临时加固方案.docx

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临时加固方案

余政储出（2013）53号地块办公T1楼、T2楼、T3楼、T4楼、商业1#楼、地下室工程

临

时

加

固

专

项

方

案

舜杰建设（集团）有限公司

二0一七年九月

一、工程概况及设计现状

工程概况

本工程总建筑面积约111652㎡，其中地上建筑面积约68262㎡，地下建筑面积约43390㎡。

由二层整体地下室及地上五栋单体组成：

T1十一层框架、T2十一层框架、T3十一层框架、T4十三层框架、商业1#四层框架。

基坑设计深度

.周围环境条件

位置

环境

距坑边距离

东侧

上祥路，道路路面典型标高约。

道路人行道边距离围护轴线约，。

人行道范围内有弱电管线及雨水管线。

南侧

运河广告产业大厦，两幢主楼分别为7层和12层，2层地下室。

地下室外墙距围护轴线为12m~30m。

西侧

杭行路，道路路面典型标高为。

道路人行道边距离围护轴线约12m，。

人行道范围内有弱电管线及雨水管线。

北侧

祥园北路，道路路面典型标高为。

道路人行道边距离围护轴线为，局部。

人行道范围内有弱电管线及雨水管线。

基坑围护设计方案及坑顶放坡做法

（1）基坑地下室下部采用三轴水泥搅拌桩搭接施工形成止水帷幕，加上钻孔灌注围护排桩墙，结合两道水平钢筋混凝土内支撑结构的围护方案。

（2）三轴水泥搅拌桩采用Φ850@600的形式，采用三轴搅拌桩机按套一孔法搭接施工形成止水帷幕，钻孔灌注桩根据工况和地质情况分别采用Φ800@1200和Φ900@1300两种形式的围护桩墙。

（3）根据周边红线情况和场地标高，四周上部采用小放坡结合喷网支护，放坡面采用φ@200双向钢筋网喷射混凝土进行支护，喷射混凝土分两层施工，第一层厚度30~40mm。

沿基坑压顶梁处设截水沟防止地表水进入基坑。

典型剖面如下图：

基坑设计深度,基坑安全等级为一级。

地下室顶板设计情况：

1、本工程结构设计总说明中明确了设计活荷载标准值如下：

消防车道、消防登高场地（板跨不小于3˟3m的双向板楼盖）35kN/m2

消防车道、消防登高场地（板跨不小于6˟6m的双向板楼盖）20kN/m2

顶板施工活荷载（无覆土）：

5kN/m2

2、消防车道及地下室后浇带平面布置见附图

二、基坑顶部狭窄部位及现有配电房部位的挡土墙加固措施

基坑四周现场情况

1、根据第一章有关基坑周边环境内容，及现场施工实际情况，目前在基坑西北角围护平面凸出位置，基坑西南角运河广告大厦围墙转角位置，压顶梁离现有围墙间距太小（详见附图），无法按围护设计1：

