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地下室回顶方案地下室顶板加固

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2020年4月19日
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1 编制说明及依据 1
1.1 编制说明 1
1.2 编制依据 1
2 工程概况 1
2.1 工程简介 1
2.2 设计总体思路 2
2.3 荷载概况 2
3 施工准备 2
3.1 材料准备 2
4 加固支撑体系设计 2
4.1 板下支撑体系设计 2
4.2 梁下支撑体系 2
5 支撑体系施工工艺及施工方法 2
5.1 支撑体系施工方法 2
6 支撑架搭设质量要求 2
7 安全文明施工措施 2
7.1 管理制度 2
7.2 施工措施 2
8 计算书 2

1 编制说明及依据
1.1 编制说明
本工程地下室施工完成后，因现场场地限制，后期工程主要材料的转运需要在地下室顶板上进行。考虑结构安全，需对部分顶板进行加固，加固采用钢管扣件脚手架支撑。为保证施工顺利进行，现对其支撑体系布置、施工工艺以及施工质量安全措施方面加以阐述，特编制此加固专项施工方案。
1.2 编制依据
1、广元卓新·欧锦城施工图纸；
2、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162-
4、《建筑结构荷载规范》GB50009-
5、《钢结构设计规范》GB50017-
6、《混凝土结构设计规范》GB50010-
7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-
8、《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ 164-

2 工程概况
2.1 工程简介
卓新·欧锦城是由广元卓新地产有限公司投资开发，泛华集团有限公司设计，四川江阳工程项目管理有限公司监理，四川鹏翔建筑有限公司承建的一个中高档小区。本工程为框架及剪力墙结构组合的工程，独立基础及筏板板底标高-9.35m～-10.65m。
本工程的±0.000高程488.5m。4#楼地下两层，地上30层，由两个单元组成，建筑物总高度93.400米；5#、6#楼地下两层，地上25层,建筑物总高度78.400米。

2.2 设计总体思路
结合本工程结构形式和实际施工特点，4栋、5栋、6栋人货梯安装在地下室结构顶板上，因此砌体及装修材料运输必须在地下室顶板上，结构顶板底采用钢管支撑传至地下室基础抗水板上。材料堆放范围内，因设置在地下室顶板上，材料堆放量大，使用时间长，结构装修时使用频繁，地下室顶板有后浇带，不成为整体，因此该区域荷载全部由回顶系统传至地下室底板，车道经过后浇带处必须提前浇筑（如设计不同意提前浇筑，则采用20厚钢板覆盖），综合分析，决定在地下室材料堆场、车道部位进行加固。
加固采用采用钢管扣件式脚手架支撑体系，具体加固区域为主楼外20M范围内（见附图）：阴影区域为拟加固区域。
2.3 荷载概况
本工程设计行车荷载为100T，钢筋运输车100T，预拌砂浆运输车75T。计算取最大荷载100T。
3 施工准备
3.1 材料准备
（1）钢管
脚手架钢管应采用国家现行标准《直缝电焊钢管》（GB/T　13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T 3092）中规定的3号普通钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T 700）中Q23F-A级钢管的规定。弯曲变形及锈蚀的钢管不得使用。
根据广元建材市场实际情况,无壁厚3.5mm的钢管，脚手架钢管采用外径为48mm，壁厚3.0mm的钢管，其它杆最大长度不应超出6m，且每根钢管的最大质量控制在25kg。
脚手架钢管的表面质量及外形应符合下列要求：
1）新钢管应有产品质量合格证及质量检验报告，钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕。钢管壁厚及外径偏差不应大于-0.5mm，端面偏差不应大于1.7mm。
2）旧钢管表面锈蚀深度应小于0.5mm，弯曲变形各种杆件钢管的端部弯曲l≤1.5m时，不应大于5mm。立杆钢管弯曲当3m<l≤4mm时，不应大于12mm；当4m<l≤6m时，不应大于20mm;水平杆斜杆的弯曲l≤6m，不应大于30mm。
（2）扣件
1）扣件包括直角扣件、旋转扣件、对接扣件及其附件、T型螺栓、螺母、垫圈等。
2）扣件式钢管脚手架应采用可锻铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB 15831）的规定，其附件的制造材料应符合GB700-79中A3钢的规定，螺纹应符合GB196-81《普通螺纹》的规定，垫圈应符合GB95-76《垫圈》的规定。扣件与钢管的贴合面必须完好不变形，扣件扣紧钢管时接触良好，扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的旋转面间小于1mm，扣件表面应进行防锈处理。
3）脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N·m时，不得发生破坏。
4）扣件验收应符合下列规定：新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证；旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑动的螺栓必须更换；新旧扣件均应进行防锈处理。
（3）顶托
顶托螺杆直径不小于28mm。
4 加固支撑体系设计
需进行加固的地下室顶板，存在不同板厚及配筋，此区域内地下室顶板需能承受100T运输车通行，考虑地下室顶板安全、按最小板厚及最小配筋进行加固设计，即按160板厚，配筋板面12@200双向通长钢筋，板底12@150双向通长钢筋。由于地下室顶板荷载传至地下一层板，同时需要对地下一层板进行加固，因此加固体系为为两层，负一层与负二层的立杆竖向一一对应，偏差不得大于50mm。
4.1 板下支撑体系设计
板下支撑体系采用钢管扣件式脚手架，具体设计参数如下：
楼层
支撑体系设计
立杆横距
立杆纵距
横杆步距
地下室-1F
0.5
0.5
1.5
地下-2F
0.5
0.5
1.5

