結(jié)果來看，住宅樓樓板如果全部采用雙層雙向配筋，平攤到標準層的鋼筋增加量為1～2 kg/m2，相較于標準層總鋼筋用量增加為2%～4%，標準層造價增加值為3～10元/m2，占土建造價的0.25%～0.50%，占深圳房價的0.01%～0.02%。由此可見，增加的造價微乎其微，不應該成為阻礙推行的因素。

造價的增加雖然有限，但也應該明確出處。施工單位雖有積極性，但用于主體工程的鋼筋增加量往往想讓建設(shè)單位承擔；建設(shè)單位認為這是減少質(zhì)量通病的措施費，設(shè)計又沒出具正式變更，理應由施工單位承擔；設(shè)計單位在建設(shè)單位限額設(shè)計合同的壓力下也沒什么積極性可言。雖然是條很好的措施，但在各方推諉中找不到突破口，因此，迫切需要行業(yè)協(xié)會和工程建設(shè)主管部門從整個社會的利益出發(fā)，形成規(guī)范性文件，加以推動。

[1] 中國建筑科學研究院.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范:GB 50010—2010[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[2] 陳士良.現(xiàn)澆樓板的裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[3] 江道鐠.混凝土樓板裂縫檢測及成因分析[J].工程質(zhì)量,2019,37(12):80-84.