后浇带PVC混凝土支撑柱探讨

摘要：目前，流行的钢筋混凝土框架、框剪结构根据相关设计规范，在结构超长、地基变化较大、荷载变化较大的部位必须设置后浇带。在施工过程中，在后浇带混凝土浇筑之前后浇带两侧的梁、板等构件形成了事实上的悬挑结构，而结构设计中相关的构件截面及配筋均按照简支结构设计，不会考虑此处悬挑的受力，因此后浇带必须考虑支撑问题，将事实悬挑结构转化为简支结构，以保证结构的安全。但后浇带的支撑一直是现场施工管理中的难点和痛点，而采用PVC管支撑柱则解决了这一难题，文章就此进行了分析和探讨。

关键词：后浇带支撑；PVC管混凝土柱；应用；受力计算

在土建项目实施过程中，后浇带的支撑一直是现场施工管理中的难点和痛点，尤其是地下室沉降后浇带支撑时间非常长。使用传统的支撑系统由于杆件及配件与主体使用的杆件及配件通用，现场极难对拆除时间进行控制，造成部分后浇带支撑实际拆除时间过早，即使后期管理人员巡场时发现，也只能后期再行顶撑，造成了结构隐患。后浇带采用PVC管支撑柱则解决了这一难题。由于PVC管与常用钢管外径差异较大，其质量远大于常用钢管，且拆卸相对困难，无法用于其他架体，彻底解决了随意拆除后浇带支撑的问题。

1后浇带使用PVC管混凝土支柱的优点

第一，后浇带使用PVC管混凝土支柱加快了设备料周转使用率。第二，防止随意拆除后浇带支撑，节约管理成本。第三，支撑稳定，可减少结构隐患发生概率。第四，造价低，节约成本。第五，制作简单，技术要求不高。

2PVC管混凝土支柱施工概述

某小区由于高层楼栋较多，地下车库沉降后浇带搁置时间预计为8个月左右，如后浇带所在跨模板不拆除，会导致设备料租赁费用压力非常大，因此，在施工中可采取PVC管混凝土支撑柱对后浇带进行支撑。在后浇带所在顶板混凝土模板拆除前28d（约混凝土浇筑前21d），使用与结构顶板梁同标号的混凝土填充通过计算确定直径的PVC管内，浇筑完成后将顶部混凝土整平压光并用塑料袋将管口封住对管内混凝土进行养护，养护期为14d，期间尽量不要搬动支柱，以减少管内混凝土的扰动。底板放线时将PVC管混凝土支柱的定位线同时放出，在模板支撑架搭设完毕后、支设后浇带周边模板前将PVC管混凝土支柱安装到位。顶板拆模后PVC混凝土支柱将取代模板支撑体系对后浇带处形成的临时悬挑构件进行支撑，将悬挑构件变为简支构件，使后浇带处的模板及支架可以同其他位置一同拆除，加快了设备料的周转并保证了结构的安全性。在后浇带混凝土强度达到100%时，即可将PVC管混凝土支柱拆除。

3后浇带PVC管混凝土支撑柱施工工艺

3.1工艺流程

后浇带PVC管混凝土支撑柱安装工艺为截取PVC管→灌筑支撑混凝土→混凝土养护（14d）→支撑柱放线定位→钻定位钢筋安装孔，安装定位钢筋→安装支撑柱→支设梁板模板→模板开支撑柱孔→安装梁板钢筋及支撑柱抗剪钢筋→浇筑梁板混凝土→拆除梁板模板及支撑。后浇带PVC混凝土支撑柱拆除工艺为浇筑后浇带混凝土→后浇带混凝土养护（28d）→拆除后浇带PVC混凝土支撑柱→拆除后浇带模板及模板支撑。

