淺談地下室頂板作為臨時道路和臨時堆場加固技術(shù)的探討

唐堯

摘要：隨著城市的發(fā)展，空間的規(guī)劃變的更緊湊，對空間的利用越來越合理科學(xué)，住宅項目的地下空間的利用基本成為現(xiàn)代城市建筑的主流，在施工不可避免需要借用地庫頂板做為臨時運輸?shù)缆芳安牧隙褕觯陙砣珖啻伟l(fā)生車庫頂板作為臨時道路和堆場發(fā)生因荷載超重，引起地庫頂板坍塌的安全質(zhì)量事故，為了避免事故的發(fā)生，我結(jié)合實際項目應(yīng)用實例對地下室頂板作為臨時道路和臨時堆場加固技術(shù)的策劃思路進(jìn)行探討。（注意：不適用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)地下頂板）。

關(guān)鍵詞：地庫頂板;臨時道路;臨時堆場;加固技術(shù)

施工現(xiàn)場工況情況分析：

撫州祥生佛嶺小鎮(zhèn)聽雨臺工程施工場四周地狹窄，西側(cè)商鋪開盤后道路中斷，配合甲方開放商鋪區(qū)，不能滿足各主樓主體階段的材料進(jìn)場、轉(zhuǎn)運和堆放，影響主體工程施工需要，故在地下室頂板澆筑后，需加以利用，將地下室頂板作為臨時行車道路、鋼筋加工場、鋼筋堆場、施工電梯、砼輸送泵、材料堆場等。因各運載車輛重量不一，施工及堆放期間荷載過大，為此對地下室頂板進(jìn)行加固處理，荷載取值及加固范圍選擇思路。

1：工況荷載概況及取值查結(jié)構(gòu)圖紙，車庫頂板加固，本工程選擇借用地庫頂板消防通道及登高面等加強部位作為臨時道路及堆場的思路，消防車道及消防登高操作場地考慮滿載總重300KN的大型消防車輛;選擇的地下室頂板位置厚度為250mm，混凝土強度等級為C30P6，頂板覆土厚度為1.2m（黏土自重18KN/m3），計算得地下室頂板設(shè)計每平方荷載：21.6KN/㎡。設(shè)計承載力為21.6+20（活荷載）=41.6KN/㎡

根據(jù)施工圖紙查得頂板活荷載最大為20KN/㎡，現(xiàn)場載重貨車≤80噸、材料堆放最大荷載 20kN/m2進(jìn)行計算考慮。

地下室加固范圍為：臨時直行行車道路、鋼筋加工場、鋼筋堆場、砼輸送泵、材料堆場等，加固部位詳附圖施工布置圖，選擇地下室消防通道及消防登高面。臨時行車道路寬度為5000mm，為保證加固區(qū)域地下室頂板安全，考慮安全冗余，在臨時行車道路兩側(cè)外1500mm范圍內(nèi)仍屬加固范圍，道路轉(zhuǎn)彎半徑8m;構(gòu)件堆場及半成品、成品材料堆場四周加固加寬1000m范圍，尺寸6*20m。

加固體系思路及選擇：

地下室頂板加固體系思路和選擇，首先地庫頂板加固滿足現(xiàn)場材料運輸?shù)缆芳芭R時堆場的需求有多種思路方案：

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計加強法：頂板為滿足現(xiàn)場材料運輸及臨時堆場，可以對規(guī)劃道路和堆場范圍與甲方及設(shè)計單位提出需求，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上對該范圍進(jìn)行加強，如增加配筋及構(gòu)建截面來達(dá)到構(gòu)件的施工荷載需求，優(yōu)點：可以同步施工節(jié)約工期;缺點：造價提高，甲方溝通較困難;

二、提前市政施工法：如原地庫頂板覆土及市政道路設(shè)計荷載可滿足施工荷載需求，在具備施工的條件的前提下，提前施工市政道路，滿足場內(nèi)施工荷載需求;優(yōu)點：成本節(jié)約，同時可以提前市政施工，節(jié)約地節(jié)材;缺點：主體工期會受延誤;

三、構(gòu)造施工提前法：提前施工地下構(gòu)造柱及砌體，或增加臨時構(gòu)造柱作為支撐，使用期限完成后拆除，或利用;優(yōu)點：可以借用部分構(gòu)造柱;缺點：成本高，后期拆除部分造成材料浪費;

四、型鋼回頂加固法：采用型鋼（如槽鋼、工字鋼）回頂作為支撐加固體系;優(yōu)點：型鋼具有較大截面剛度和慣性矩，可以有較好的間距優(yōu)勢，并可以回收再利用;缺點：前期投入較大;

五、鋼管支撐加固法：鋼管支撐加固（可采取回頂或模板支撐體系一體）;優(yōu)點：可利用現(xiàn)場周轉(zhuǎn)材料，取材方便靈活;缺點：租賃費用增加，不利于現(xiàn)場周轉(zhuǎn)材料周轉(zhuǎn);