1的要求放坡，或放坡后坑顶无法设置施工道路。

2、根据围护设计对现有配电房位置进行了坡顶插松木桩、沿坡面打入4米长间距米的Φ˟的锚管土钉，坡面Φ@200喷射80cm砼护坡的加固方法。

从施工角度有几个难点：

A、坑顶土为杂填土，有较多大块混凝土块、石块、断桩等建筑垃圾，松木桩及锚管难以插入。

B、地下管线不清，可能会受到破坏

C、量少不能连继施工，施工工艺程序多，进出场及工艺准备费用占比大，不经济。

D、施工场地有限，无施工机械停放空间。

压顶梁上设置挡土墙加固措施

综合上述两点，上述部位拟采取现浇垂直钢筋砼挡土墙的加固方式：

1、在需加固部位压顶梁上部预埋Φ12@200双排钢筋

2、压顶梁施工完成后，在压顶梁止设置200厚Φ12@200，分布筋Φ8@400钢筋砼挡土墙，顶标高至施工道路底，留出200mm钢筋接头，浇入道路板内

3、土方回填平整

4、再施工道路硬化。

详见示意图。

三、地下室顶板临时加固措施

由于地下车库的落地面积很大，并且办公T1~T4及商业1#楼又处于大面积地下车库的中部，因此造成在施工的过程中，局部区域的地下车库顶板上必须设置好主要的运输通道，以供混凝土泵车、以及混凝土运输车辆等大中型重型车辆的运输与通行，为此，需要根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2012中附录C的荷载设计要求，拟对地下车库的结构顶板进行大型运输车辆的受力结构验算，必要时还必须对局部的薄弱环节区域进行适当的加固，从而确保地下车库顶板结构的安全使用。

重型运输车辆集中荷载设定

大型载重车辆的计算荷载按≤16m3容量的砼橄榄运输车约680KN考虑

目前的商品混凝土橄榄运输车已普遍开始大型化，所以地下车库顶板上需要考虑到要通行16m3容量的砼橄榄运输车，此时，砼橄榄运输车在新车时的自身重量约为200KN，但另加工作状态时所必须储备的一定用量的搅拌与清洗用水、汽车燃油、以及搅拌筒内残剩且早已凝固胶结的少量水泥浆液等各种重量后，砼橄榄运输空车的实际总重量已增大为约240KN左右（注：

约240KN重量的数值已在本公司内有地磅称重的项目工程中已经多次称重获得），加上16m3容量的商品砼重量约440KN（25KN/m3×16m3×超载系数=440KN），故砼橄榄车在满负荷运输时的最大重量约在680KN左右，由于此数值对于地下车库顶板而言是一个很大的临时施工荷载，所以在施工中必须严格加以控制，并提前要求商品砼厂在通行地下车库顶板运输的施工工程中必须严格采用≤16m3容量的砼橄榄运输车，或者更适宜于采用12m3容量的相对更小的砼橄榄运输车，从而确保地下车库顶板结构的安全使用。

车辆集中荷载等效转化为均布荷载

680KN重型车辆集中荷载转化成等效均布荷载的换算数值在m2左右，具体的换算如下：

（注：

换算中的假定条件是较常规的柱网框架结构加中心十字梁，板厚为200mm）

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录C中的第条：

连续梁、板的等效均布活荷载,可按单跨简支计算。

但计算内力时仍应连续考虑.

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录C中的条：

单向板上局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载可按下列规定计算：

qe=8Mmax/bL2

式中L——板的跨度；

b——板上荷载的有效分布宽度，按本附录确定；

Mmax——简支单向板的绝对最大弯矩，按设备的最不利布置确定。

（注：

在计算Mmax时，设备荷载乘以动力系数，并扣去设备在该板跨内所占面积上由操作荷载引起的弯矩。

）

本工程以施工时采用16m3的大型混凝土运输车（即砼橄榄车）作用在板的跨中时将产生最大的弯矩为来进行分析与考虑（如下图中的16m3混凝土运输汽车的实际尺寸——附图一）：

汽车实际尺寸平面图——附图一

此时的计算假设条件如下：

1）、由于汽车的后轮在满载的情况下，车轮与地面的直接接触约为200㎜（长度）×200㎜（宽度），同时又由于8个后轮中的每左右2个车轮所组成的一对车轮之间的间隔净距仅为120㎜左右，此时车轮对钢筋混凝土顶板45º刚性角的应力扩散中，其中心部位的刚性扩散角已极大部分相互重叠，导致了彼此之间受到了相互的干扰、影响与削弱（详见附图二所示），因此每左右2个车轮必须合并成一组局部荷载，按削弱后的外侧总剪切破裂面进行考虑和计算，此时8个后轮可分别作为4个（组）局部荷载进行计算。

