淺談地下室頂板作為臨時道路和臨時堆場加固技術的探討

唐堯

摘要：隨著城市的發展，空間的規劃變的更緊湊，對空間的利用越來越合理科學，住宅項目的地下空間的利用基本成為現代城市建筑的主流，在施工不可避免需要借用地庫頂板做為臨時運輸道路及材料堆場，近年來全國多次發生車庫頂板作為臨時道路和堆場發生因荷載超重，引起地庫頂板坍塌的安全質量事故，為了避免事故的發生，我結合實際項目應用實例對地下室頂板作為臨時道路和臨時堆場加固技術的策劃思路進行探討。（注意：不適用無梁樓蓋結構地下頂板）。

關鍵詞：地庫頂板;臨時道路;臨時堆場;加固技術

施工現場工況情況分析：

撫州祥生佛嶺小鎮聽雨臺工程施工場四周地狹窄，西側商鋪開盤后道路中斷，配合甲方開放商鋪區，不能滿足各主樓主體階段的材料進場、轉運和堆放，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構圖紙，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計每平方荷載：21.6KN/㎡。設計承載力為21.6+20（活荷載）=41.6KN/㎡

根據施工圖紙查得頂板活荷載最大為20KN/㎡，現場載重貨車≤80噸、材料堆放最大荷載 20kN/m2進行計算考慮。

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，為保證加固區域地下室頂板安全，考慮安全冗余，在臨時行車道路兩側外1500mm范圍內仍屬加固范圍，道路轉彎半徑8m;構件堆場及半成品、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場材料運輸道路及臨時堆場的需求有多種思路方案：

一、結構設計加強法：頂板為滿足現場材料運輸及臨時堆場，可以對規劃道路和堆場范圍與甲方及設計單位提出需求，從結構設計上對該范圍進行加強，如增加配筋及構建截面來達到構件的施工荷載需求，優點：可以同步施工節約工期;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，滿足場內施工荷載需求;優點：成本節約，同時可以提前市政施工，節約地節材;缺點：主體工期會受延誤;

三、構造施工提前法：提前施工地下構造柱及砌體，或增加臨時構造柱作為支撐，使用期限完成后拆除，或利用;優點：可以借用部分構造柱;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;優點：型鋼具有較大截面剛度和慣性矩，可以有較好的間距優勢，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）;優點：可利用現場周轉材料，取材方便靈活;缺點：租賃費用增加，不利于現場周轉材料周轉;

以上加固方體系的選擇根據現場實際情況確定，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，間距根據驗算確定;本工程結合現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方式進行加固。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參數見下表：

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

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

3、鋼筋材料堆放區域按立桿的縱距800mm，橫桿間距800mm;

4、縱向、橫向設置離地不大于200mm高的掃地桿，步距不大于1500mm。

5、立桿頂部設置可調頂托，頂托伸出長度不超過200mm。

6、頂托內設置兩根Φ48×3.5（壁厚不小于2.8）鋼管做主楞，直接頂在結構板面上。

7、在支撐體系外周搭設連續剪刀撐、內部縱橫向每隔6米搭設剪刀撐。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點處沿架體橫向設置。

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域加固方式。施工電梯基礎采用地腳螺栓預埋在頂板施工電梯砼基礎上，詳見施工電梯基礎專項方案。

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

10、加固區模板支設前，首先按臨時道路進行定位放線，規劃出需要加固的區域，道路兩側用鋼管搭設欄桿，防止車輛開出未加固區域。

11、加固區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，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，鋼管質量必須符合國家標準《碳素結構鋼》（GB/T700）中Q235-A級鋼規定。新、舊鋼管的尺寸，表面質量和外形必須符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）中第8.1.1和第8.1.2的規定，并且鋼上管上嚴禁變形打孔。

2、扣件：采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質應符合現行國家標準《鋼管腳手架扣件》（GB15831）的規定?？奂笤诼菟〝Q緊力矩不小于40N·m，且螺栓擰緊力矩達65N·m時不得發生破壞。

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天左右達到設計強度要求后，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、鋼筋等材料堆放區域的位置。定位須與加固承重腳手架相對應。

3、臨時施工道路形成后，在道路兩側用鋼管搭設臨時欄桿，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定的道路的標志。

4、進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。

5、臨時加固頂板作為臨時道路安全管理由專業安全員負責。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定區域范圍的道路上，同時定期對承重腳手架進行檢查，檢查人員定員定職，同時將檢查結果做好記錄。

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

7、材料堆放底部應設置墊木板（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：

本工程在地下室頂板上主要承受荷載為構件運輸車，計算取值80t。材料堆放區按20KN/㎡進行核算。

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

各種材料堆場及施工升降機基礎區域等以及構件材料堆放重量800KN為核算參數，材料堆放場地尺寸為9米×6米（長×寬）。材料堆放區面積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：《混凝土結構設計規范》GB50010-2010

一、基本概況

現場構件車分為兩種，后車輪數量4-6個。計算時由于構件車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，抗剪強度設計值ft=2.1/mm2;頂板厚度250mm。

根據《混凝土結構設計規范》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符合以下規定：

——局部荷載設計值，=224kN;

——截面高度影響系數，h不大于800mm時，取1;

——C30混凝土抗剪強度設計值，取2.1N/mm2;

——混凝土有效預壓應力，控制在1.0N/mm2～3.5N/mm2，取2N/mm2;

——影響系數，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，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。

地下室臨時支撐設計計算書

計算依據：

1、《鋼結構設計標準》GB50017-2017

2、《建筑結構荷載規范》GB 50009-2012

3、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ 130-2011

4、《建筑施工臨時支撐結構技術規范》JGJ300-2013

一、參數信息

1、基本參數

二、設計簡圖

三、支撐結構驗算

地下室頂板存在覆土但結構本身可承擔外部覆土荷載，按最不利原則，只考慮施工荷載傳遞;

設梁板下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、可調托座承載力驗算

【N】=30≥N =27.776kN

滿足要求！

2、長細比驗算

根據《建筑施工臨時支撐結構技術規范》JGJ3002013條文說明4.1.3條，構件的允許長細比計算時構件的長度取節點間鋼管的長度

l0=h0=1500mm

λ=l0/i=1500/16=93.75≤[λ]=180

滿足要求！

3、立桿穩定性驗算

根據《規范》JGJ3002013第4.4.11條規定可知，支撐結構設置剪刀撐，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，根據現場頂板承重荷載，滿足現場材料荷載，可不加固;本項目前已經竣備，實施過程順利，對結構未產生不良影響。

結束語：

隨著我國城市建設的飛速發展，建筑施工工藝工法的不斷創新和運用，對建筑質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量管理的素質要求也約來約高，尤其是對各種風險的前期識別和策劃更為重要，學習和交流是從業人員素質培養的途徑。