浅谈地下室顶板作为临时道路和临时堆场加固技术的探讨

唐尧

摘要：随着城市的发展，空间的规划变的更紧凑，对空间的利用越来越合理科学，住宅项目的地下空间的利用基本成为现代城市建筑的主流，在施工不可避免需要借用地库顶板做为临时运输道路及材料堆场，近年来全国多次发生车库顶板作为临时道路和堆场发生因荷载超重，引起地库顶板坍塌的安全质量事故，为了避免事故的发生，我结合实际项目应用实例对地下室顶板作为临时道路和临时堆场加固技术的策划思路进行探讨。（注意：不适用无梁楼盖结构地下顶板）。

关键词：地库顶板;临时道路;临时堆场;加固技术

施工现场工况情况分析：

抚州祥生佛岭小镇听雨台工程施工场四周地狭窄，西侧商铺开盘后道路中断，配合甲方开放商铺区，不能满足各主楼主体阶段的材料进场、转运和堆放，影响主体工程施工需要，故在地下室顶板浇筑后，需加以利用，将地下室顶板作为临时行车道路、钢筋加工场、钢筋堆场、施工电梯、砼输送泵、材料堆场等。因各运载车辆重量不一，施工及堆放期间荷载过大，为此对地下室顶板进行加固处理，荷载取值及加固范围选择思路。

1：工况荷载概况及取值查结构图纸，车库顶板加固，本工程选择借用地库顶板消防通道及登高面等加强部位作为临时道路及堆场的思路，消防车道及消防登高操作场地考虑满载总重300KN的大型消防车辆;选择的地下室顶板位置厚度为250mm，混凝土强度等级为C30P6，顶板覆土厚度为1.2m（黏土自重18KN/m³），计算得地下室顶板设计每平方荷载：21.6KN/㎡。设计承载力为21.6+20（活荷载）=41.6KN/㎡

根据施工图纸查得顶板活荷载最大为20KN/㎡，现场载重货车≤80吨、材料堆放最大荷载 20kN/m2进行计算考虑。

地下室加固范围为：临时直行行车道路、钢筋加工场、钢筋堆场、砼输送泵、材料堆场等，加固部位详附图施工布置图，选择地下室消防通道及消防登高面。临时行车道路宽度为5000mm，为保证加固区域地下室顶板安全，考虑安全冗余，在临时行车道路两侧外1500mm范围内仍属加固范围，道路转弯半径8m;构件堆场及半成品、成品材料堆场四周加固加宽1000m范围，尺寸6*20m。

加固体系思路及选择：

地下室顶板加固体系思路和选择，首先地库顶板加固满足现场材料运输道路及临时堆场的需求有多种思路方案：

一、结构设计加强法：顶板为满足现场材料运输及临时堆场，可以对规划道路和堆场范围与甲方及设计单位提出需求，从结构设计上对该范围进行加强，如增加配筋及构建截面来达到构件的施工荷载需求，优点：可以同步施工节约工期;缺点：造价提高，甲方沟通较困难;

二、提前市政施工法：如原地库顶板覆土及市政道路设计荷载可满足施工荷载需求，在具备施工的条件的前提下，提前施工市政道路，满足场内施工荷载需求;优点：成本节约，同时可以提前市政施工，节约地节材;缺点：主体工期会受延误;

三、构造施工提前法：提前施工地下构造柱及砌体，或增加临时构造柱作为支撑，使用期限完成后拆除，或利用;优点：可以借用部分构造柱;缺点：成本高，后期拆除部分造成材料浪费;

四、型钢回顶加固法：采用型钢（如槽钢、工字钢）回顶作为支撑加固体系;优点：型钢具有较大截面刚度和惯性矩，可以有较好的间距优势，并可以回收再利用;缺点：前期投入较大;

五、钢管支撑加固法：钢管支撑加固（可采取回顶或模板支撑体系一体）;优点：可利用现场周转材料，取材方便灵活;缺点：租赁费用增加，不利于现场周转材料周转;