局部荷载作用下的刚性扩散图——附图二

2）、由于8个车轮左、右每一侧上各为二个组合的局部荷载，在等效均布荷载的计算中，左右各一侧上的二个组合的局部荷载均是作用在同一个共同扩散的换算长度b的作用平面内，所以其换算长度b也只能考虑一侧的二个局部组合荷载的扩散长度，而不得将另一侧二个组合局部荷载的同一个共同扩散的作用面重叠后重复加以计算，因此也只可以按下面附图三的计算图形进行一次扩散长度b的换算。

根据中的第4条款，当两个局部荷载相邻且e＜b时，荷载的有效分布宽度应予折减，可按下式计算：

b'=b/2＋e/2式中：

e——相邻两个局部荷载的中心间距。

b——板上荷载的有效分布宽度，按本附录的相关条款确定；

后轮单侧两个局部荷载的有效分布宽度——附图三

3）、本方案以混凝土运输16m3的重型车辆后车轮一侧的二个组合荷载作为代表对板进行等效均布荷载的换算，后车轮所承压的重量可按车辆满载后的80%的相对较为保守和较为安全的比例数值进行计算，因此后车轮一侧的作用荷载取﹛680KN×（车辆动载安全系数）×80%｝÷2侧=每一侧考虑。

汽车后轮集中承压力简化图——附图四

根据换算中的假定条件，由于是采用常规的柱网框架结构加中心十字梁，板厚为250mm的地下室顶板结构，所以施工道路的板跨计算长度为×，所以本方案对板的均布荷载等效换算数值如下：

按板跨度为米的计算式如下：

最大弯矩按简支单向板进行计算，计算式为：

Mmax=P×a

因此，Mmax=×=•m

根据对满载车辆的实际测量，汽车后轮的承压尺寸为：

btx=；bty=。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录C中的，因荷载作用面的长边平行于板跨，所以b按中的第1款进行计算：

（1）当bcx≥bcｙ，bcy≤，bcx≤L时：

b=bcy＋

（2）当bcx≥bcｙ，﹤bcｙ≤L，bcｘ≤L时：

　b=＋式中bcx——荷载作用平行于板跨的计算宽度；

bcy——荷载作用垂直于板跨的计算宽度；

而bcx=btx＋2s＋h，

bcy=bty＋2s＋h

式中btx——荷载作用面平行于板跨的宽度；

bty——荷载作用面垂直于板跨的宽度；

s——覆土厚度，0m；

【注：

因在地下室顶板上设置施工道路时，顶板上还尚未进行覆土，所以在计算时覆土厚度不应进行叠加。

】

h——板的厚度，厚度为200㎜。

bcx、bcy取值为：

bcx=＋=

bcy=＋=

∵bcx≥bcy，bcy≤，bcx≤L

∴b=bcy＋=＋×=根据实际的测量结果，两个局部相邻的荷载间距（即：

后前轮与后后轮的间距）e=﹤b,因此按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）附录C中的第4款，荷载的有效分布宽度进行折减，计算式为：

b’=b/2＋e/2=2＋2=此时的理论荷载有效分布总宽度应为b=2b’=2×=

∴qe=8Mmax/bL2=（8×/×=m2

在大型的混凝土搅拌运输车辆（即16m3的混凝土橄榄运输车）或者是混凝土汽车泵等重型车辆停放的情况下，该受力计算区域范围内的地下车库顶板上的空间面积实际上已经被体积较庞大的车辆基本全部被占用，仅只能限于极少量的几个人员能够进入作业，所以可不考虑。

∴施工临时运输道路的均布荷载总值取m2

利用设计消防通道做施工临时运输道路

地下车库的消防通道、消防登高场地、以及消防车回转场地……等地下车库的顶板上，由于设计中已经考虑了消防车辆35KN/m2的换算等效均布荷载的重量，同时又加上一般为左右厚度的绿化种植土重量约27KN/m2。

二者的合计重量根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录B中的相关要求，其消防车活荷载考虑覆土厚度影响后的折减系数可按约K=左右的较保守数值来加以确定，此时二者合计重量约为×35KN/m2+27KN/m2≈55KN/m2。

