地下車庫頂板增設臨時施工道路的處理措施

曹文慧，陳志博

（1.山東省建筑科學研究院有限公司，山東 濟南 250031；2.同圓設計集團股份有限公司，山東 濟南 250101）

0 引言

新建地下車庫工程施工過程中，往往在其頂板上設置臨時施工道路。因此地下車庫頂板的設計除了需要考慮施工期間施工材料的荷載之外，還需要考慮混凝土攪拌車等工程車輛的行駛荷載。當需要增設臨時施工道路，或增加車輛行駛荷載時，為防止新增的臨時荷載對車庫頂板結構造成不良影響，需要對地下車庫頂板在施工期間的安全性進行驗算，必要時采取處理措施，以確保施工車輛運輸荷載能夠通過樓板傳遞至下部支撐結構，而不使車庫頂板受力。

1 工程概況及施工需求

某項目地下車庫為地下一層框架結構，凈高 3.60 m。基礎采用柱下獨立基礎+防水板、筏板，頂板采用密肋樓蓋，頂板厚度為 150 mm。

1.1 設計條件

該工程結構設計使用年限為 50 年，建筑結構安全等級為二級，地基基礎設計等級為乙級，抗震設防烈度為 7 度，設計地震分組為第三組，設計地震加速度為 0.10g，建筑抗震設防類別為丙類，框架抗震等級為三級。

1.2 設計材料

混凝土強度等級：基礎、汽車坡道為 C30，地下室外墻、框架柱、梁板為 C35。

現因施工行車需要在地下車庫頂板計劃新增臨時道路一條，道路寬度約 4 700 mm。臨時道路范圍內原設計覆土厚度為 1.5 m，臨時道路范圍內車庫頂原設計為普通地面及路面，活荷載標準值取 5.0 kN/m2。新增施工臨時荷載標準值為 40 kN/m2。根據以上情況，需對臨時施工道路范圍及其影響區(qū)域內車庫頂板進行臨時支撐等處理。

2 安全性驗算及分析

按照工程的設計圖紙、臨時地庫場地布置圖紙及施工臨時荷載數據，對施工過程中臨時道路影響范圍內的車庫結構進行結構復核驗算。

2.1 荷載取值

為保證結構安全，考慮在地下車庫頂板及后澆帶澆筑完成且達到設計要求強度后，方可在車庫頂板設臨時道路。臨時道路影響范圍內的車庫頂板不覆土，活荷載標準值原設計為 5.0 kN/m2，現取 40 kN/m2。

2.2 驗算分析

計劃臨時道路原設計板面均布荷載［1，2］Q=1.3h 1.5h18+1.5h5=42.6 kN/m2。現施工臨時板面均布荷載Q’=1.5h40=60.0 kN/m2，大于原設計均布荷載。

2.3 驗算結果

經驗算，臨時道路范圍內施工臨時板面均布荷載超過原設計板面均布荷載，需對臨時道路范圍及其影響區(qū)域內的車庫頂板進行處理，以保證其安全性。

3 處理方案

處理方案思路為在地下車庫頂板及后澆帶澆筑完成且達到設計要求強度后，在車庫頂板臨時道路影響范圍內滿鋪鋼板分散集中力，在頂板底部地下車庫搭設滿堂腳手架，使上部施工臨時荷載通過車庫頂板傳遞至下部支撐體系，再傳遞至車庫基礎筏板。車庫頂板只作為受壓構件，不作為受彎構件。

設計在臨時道路影響范圍內（臨時道路及兩側外擴各 1.2 m 范圍內）路面滿鋪 30 mm 厚鋼板，底部地下一層搭設滿堂腳手架。其搭設范圍的長度為道路長度，寬度為臨時道路兩側分別外擴 1.2 m。腳手架高度為地下車庫層高 3.60 m。

腳手架立桿直接落在車庫筏板基礎上，間距為 900 mmh900 mm。立桿底部墊入通長槽鋼，水平桿頂部步距為 200 mm，非頂部步距為 1 200 mm。滿堂腳手架架體外側四周及內部縱、橫向每 6～8 m 由底至頂設置連續(xù)豎向剪刀撐；掃天桿部位設置水平剪刀撐。頂絲出立桿長度不超過 200 mm，頂絲上采用 50 mmh80 mm 木方作為龍骨通長設置，不設置次龍骨。支撐架體寬度為路寬每邊超出約 1 200 mm。具體搭設情況如圖 1、圖 2 所示。

圖1 臨時道路下部支撐平面布置圖（單位：mm）

圖2 支撐側立面圖（單位：mm）

4 支撐結構驗算

依據上述處理方案，地下車庫搭設的滿堂腳手架支撐計算參數如表 1 所示。

表1 支撐詳細參數表

經計算得出地下室頂板板面原設計均布荷載Q為42.60 kN/m2，考慮鋪設 30 mm 鋼板，施工臨時道路影響范圍內頂板板面臨時均布荷載為Q’=1.5 h（40+78h0.03）=63.51 kN/m2，超出原設計均布荷載 20.91 kN/m2。現在頂板底部地下一層設置縱、橫向間距均為 900 mm 的 Q235 鋼管腳手架支承上部荷載，鋼管規(guī)格采用 φ48.3 mmh3.6 mm。可得到每根鋼管支撐的軸向力設計值，如式（1）所示。