以上加固方體系的選擇根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，除提前市政施工法，其余加固均遵循梁板跨中饒度較大的向四周，間距根據(jù)驗算確定;本工程結(jié)合現(xiàn)場實際情況和工序選擇模板鋼管加固體系，在模板施工前完成策劃，實施完成后拆除。

實例加固思路：

1、地下室頂板加固支撐體系設(shè)計要求

臨時施工道路加固方式采用扣件式滿堂腳手架搭設(shè)方式進(jìn)行加固。使用時間：地下室施工～裝飾裝修完工。地下室梁板下具體搭設(shè)參數(shù)見下表：

1、加固區(qū)域內(nèi)支撐體系采用Φ48×3.5（壁厚不小于2.8）鋼管、U型托（可調(diào)頂托）、50×70方木等材料。

2、支撐腳手架搭設(shè)間距：臨時施工道路按立桿的縱距800mm，橫桿間距800mm;

3、鋼筋材料堆放區(qū)域按立桿的縱距800mm，橫桿間距800mm;

4、縱向、橫向設(shè)置離地不大于200mm高的掃地桿，步距不大于1500mm。

5、立桿頂部設(shè)置可調(diào)頂托，頂托伸出長度不超過200mm。

6、頂托內(nèi)設(shè)置兩根Φ48×3.5（壁厚不小于2.8）鋼管做主楞，直接頂在結(jié)構(gòu)板面上。

7、在支撐體系外周搭設(shè)連續(xù)剪刀撐、內(nèi)部縱橫向每隔6米搭設(shè)剪刀撐。斜桿與地面的夾角45°～60°。橫向剪刀撐在縱向剪刀撐的與掃地桿節(jié)點處沿架體橫向設(shè)置。

8、施工電梯、材料堆場等座落于地下室頂板上，加固方式同鋼筋材料堆放區(qū)域加固方式。施工電梯基礎(chǔ)采用地腳螺栓預(yù)埋在頂板施工電梯砼基礎(chǔ)上，詳見施工電梯基礎(chǔ)專項方案。

9、臨時施工道路穿越后澆帶作法：由于地下室后澆帶設(shè)計要求待沉降觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后封閉，故在前期使用臨時施工道路時，須對后澆帶進(jìn)行處理。在地下一層頂板后澆帶兩邊次梁（或次梁與主梁）范圍內(nèi)順橫向跨度方向布置槽鋼。

10、加固區(qū)模板支設(shè)前，首先按臨時道路進(jìn)行定位放線，規(guī)劃出需要加固的區(qū)域，道路兩側(cè)用鋼管搭設(shè)欄桿，防止車輛開出未加固區(qū)域。

11、加固區(qū)承重腳手架為一獨立體系，該部分腳手架在澆筑地下室頂板混凝土澆筑后拆模完成后單獨搭設(shè)，待上部主體、裝飾裝修工程完工后再拆除。

2、支撐體系各種材料要求

1、立桿、橫桿：鋼管選用Ф48×3.5mm（壁厚不小于2.8）的焊接鋼管，鋼管質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）中Q235-A級鋼規(guī)定。新、舊鋼管的尺寸，表面質(zhì)量和外形必須符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2011）中第8.1.1和第8.1.2的規(guī)定，并且鋼上管上嚴(yán)禁變形打孔。

2、扣件：采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管腳手架扣件》（GB15831）的規(guī)定?？奂笤诼菟〝Q緊力矩不小于40N·m，且螺栓擰緊力矩達(dá)65N·m時不得發(fā)生破壞。

3、地下室頂板安全事項

1、臨時施工道路作法：在地下室頂板砼澆筑28天左右達(dá)到設(shè)計強度要求后，才能作臨時施工道路。具體作法如下：

2、首先在地下室頂板上定位臨時施工道路、道路半徑、鋼筋等材料堆放區(qū)域的位置。定位須與加固承重腳手架相對應(yīng)。

3、臨時施工道路形成后，在道路兩側(cè)用鋼管搭設(shè)臨時欄桿，臨時欄桿高度1.2m，并采用黃黑雙間油漆，作為防止車輛駛出預(yù)定的道路的標(biāo)志。

4、進(jìn)入頂板加固車道的車輛限速5公里/小時，車輛限重80噸，行駛方向以文教路大門為主出入口。在入口處張掛限載牌，80T以上（包括自重）的載重汽車禁止入內(nèi)。

5、臨時加固頂板作為臨時道路安全管理由專業(yè)安全員負(fù)責(zé)。在使用過程中，安排專人管理看守，重點注意車輛行駛速度及形駛在規(guī)定區(qū)域范圍的道路上，同時定期對承重腳手架進(jìn)行檢查，檢查人員定員定職，同時將檢查結(jié)果做好記錄。

