前沿技术丨SPCS结构体系在地下空间的优势

2022.01.25
三一筑工

随着时代不断发展，住宅小区配备地下室作为停车区域已成为建筑业的基本要求。地下空间因长期受地下水侵蚀，渗水隐患大，且传统地下室施工因支撑、模板、钢筋工程量大，存在施工周期长、质量差，成本高等一系列问题。在此背景下，三一筑工科技股份有限公司和山东万斯达科技股份有限公司联合研发推出地下室SPCS结构体系，通过预制外墙、预制空墙柱、PK梁及PK板实现地下装配，既解决了结构防水问题，改善由于工人操作水平带来的质量影响，同时大量减少支撑、模板及作业人员需求量，大幅提升施工速度，且大大降低了地下空间的施工成本。

图1 地下室SPCS结构体系

技术特点介绍：

1.SPCS地下室外墙：构件四周不出筋，内部空腔后浇，底板反边钢筋插入空腔内进行锚固。空腔内混凝土连成整体，构件自身结构防水性能高，拼缝位置四层防水（现浇结构+防水密封胶+两层卷材）。

图2 SPCS地下室外墙节点图与实体图

2.SPCS空腔预制柱：两种空墙柱类型

1）构件两端出筋，内部圆形空腔成型，下部钢筋插入基础梁及承台钢筋内进行锚固；计算方法和适用范围与传统现浇钢筋混凝土柱完全一致，可通用于所有地下室结构。

叠合柱节点

图3 SPCS空腔预制柱节点图与模型图

2）构件下端不出筋，构件内部空腔成型，施工采用空腔内插钢筋连接的方式安装，通过优化构造措施、简化连接方式，大大降低了生产难度，提升了SPCS空墙柱安装速度。

图4 SPCS空腔预制柱节点图

3.预应力薄底叠合梁：预制构件轻，预制部分薄，现浇占比大，整体性好，刚度大，预应力高强，可有效降低梁高，提升地下室净高，可达到免装饰效果。

图5 预应力薄底叠合梁实体图

4.预应力钢管桁架叠合板：叠合板采用钢管桁架预应力筋自身强度大、厚度薄、重量轻、整体性能好、最大跨度可达到12m，可有效减少支撑数量；板采用密拼方式无后浇带，成型质量好。

图6 预应力钢管桁架叠合板实体图

SPCS结构体系运用于地下室空间主要有如下技术优势：

优势一：施工速度更快

图7 SPCS地下室外墙现场图

1.地下室采用SPCS预制空腔墙及空墙柱，有效减少钢筋、模板工程等工作量90%以上；

2.水平结构采用PK3型叠合板。PK3型叠合板+PK梁自身刚度大，可实现大跨度、密拼、少支撑少模板等优势；

3.PK3型叠合板最大跨度可做到12m，完全满足地下室结构的需求，尺寸大则数量少，有效减少吊装次数；

4.减少混凝土温度应力收缩时间；

5.预制构件生产与基础施工同步；

6.减少抹灰等装饰时间；

7.冬季，雨季，大风天气不受影响，工期可控。

优势二：土方回填效率高

图8 传统地下室与SPCS结构体系边坡对比

传统地下室，外墙与边坡间距为800~1000mm，土方开挖及回填方量大成本高；采用SPCS结构体系，外墙与边坡间距可缩小为300~500毫米，回填方量少成本低。

优势三：降梁高，少开挖，减浮力

图9 PK梁、PK板现场图

1.采用 PK3板和预应力叠合混凝土宽扁梁，梁高可降低300-400mm。因此，在净高不变的情况下，可减少基坑土方开挖量；

2.因为土方开挖量减少，使得地下水位较高地区的基础，所受水浮力减少，从而减少抗浮锚杆的数量，或者可使用较小抗拔承载力的锚杆。

优势四：成品质量好

10 SPCS结构体系现场效果图

1.SPCS墙体和PK3板外观质量好，能达到清水混凝土的效果；

2.SPCS地下室外墙和PK3板均能实现密拼，拼缝整齐顺直美观，整体观感好，可做到免装饰。

优势五：管线敷设简单方便

图11 现场管线布置图

PK3型叠合板和PKL叠合梁的板底设备管线更容易敷设，施工更方便，减少拐弯和避让，节约设备管线。

优势六：综合效益好

1.因地下室施工速度快，可提前达到售楼节点，带来较大的资金效益；

2.地下室也可作为材料仓库或加工房，缓解施工现场的场地压力；

3.后续施工的市政、园林、景观、灯光等可提前插入施工，缩短总工期。

为进一步完善及推动地下室SPCS技术体系应用，三一筑工主编的中国工程建筑协会标准《装配整体式叠合混凝土结构地下工程防水技术规程》 T/CECS 832- 2021已于2021年8月1日正式执行。

图12 装配整体式叠合混凝土结构地下工程防水技术规程

目前，地下室SPCS空腔外墙及空墙柱已在长沙云谷嘉苑项目及娄底三一街区二期项目成功推广应用，因其日趋成熟的技术体系及强大的优势获得项目各方人员、行业专家及政府相关领导一致好评。相信在三一筑工和万斯达以及行业人员的共同努力下，地下室SPCS结构体系必将以蓬勃发展之势，成为装配式建筑行业的主流技术，充分发挥“更好、更快、更便宜”的体系优势，实现“让天下没有难做的建筑”的伟大愿景。