∵55KN/m2﹥qe=/m2。

∴充分满足设计要求！

因此消防通道、消防登高场地、以及消防车回转场地……等区域范围内的地下车库顶板，由于其设计中的使用荷载数值远大于在未覆土情况下通行和停放16m3的砼橄榄运输车或大中型的汽车活动泵车，同时从本工程消防车道平面布置来看，能到达所有单体，满足施工运输主干道的功能要求，所以直接利用消防通道、消防登高场地、以及消防车回转场地作为施工现场的地下车库顶板上的运输主通道。

消防通道因设置后浇带的影响，需采取毕要的加固措施。

从设计后浇带平面布局来看，本工程的消防通道范围有一部分布置有后浇带，混凝土沉降后浇带一般均需要在高层建筑的结构封顶以后才能加以二次浇筑封闭，所以其施工周期相对较长，同时混凝土的沉降后浇带一般通常均布置在柱网框架梁和板跨的中间三分之一（或三分之二）附近的受力相对较小区域，因此在高层建筑尚未完成结构封顶，混凝土后浇带还不能进行二次浇筑封闭以前，混凝土后浇带的二侧顶板和框架梁（包括中间的一根十字梁）均是处于很不良的悬臂状态中，其中不足三分之一跨度的一侧梁和板，其悬挑长度较短，仅以混凝土自重为主的作用力之下是不会存在结构受力上的安全问题，但是若此悬挑较短一侧正好处于施工车辆通行道范围内的话，在大型车辆重压之下是会存在很大的结构安全问题的。

另一端处于三分之二左右悬挑长度的一侧更是如此。

因此利用消防通道、消防登高场地、以及消防车回转场地作为施工现场的地下车库顶板上的运输主通道，尚需采取以下两步措施：

（1）将后浇带平移出消防通道范围，至少平移至同跨的另一侧的1/3跨度处，使消防通道下的板处于由主梁和次梁合围而成的双向板受力状态，而不是三面固结受力的悬臂板状态。

示意图如下：

根据本工程实际情况，需将地下室顶板d－j交1－26轴处的后浇带向北平移，p－e交28－31轴处后浇带向东平移。

（2）对跨度范围内的所有纵横向十字交叉梁的节点，增加临时构造柱加固。

经过上述第一步后浇带移位，为增加临时构造柱的措施创造了比较有利的条件，可以在十字梁的中心位置上临时增设300×300的钢筋混凝土结构加强柱（注:

此加强柱可在施工后期进行彻底凿除，恢复到原结构设计状态，因而将完全不影响到建筑的设计功能），使框架梁及次梁在后浇带未封闭前的悬挑受力状态，转换为类似于一端固结、另一端为简支较为理想的状态，从而此时的消防通道板也回归到双向板的受力状态，大幅度地提高梁板的承载能力。

加固示意图如下：

经第二步增加临时构造柱措施后，直至主体结构封顶、混凝土后浇带二次浇筑完成、且养护达到80%以上的强度后，才能将钢筋混凝土构造柱全部拆除，从而确保混凝土后浇带板块的结构整体优良。

临时新增加设置的钢筋混凝土加强柱，其设计位置应处在纵、横二个十字梁交叉点的中心位置上，并宜采用300×300的钢筋混凝土加强柱,内配置4ф12钢筋，ф＠200箍筋，此时混凝土加强柱的轴向承载能力分别达到1178KN，均大于16m3容量的商品混凝土运输橄榄车的最大重量约680～710KN，即使在整车的重量完全由一根新增的混凝土临时加强柱全部承载的话，也具有充足的承载能力可以安全地加以使用。

上述后浇带的移位及临时构造柱加固的措施需由设计单位确认后方可实施。

四、附件

附件1、地库顶板图

附件2、后浇带移位示意图

附件3、临时构造柱加固示意图

附图4、后浇带移位平面图