1、离地200mm设置扫地杆。
2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。
3、立杆上部采用可调顶托，顶托伸出长度不超过200mm。
4、顶托上采用两根50*100木方做主楞，直接顶在结构板面上。
5、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。
4.2 梁下支撑体系
扣件式脚手架在离地200mm高处设置扫地杆，步距不大于1500mm，满堂架应设置剪刀
撑，间距不大于6m，梁、板下主楞采用双木方，可调支撑托。梁下支撑体系与板下支撑体系分开，各自搭设成独立支撑体系。
1、梁底支撑
截面宽度b（mm）
梁两侧立杆间距（mm）
沿梁跨度方向间距（mm）
梁底支撑（道）
200≤b<500
500
500
1
500≤b
500
500
2
1、离地200mm设置扫地杆。
2、立杆底部采用50mm厚通长木方作为垫木。
3、立杆上部采用可调顶托，顶托伸出长度不超过200mm。
4、顶托上采用双木方做主楞直接支撑在梁上。

5 支撑体系施工工艺及施工方法
5.1 支撑体系施工方法
（1）满堂架搭设
满堂架搭设应放线抄平，梁架立杆每排间距按上述设计排放，并采用纵横向横杆与满堂架拉结牢固。且纵横向剪刀撑必须按要求搭设。剪刀撑应纵横向搭设，每6m设置一道，由底到顶全高设置。对于梁板下支架，采用可调顶托进行调节，可调顶托伸出不得超过200mm，模板安装前必须将顶托顶紧，不得留有未顶紧的顶托。
6 支撑架搭设质量要求
支撑提下搭设完成后必须进行验收，验收合格后方可投入使用。
脚手架质量要求
项 目
技术要求
允许偏差（mm）
检查方法与工具
地基基础
表面
坚实平整
—
观察
排水
不积水
垫板
不晃动
底座
不滑动
不沉降
-10
立杆垂直度
H=5.2
—
±12
经纬仪
纵向水平杆高差