6、鋼筋卸料必須采用塔吊或小型的汽車吊進(jìn)行吊裝卸料，嚴(yán)禁將車內(nèi)的鋼筋直接一次性傾倒在地下室頂板上

7、材料堆放底部應(yīng)設(shè)置墊木板（條）

8、鋼筋圓盤碼放高度不得超過2捆/

4、加固方案計算書

（一）荷載取值及各計算參數(shù)：

本工程在地下室頂板上主要承受荷載為構(gòu)件運輸車，計算取值80t。材料堆放區(qū)按20KN/㎡進(jìn)行核算。

臨時施工道路以運輸車重量80t為核算參數(shù)。構(gòu)件運輸車輛拖板尺寸為13米×2.3米（長×寬）;構(gòu)件汽車面積13×2.3=30㎡。Qe=800/30=26.66kN/㎡

各種材料堆場及施工升降機基礎(chǔ)區(qū)域等以及構(gòu)件材料堆放重量800KN為核算參數(shù)，材料堆放場地尺寸為9米×6米（長×寬）。材料堆放區(qū)面積9×6=54㎡。Qe=800/54=14.8kN/㎡，取20KN/㎡

地下室頂板混凝土抗沖切驗算

計算依據(jù)：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010

一、基本概況

現(xiàn)場構(gòu)件車分為兩種，后車輪數(shù)量4-6個。計算時由于構(gòu)件車80%的重量都集中在后面的車輪上，以4個車輪計，單個輪胎荷載設(shè)計值Fl=1.4×0.8×800/4=224kN，輪胎接觸面積0.2m×0.6m;混凝土C30，抗剪強度設(shè)計值ft=2.1/mm2;頂板厚度250mm。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》所述，在局部荷載作用下，不配置箍筋或彎起鋼筋的板的受沖切承載力應(yīng)符合以下規(guī)定：

——局部荷載設(shè)計值，=224kN;

——截面高度影響系數(shù)，h不大于800mm時，取1;

——C30混凝土抗剪強度設(shè)計值，取2.1N/mm2;

——混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力，控制在1.0N/mm2～3.5N/mm2，取2N/mm2;

——影響系數(shù)，取min{0.4+1.2/，0.5+};

——計算截面邊長，取距離局部荷載作用面積周邊h0/2處板垂直截面的最不利周長，此處=（0.2 +0.6+2×h0）×2=2.1m;

h0——截面有效高度，h0=250mm;

——局部荷載作用面積矩形時的長邊與短邊尺寸比值，此處0.6/0.2=3;

——柱位置影響系數(shù)，按最不利角柱考慮，取20。

由此，= min{0.4+1.2/3，0.5+20×250/4/2.6}=0.8

=（0.7×1×2.1+0.25×2）×0.8×2.1×0.25=827kN，

=224kN≤=827KN，滿足要求。

地下室臨時支撐設(shè)計計算書

計算依據(jù)：

1、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017

2、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2012

3、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 130-2011

4、《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ300-2013

一、參數(shù)信息

1、基本參數(shù)

二、設(shè)計簡圖

三、支撐結(jié)構(gòu)驗算

地下室頂板存在覆土但結(jié)構(gòu)本身可承擔(dān)外部覆土荷載，按最不利原則，只考慮施工荷載傳遞;

設(shè)梁板下Φ48×2.8mm 鋼管@0.8m×0.8m支承上部施工荷載，可得：

N=γQ ×NQK ×la ×lb =1.4×31×0.8×0.8=27.776kN

1、可調(diào)托座承載力驗算

【N】=30≥N =27.776kN

滿足要求！

2、長細(xì)比驗算

根據(jù)《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ3002013條文說明4.1.3條，構(gòu)件的允許長細(xì)比計算時構(gòu)件的長度取節(jié)點間鋼管的長度

l0=h0=1500mm

λ=l0/i=1500/16=93.75≤[λ]=180

滿足要求！

3、立桿穩(wěn)定性驗算

根據(jù)《規(guī)范》JGJ3002013第4.4.11條規(guī)定可知，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置剪刀撐，立桿計算長度：l0=（1+2α）h0=（1+2×0.133）×1500=1900mm

α----掃地桿高度h2與步距h0之比與懸臂長度a1與步距h0之比的較大值，α=max（h2/h0，a1/h0）= max（200/1500，200/1500）=0.133

λ=l0/i=1900/16=118.75

λ=118.75，查《規(guī)范》JGJ300-2013附錄A表A-1，取φ=0.358

f=N/（φA）=27776/（0.358×398）=194.941N/mm2≤[f]=205N/mm2

滿足要求！

臨時材料堆場，根據(jù)現(xiàn)場頂板承重荷載，滿足現(xiàn)場材料荷載，可不加固;本項目前已經(jīng)竣備，實施過程順利，對結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生不良影響。

結(jié)束語：

隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展，建筑施工工藝工法的不斷創(chuàng)新和運用，對建筑質(zhì)量及安全管理要求越來越高，從而對建筑施工人員的安全管理和質(zhì)量管理的素質(zhì)要求也約來約高，尤其是對各種風(fēng)險的前期識別和策劃更為重要，學(xué)習(xí)和交流是從業(yè)人員素質(zhì)培養(yǎng)的途徑。