以上加固方体系的选择根据现场实际情况确定，除提前市政施工法，其余加固均遵循梁板跨中饶度较大的向四周，间距根据验算确定;本工程结合现场实际情况和工序选择模板钢管加固体系，在模板施工前完成策划，实施完成后拆除。

实例加固思路：

1、地下室顶板加固支撑体系设计要求

临时施工道路加固方式采用扣件式满堂脚手架搭设方式进行加固。使用时间：地下室施工～装饰装修完工。地下室梁板下具体搭设参数见下表：

1、加固区域内支撑体系采用Φ48×3.5（壁厚不小于2.8）钢管、U型托（可调顶托）、50×70方木等材料。

2、支撑脚手架搭设间距：临时施工道路按立杆的纵距800mm，横杆间距800mm;

3、钢筋材料堆放区域按立杆的纵距800mm，横杆间距800mm;

4、纵向、横向设置离地不大于200mm高的扫地杆，步距不大于1500mm。

5、立杆顶部设置可调顶托，顶托伸出长度不超过200mm。

6、顶托内设置两根Φ48×3.5（壁厚不小于2.8）钢管做主楞，直接顶在结构板面上。

7、在支撑体系外周搭设连续剪刀撑、内部纵横向每隔6米搭设剪刀撑。斜杆与地面的夹角45°～60°。横向剪刀撑在纵向剪刀撑的与扫地杆节点处沿架体横向设置。

8、施工电梯、材料堆场等座落于地下室顶板上，加固方式同钢筋材料堆放区域加固方式。施工电梯基础采用地脚螺栓预埋在顶板施工电梯砼基础上，详见施工电梯基础专项方案。

9、临时施工道路穿越后浇带作法：由于地下室后澆带设计要求待沉降观测数据稳定后封闭，故在前期使用临时施工道路时，须对后浇带进行处理。在地下一层顶板后浇带两边次梁（或次梁与主梁）范围内顺横向跨度方向布置槽钢。

10、加固区模板支设前，首先按临时道路进行定位放线，规划出需要加固的区域，道路两侧用钢管搭设栏杆，防止车辆开出未加固区域。

11、加固区承重脚手架为一独立体系，该部分脚手架在浇筑地下室顶板混凝土浇筑后拆模完成后单独搭设，待上部主体、装饰装修工程完工后再拆除。

2、支撑体系各种材料要求

1、立杆、横杆：钢管选用Ф48×3.5mm（壁厚不小于2.8）的焊接钢管，钢管质量必须符合国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢规定。新、旧钢管的尺寸，表面质量和外形必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）中第8.1.1和第8.1.2的规定，并且钢上管上严禁变形打孔。

2、扣件：采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定。扣件要求在螺栓拧紧力矩不小于40N·m，且螺栓拧紧力矩达65N·m时不得发生破坏。

3、地下室顶板安全事项

1、临时施工道路作法：在地下室顶板砼浇筑28天左右达到设计强度要求后，才能作临时施工道路。具体作法如下：

2、首先在地下室顶板上定位临时施工道路、道路半径、钢筋等材料堆放区域的位置。定位须与加固承重脚手架相对应。

3、临时施工道路形成后，在道路两侧用钢管搭设临时栏杆，临时栏杆高度1.2m，并采用黄黑双间油漆，作为防止车辆驶出预定的道路的标志。

4、进入顶板加固车道的车辆限速5公里/小时，车辆限重80吨，行驶方向以文教路大门为主出入口。在入口处张挂限载牌，80T以上（包括自重）的载重汽车禁止入内。

5、临时加固顶板作为临时道路安全管理由专业安全员负责。在使用过程中，安排专人管理看守，重点注意车辆行驶速度及形驶在规定区域范围的道路上，同时定期对承重脚手架进行检查，检查人员定员定职，同时将检查结果做好记录。