—
±20
水平仪

—
1 ±10
双排脚手架横向水平杆外伸长度偏差
外伸150mm
-20
钢板尺
扣
件
安
装
主节点处各扣件中心点相互距离
a≤150mm

钢卷尺
同步立杆上两个相隔对接扣件的高差
A≥500mm

钢卷尺
立杆上的对接扣件置主节点的距离
a≤h/3
600mm
钢卷尺
纵向水平杆的对接扣件至主节点的距离
a≤la/3
500mm

钢卷尺
纵向水平杆相邻接头水平距离
a≥500mm
钢卷尺
螺栓拧紧扭力矩
40～65N·m
—
扭力扳手
剪刀撑斜杆与地面的倾角
45o～60o
—
角尺

7 安全文明施工措施
7.1 管理制度
（1）执行安全生产交底制度。施工作业前，由工长向施工班组作书面的安全交底，施工班组长签字，并及时向全体操作人员交底。
（2）执行施工前安全检查制。各班组在施工前对所施工的部位，进行安全检查，发现隐患，经有关人员处理解决后，方可进行施工操作。
（3）加强对施工人员的安全意识教育，提高自我防护意识，进场前对职工进行安全生产教育，以后定期、不定期地进行安全生产教育，加强安全生产、文明施工的意识。
（4）建立安全生产责任制。定期组织安全生产检查，并建立安全生产评定制度。根据安全生产责任制的规定，进行评比，对安全生产优良的班组和个人给予奖励，对于不注意安全生产的班组和个人给予处罚。
7.2 施工措施
（1） 支架搭设及拆除工人必须是持有省级建设厅颁发的特种作业人员。
（2） 进入施工现场人员必须戴好安全帽，高空作业人员必须佩带安全带，并应系牢。安全带应高挂低用。
（3） 经医生检查认为不适宜高空作业的人员，不得进行高空作业。
（4）工作前应先检查使用的工具是否牢固，板手等工具必须用绳链系挂在身上，钉子必须放在工具袋内，以免掉落伤人，工作时要思想集中，防止钉子扎脚和空中滑落。
（5）安装与拆除模板，应搭脚手架，并设防护栏杆，防止上下在同一垂直面操作。
（6）高空，复杂结构模板的安装与拆除，事先应有切实的安全措施。
（7）高空作业要搭设脚手架或操作台，上、下要使用梯子，不许站立在墙上工作；不准站在大梁底模上行走。操作人员严禁穿硬底鞋及高跟鞋作业。
8 计算书
支撑架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130- ）、《混凝土结构设计规范》GB50010- 、《建筑结构荷载规范》(GB 50009- )、《钢结构设计规范》(GB 50017- )等规范编制。
本工程回顶方案计算方法参照模板支架计算，地下室顶板为双向板，最大尺寸为8100×8100，地下室顶板上经过最大荷载为钢筋运输车（钢筋车100T）时，板上最不利荷载值为75T，顶板按刚性构件计算，板面上均布荷载为11.7KN/m²。托梁材料为两根50×100方木合并在一起。
一、参数信息
1.模板支架参数
横向间距或排距(m):0.50；纵距(m):0.50；步距(m):1.50；
立杆上端伸出至模板支撑点长度(m):0.20；钢管支架搭设高度(m):5.00；
采用的钢管(mm):Φ48×3.0 ；板底支撑连接方式:方木支撑；
立杆承重连接方式:可调托座；
2.荷载参数
木方自重(kN/m2):0.500；混凝土与钢筋自重(kN/m3):25.500；
施工均布荷载标准值(kN/m2):1.000；
3.材料参数
底板支撑采用木方：50×100mm；
木方抗剪强度设计值(N/mm2):1.400；
木方弹性模量E(N/mm2):9000.000；木方抗弯强度设计值(N/mm2):13.000；
木方的截面宽度(mm):50.00；木方的截面高度(mm):100.00；
托梁材料为：木方 :两根50×100mm；

二、最不利荷载计算
发生最不利荷载的情况为前三排车轮落在同一块板，最后一排落在另一块板。如下图：

把后轮的三个轮胎简化为中间的一个轮胎，则简化的板反力作用方向与位置如下图

Fa=650KN
Fb=350KN
再把Fa简化为后三个轮子平均分担650KN的力如下

则Fa1=250KN
此时Fa2+Fa3+Fb=750KN
最不利荷载值为750KN÷64m²=11.7KN/m²
三、顶板支撑方木的计算
方木按照三跨连续梁计算，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=b×h2/6=5×10×10/6 = 83.33 cm3；
I=b×h3/12=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4；