3.2PVC管混凝土支撑柱施工工艺要点

第一，为保证承受填充混凝土浇筑时的侧压力及安装后对混凝土的侧向约束力，应采用厚壁优质PVC管；第二，为保证PVC管混凝土支撑柱能够充分受力及拆除后便于修补，PVC管截取时尺寸必须按照结构图纸进行加工，长度误差不大于+5.00mm-0.00mm；第三，PVC管混凝土支撑柱内填充的混凝土为更好地与梁、板共同工作，采用与梁板相同强度等级的混凝土进行填充；第四，PVC管混凝土支撑柱内填充的混凝土浇筑前应将PVC管下口封堵严密，杜绝漏浆，避免混凝土出现蜂窝麻面等影响承载力的缺陷；第五，PVC管混凝土支撑柱内填充的混凝土浇筑时应使用小规格插入式振动器进行振捣工作，并在PVC管外侧辅助震动，以保证混凝土的充分密实；第六，填充混凝土浇筑完后用铁抹子对上口沿PVC管上口进行3次抹压，达到压光标准，以减小与主体结构的粘接力，便于拆除；第七，PVC管混凝土支撑柱放线时应上下统一放线，以保证PVC管混凝土支撑柱的全高垂直度不大于5mm，减小因偏心受压造成的受力不均匀现象；第八，安装PVC管混凝土支撑柱时应轻拿轻放，避免管内混凝土受到破坏；第九，待后浇带混凝土强度达到100%时，首先拆除PVC管混凝土支撑柱；第十一，PVC管混凝土支撑柱拆除前在支撑柱周围临时搭设防护脚手架，防护脚手架与后浇带模板支撑架连为一体，以防止PVC管混凝土支撑柱突然倒塌造成安全隐患及对车库地面造成破坏；第十二，拆除后的PVC管混凝土支撑柱应及时清运。

3.3PVC管混凝土支撑柱的设计

根据后浇带处被截断的梁板受力来看，被截断的梁可以形成悬挑结构，板则可以近似看作简支板，而PVC管混凝土支撑柱的主要受力材料为混凝土，相对来说抗压强度较大，一般布置在梁下即可满足受力要求。如果计算时发现仅在梁下布置PVC管混凝土支撑柱不能满足承载力要求时，则需在板下增加PVC管混凝土支撑柱，此时，需在板下部增加相应的抗剪钢筋，对板进行局部加强。为便于施工及利于PVC管混凝土支撑柱的均匀受力，PVC管混凝土支撑柱的中线应布置在距离后浇带边线400mm的位置上。

4PVC管混凝土支撑柱的受力计算

PVC管混凝土支撑柱是一种全新的后浇带支撑工艺，目前尚无软件对其进行计算，根据现场实际观察及受力分析，计算PVC管混凝土支柱时需注意以下几点。首先，挑选跨度比较大、梁板截面尺寸比较大的位置所布置的PVC管混凝土支撑柱进行结构计算。计算该混凝土支撑柱作用范围的结构荷载。作用范围取被支撑的梁自柱边至PVC管混凝土支撑柱中心（即净跨）1/2及其与相邻的PVC管混凝土支撑柱中心（即净跨）1/2所包围的范围内的梁、板的混凝土、钢筋的自重、施工荷载等所有可能受到的荷载，如确需在顶板上进行堆载的，则堆载也必须考虑，如图1所示。图1PVC混凝土支柱受力范围计算其次，根据初步选定的PVC管的内径计算出混凝土的截面积，进而计算出PVC管内混凝土的抗压承载力，PVC管因壁厚并不大，不参与抗压承载力的计算。最后，根据前述计算出的荷载与PVC管混凝土支撑柱的抗压承载力进行比对，对PVC管的管径进行调整。管径调整后首先对PVC混凝土支撑柱的总质量进行验算，如超过100kg，安装及拆除风险较大，建议采取加密PCV管混凝土支撑柱的方法进行解决。