6、钢筋卸料必须采用塔吊或小型的汽车吊进行吊装卸料，严禁将车内的钢筋直接一次性倾倒在地下室顶板上

7、材料堆放底部应设置垫木板（条）

8、钢筋圆盘码放高度不得超过2捆/

4、加固方案计算书

（一）荷载取值及各计算参数：

本工程在地下室顶板上主要承受荷载为构件运输车，计算取值80t。材料堆放区按20KN/㎡进行核算。

临时施工道路以运输车重量80t为核算参数。构件运输车辆拖板尺寸为13米×2.3米（长×宽）;构件汽车面积13×2.3=30㎡。Qe=800/30=26.66kN/㎡

各种材料堆场及施工升降机基础区域等以及构件材料堆放重量800KN为核算参数，材料堆放场地尺寸为9米×6米（长×宽）。材料堆放区面积9×6=54㎡。Qe=800/54=14.8kN/㎡，取20KN/㎡

地下室顶板混凝土抗冲切验算

计算依据：《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

一、基本概况

现场构件车分为两种，后车轮数量4-6个。计算时由于构件车80%的重量都集中在后面的车轮上，以4个车轮计，单个轮胎荷载设计值Fl=1.4×0.8×800/4=224kN，轮胎接触面积0.2m×0.6m;混凝土C30，抗剪强度设计值ft=2.1/mm2;顶板厚度250mm。

根据《混凝土结构设计规范》所述，在局部荷载作用下，不配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力应符合以下规定：

——局部荷载设计值，=224kN;

——截面高度影响系数，h不大于800mm时，取1;

——C30混凝土抗剪强度设计值，取2.1N/mm2;

——混凝土有效预压应力，控制在1.0N/mm2～3.5N/mm2，取2N/mm2;

——影响系数，取min{0.4+1.2/，0.5+};

——计算截面边长，取距离局部荷载作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长，此处=（0.2 +0.6+2×h0）×2=2.1m;

h0——截面有效高度，h0=250mm;

——局部荷载作用面积矩形时的长边与短边尺寸比值，此处0.6/0.2=3;

——柱位置影响系数，按最不利角柱考虑，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，满足要求。

地下室临时支撑设计计算书

计算依据：

1、《钢结构设计标准》GB50017-2017

2、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011

4、《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ300-2013

一、参数信息

1、基本参数

二、设计简图

三、支撑结构验算

地下室頂板存在覆土但结构本身可承担外部覆土荷载，按最不利原则，只考虑施工荷载传递;

设梁板下Φ48×2.8mm 钢管@0.8m×0.8m支承上部施工荷载，可得：

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

1、可调托座承载力验算

【N】=30≥N =27.776kN

满足要求！

2、长细比验算

根据《建筑施工临时支撑结构技术规范》JGJ3002013条文说明4.1.3条，构件的允许长细比计算时构件的长度取节点间钢管的长度

l0=h0=1500mm

λ=l0/i=1500/16=93.75≤[λ]=180

满足要求！

3、立杆稳定性验算

根据《规范》JGJ3002013第4.4.11条规定可知，支撑结构设置剪刀撑，立杆计算长度：l0=（1+2α）h0=（1+2×0.133）×1500=1900mm

α----扫地杆高度h2与步距h0之比与悬臂长度a1与步距h0之比的较大值，α=max（h2/h0，a1/h0）= max（200/1500，200/1500）=0.133

λ=l0/i=1900/16=118.75

λ=118.75，查《规范》JGJ300-2013附录A表A-1，取φ=0.358

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

满足要求！

临时材料堆场，根据现场顶板承重荷载，满足现场材料荷载，可不加固;本项目前已经竣备，实施过程顺利，对结构未产生不良影响。

结束语：

随着我国城市建设的飞速发展，建筑施工工艺工法的不断创新和运用，对建筑质量及安全管理要求越来越高，从而对建筑施工人员的安全管理和质量管理的素质要求也约来约高，尤其是对各种风险的前期识别和策划更为重要，学习和交流是从业人员素质培养的途径。