方木楞计算简图
1.荷载的计算
(1)静荷载为钢筋运输车辆（500厚混凝土板）的自重(kN/m)：
q1= 25.5×0.25×0.5+0.5×0.25 = 3.312 kN/m ；
(2)活荷载为施工人员及设备荷载(kN/m)：
q2 = 1×0.25 = 0.25 kN/m；
2.强度验算
计算公式如下:
M=0.1ql2
均布荷载 q = 1.2 × q1 + 1.4 ×q2 = 1.2×3.312+1.4×0.25 = 4.325 kN/m；
最大弯矩 M = 0.1ql2 = 0.1×4.325×0.5² = 0.108 kN·m；
方木最大应力计算值 σ= M /W = 0.108×106/83333.33 = 1.298 N/mm2；
方木的抗弯强度设计值 [f]=13.000 N/mm2；
方木的最大应力计算值为 1.298N/mm2 小于方木的抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
3.抗剪验算
截面抗剪强度必须满足:
τ = 3V/2bhn < [τ]
其中最大剪力: V = 0.6×4.325×0.5 = 1.298kN；
方木受剪应力计算值 τ = 3 ×1.298×10³/(2 ×50×100) = 0.389 N/mm2；
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.4 N/mm2；
方木的受剪应力计算值 0.389 N/mm2 小于 方木的抗剪强度设计值 1.4 N/mm2，满足要求!
4.挠度验算
计算公式如下:
ν=0.677ql4/(100EI)≤[ν]=l/250
均布荷载 q = q1 = 3.312 kN/m；
最大挠度计算值 ν= 0.677×3.312×5004 /(100×9000×4166666.667)= 0.037 mm；
最大允许挠度 [ν]=500/ 250=2 mm；
方木的最大挠度计算值 0.037 mm 小于 方木的最大允许挠度 2mm,满足要求!

四、托梁材料计算
托梁按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；
托梁采用：木方 : 2根50×100mm；
W=166.667 cm3；
I=833.333 cm4；
集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P＝5.19kN;

托梁计算简图

托梁计算弯矩图(kN·m)

托梁计算变形图(mm)

托梁计算剪力图(kN)
最大弯矩 Mmax = 0.227 kN·m ；
最大变形 Vmax = 0.05 mm ；
最大支座力 Qmax = 5.58 kN ；
最大应力 σ= 1946561.369/166666.667 =1.363N/mm2；
托梁的抗压强度设计值 [f]=13 N/mm2；
托梁的最大应力计算值1.363/mm2 小于 托梁的抗压强度设计值 13 N/mm2,满足要求!
托梁的最大挠度为 0.05mm 小于 500/250,满足要求!

五、模板支架立杆荷载设计值(轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载和活荷载。
1.静荷载标准值包括以下内容
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.138×5 = 0.692 kN；
(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.5×0.5×0.5=0.125 kN；
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.5×0.5×0.5×0.5 = 3.188kN；
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.004 kN；
2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载
经计算得到，活荷载标准值 NQ = (1+2 ) ×0.5×0.5 = 0.75 kN；
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算
N = 1.2NG + 1.4NQ = 5.855 kN；
六、立杆的稳定性计算
立杆的稳定性计算公式:
σ =N/(φA)≤[f]
其中 N ---- 立杆的轴心压力设计值(kN) ：N = 5.855 kN；
φ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到；
i ---- 计算立杆的截面回转半径(cm) ：i = 1.59 cm；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A = 4.24 cm2；
W ---- 立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=4.49 cm3；
σ-------- 钢管立杆最大应力计算值 (N/mm2)；
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
L0---- 计算长度 (m)；
按下式计算:
l0 = h+2a = 1.5+0.2×2 = 1.9 m；
a ---- 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a = 0.2 m；
l0/i =1900 / 15.9 = 119 ；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.458 ；
钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=5855.4/（0.458×424） = 30.153 N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值 σ=30.153 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
如果考虑到支撑架的安全因素，建议按下式计算
l0 = k1k2(h+2a)= 1.167×1.003×(1.5+0.2×2) = 2.224 m；
k1 -- 计算长度附加系数按照表1取值1.167；
k2 -- 计算长度附加系数，h+2a = 1.9 按照表2取值1.003 ；
Lo/i =2223.952 / 15.9 = 140 ；
由长细比 Lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ= 0.349 ；
钢管立杆的最大应力计算值 ；σ=5855.4/（0.349×424） = 39.57 N/mm2；
钢管立杆的最大应力计算值 σ= 39.57 N/mm2 小于 钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！