4.1某小区地下车库PVC管混凝土支撑柱的计算过程

4.1.1后浇带PVC管混凝土支撑柱的强度验算（填充C35混凝土）PVC管截面积公式：S=πR2π（110÷2）2=9503.318（mm2）支撑柱抗压强度计算公式：fcu=fcu，k×S÷1000式中fcu为该截面计算抗压强度；fcu，k为混凝土强度等级；S为截面积（35×9503.318）÷1000=332.616（kN）4.1.2后浇带处构件荷载计算为保证结构安全，取后浇带PVC管混凝土支撑柱最不利处，取跨度最大、梁截面最大处计算，根据图纸，具体取值位置为B-11~B-12/B-J~B-H处，板面宽度按照7800mm跨度取值，具体取值位置见下图2。图2（1）混凝土荷载。混凝土质量按照XX商砼有限公司出具的20XX-0XX-0XX号C35混凝土配合比单计算，混凝土质量为：水泥323kg/m3；粉煤灰83kg/m3；矿粉28kg/m3；膨胀剂23kg/m3；水170kg/m3；细骨料787kg/m3；粗骨料948kg/m3；减水剂13.5kg/m3，以上合计为2375.5kg/m3。梁截面为500mm×800mm，长度取该跨梁支座至后浇带处长度的1/2：Q梁板砼=[b×h×1÷2]×ρ×9.8÷1000=[0.5×0.8×（5.15-0.25）÷2]×2375.5×9.8÷1000=22.814（kN）（1）式中：b为梁宽；h为梁高；l为梁净跨；ρ为混凝土密度（单位：kg/m3）板厚为250mm，长度取该跨板支座至后浇带处长度的1/2；宽度取该跨的1/2：Q板砼=δ×1/2×b/2×ρ×9.8÷1000=[0.25×（3.95-0.5）×（5.15-0.25）÷2]×2375.5×9.8÷1000=48.480（kN）（2）式中：δ为板厚；l为板净跨长度；b为板净跨宽度；ρ为混凝土密度（单位：kg/m3）计算混凝土荷载，即式（1）、式（2）相加，计算如下：22.814+48.480=71.294（kN）（2）钢筋荷载。长度取该跨板支座至后浇带处长度的1/2加上1/2后浇带宽度；宽度取该跨的1/2。经计算可得计算范围内：①Y向底钢筋荷载：2.879kN；②X向底钢筋荷载：2.343kN；③Y向负弯矩钢筋通长钢筋荷载：1.018kN；④X向负弯矩钢筋通长钢筋荷载：0.990kN；⑤Y向负弯矩附加钢筋荷载：0.19kN。X向负弯矩附加钢筋荷载考虑全部由支座承受，不参与PVC管混凝土支撑柱受力计算。板钢筋荷载：①+②+③+④+⑤=2.879+2.343+1.018+0.990+0.190=7.420（kN）计算范围内钢筋荷载合计：梁钢筋荷载+板钢筋荷载=4.565kN+7.420kN=11.985kN构件荷载合计：混凝土荷载+钢筋荷载=71.294+11.985=83.279（kN）（3）后浇带PVC管混凝土支撑柱可承受荷载为332.616kN，大于构件荷载合计83.279kN，满足使用要求。（4）PVC混凝土支撑柱构件质量计算：查材积表可得Φ110×4.8mmPVC管理论质量为2.477kg/m；每米支撑柱混凝土质量为：（PVC管外径÷2-壁厚）2×π×混凝土容重（0.11÷2-0.0048）2×π×2375.5=18.798（kg/m）本层层高为3.8m；PVC管混凝土支撑长度=层高-梁高3.8-0.8=3.0（m）；每根支撑柱质量为：（PVC管米重+混凝土米重）×支撑柱长度（2.477+18.798）×3.0=63.825（kg）PVC混凝土支撑柱每根质量为63.825kg，小于80kg/根，符合要求。

5结语

PVC管混凝土支撑柱投资少，加快了设备料周转频次，减少了项目管理成本，减小了后浇带处梁板变形，对节约成本、保证结构安全、符合绿色施工要求等方面起到了非常积极的作用。作者简介：李延明（1975-），男，籍贯：河南武陟，职称：工程师，研究方向：施工现场管理和施工现场技术管理。

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作者：李延明 单位：甘肃第七建设集团股份有限公司