N=（Q’-Q）hlahlb（1）式中：Q為地下室頂板板面原設計均布荷載，取42.60kN/m2；Q’為施工臨時道路影響范圍內頂板板面臨時均布荷載，取 63.51 kN/m2；la為立桿縱向間距，取 0.9 m；lb為立桿橫向間距，m，取 0.9 m；N為單根鋼管支撐的軸向力設計值，經計算得出N=16.937 kN。

4.1 可調托座承載力驗算

經過計算得出單根鋼管支撐的軸向力設計值N=16.937 kN，與可調托座承載力容許值［N］=30 kN 相比可知，可調托座能夠滿足承載力要求。

4.2 長細比驗算

依據 JGJ 130－2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》［3］（以下簡稱“JGJ 130－2011”）第 5.4.6 條，如式（2）～（4）所示。

式中：l0為立桿計算長度，mm；k為滿堂支撐架立桿計算長度附加系數，當驗算立桿允許長細比時，取k=1；μ1、μ2為考慮滿堂支撐架整體穩(wěn)定因素的單桿計算長度系數，查 JGJ 130－2011 附錄 C，μ1取 1.719，μ2取 2.292；hd為立桿頂部步距，取 200 mm；a為立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點的長度，取 200 mm；h0為立桿水平桿步距，取 1 200 mm；i為截面回轉半徑，經計算，φ48.3 mmh3.6 mm 鋼管的i取 15.86 mm；λ為長細比。

經過計算得出頂部立桿段的長細比為 65.032，非頂部立桿段的長細比為 173.417。依據 JGJ 130－2011 第 5.1.9 條，滿堂腳手架立桿的容許長細比［λ］為 250，頂部立桿段和非頂部立桿段的計算長細比均小于容許長細比，滿足要求。

4.3 立桿穩(wěn)定性驗算

依據 JGJ 130－2011 第 5.4.6 條，對于高度 ≤8 m 的滿堂支撐架，當驗算立桿穩(wěn)定性時，滿堂支撐架立桿計算長度附加系數k取 1.155。經過計算得出頂部立桿段的長細比為 75.111，非頂部立桿段的長細比為 200.297。

依據 JGJ 130－2011 第 5.2.6 條，不考慮組合風荷載時，鋼管腳手架立桿的穩(wěn)定性應符合式（5）的要求：

式中：N為計算立桿段的軸向力設計值，取 16 937 N；φ為軸心受壓構件的穩(wěn)定系數，應根據長細比查 JGJ 130－2011 附錄 A 表 A.0.6 取值，比較后取長細比大值λ=200.297，查 JGJ 130－2011 附表 A.0.6，取φ=0.180；A為立桿的截面面積，取 505 mm2；f為鋼材的抗壓強度設計值，依據 JGJ 130－2011 第 5.1.6 條，Q235 鋼抗壓強度設計值［f］為 205 N/mm2。

經驗算，本例中立桿鋼管f=186.326 N/mm2≤［f］=205 N/mm2，穩(wěn)定性滿足要求。

5 安全保障措施

在施工臨時道路影響范圍內的頂板底部搭設滿堂腳手架后，仍需采取一定的技術措施和合理的施工部署，以防止施工期間頂板外表面混凝土保護層局部破壞，造成鋼筋銹蝕等不良影響，具體措施如下所述。

1）頂板混凝土強度未達到 100 % 時嚴禁車輛行駛。

2）未經技術鑒定或設計許可，不得改變場地用途和使用環(huán)境。在后續(xù)施工過程中不允許隨意增加荷載。

3）在臨時道路上行駛的大型運輸車輛需過地磅，超重時需卸載再行駛。

4）在作業(yè)面上方標明主梁和柱的位置，混凝土泵車作業(yè)時支腿點盡量設置在柱頂或主梁上，每個泵車支撐腳下設置枕木；嚴禁車輛在后澆帶上停滯作業(yè)；現場配設調度一人，混凝土攪拌車逐一上板，以減小對頂板的破壞［4］。

5）加強地庫頂板的變形（包括沉降、裂縫等）觀測，做好記錄。

6 結語

對于地下車庫頂面需要增設臨時施工道路或增加車輛行駛荷載的情況，對車庫頂板的安全性進行驗算及分析，有利于推斷出最危險情況，進而采取合理的處理方案保障結構的安全使用。在施工圖設計階段或工程施工之前，結構工程師應對相應區(qū)域進行設計，并提出必要的保護措施，為工程順利施工提供技術支持。Q