某项目地下室顶板回顶专项工程施工设计方案.docx
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某项目地下室顶板回顶专项工程施工设计方案
某园工程
地下室顶板回顶加固
施工方案
编制：
审核：
批准：
某集团有限公司
某某园工程项目部编制
2018-7-25
第一章工程概况
某园项目位于某市第X小学对面。
工程建设单位是某市某房地产开发公司，设计单位是某咨询有限公司，监理单位是某市某工程项目管理有限公司以及某市某工程项目管理有限公司（人防），施工由某集团有限公司承建。
本工程结构设计使用年限为50年,建筑耐火等级为一级,地下室及屋面防水等级为I级,抗震设防烈度为8度。
第二章编制说明及依据
一、编制说明
为了保证工程安全、文明施工、按规范化要求并达到国家规定的标准。
由于本工程地下室施工完成进入主体结构施工时就没有施工道路和施工场地，根据现场的实际情况和施工的需要，在本工程的地下室顶板上布置钢筋加工房及材料堆场，在地下室顶板上（局部）设置施工道路。
施工期间的荷载远大于设计活荷载，需对布置钢筋加工房及材料堆场位置、施工道路及人货梯部位的地下室顶板现浇板进行顶撑加固（具体位置详见施工平面布置图）。
二、编制依据
1、工程设计图纸
2、施工组织设计
3、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
4、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2017
5、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
6、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016
7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
8、《工程建设标准强制性条文》2016版
9、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2016）
10、《屋面工程质量验收规范》GB50207-2012
11、工程现场实际情况
12、根据现场载重货车按≤75吨考虑、材料堆放按照最大荷载20.0kN/m2进行编制。
三、设计数据
1、地下室顶板板厚：
350mm、450mm
2、梁板砼等级：
C35
3、荷载取值：
本工程无梁楼盖部份顶板覆土按1800mm—1950mm考虑（实际覆土厚度不得大于1950mm）。
非消防车道地面活荷载最大值不超过5KN/M2，消防车道位置路面等效均布荷载不超过20KN/M2。
4、原设计承载能力计算
1、查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录表A中A.1.4得：
粘土自重为18KN/m3。
2、考虑到《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录B.0.2中覆土深度达到1.5米，跨度6.0*6.0考虑折减系数为1.0（即无折减）。
3、地下室顶板覆土1.87M每平方米荷载：
18KN/m3×1.85M=33.7KN/m2
4、地下室顶板可承受荷载为：
33.7KN/m2＋（活动荷载5KN/m2）=38.7KN/m2
地下室消防车道部份可承受荷载为：
33.7KN/m2＋（活动荷载20KN/m2）=53.7KN/m2
5、综上所述：
a本项目地下室顶板上限重约为每平米3.3t，即恒载为33.7KN/㎡，考虑地下室顶板本身能够承受33.7MPa，顶板作为材料堆放场地时基本能够达到均布荷载要求，所以主要进行控制材料堆放荷载控制在3t/m2，不再考虑回顶措施。
b而施工运输荷载为行车动荷载且数值大，为了最大程度保护顶板，必须进行回顶，且在进行计算时，不考虑顶板承受力，顶板上部行车荷载由下部回顶立杆承受，传至地下室底板地基。
第三章荷载概况
（1）、地下室钢管回顶特点与施工关键：
本工程施工受场地限制影响，施工临时通道须设置在地下室顶板上，砼泵车施工临时通道部位地下室顶板支架，特别是地下室顶板后浇带部位的支撑尤为重要，需采取加固措施，施工时主要应确保施工临时通道部位顶板支撑架的安全、稳定、可靠，保证地下室顶板砼浇筑完成后不因受外来荷载而造成破坏。
参照设计使用荷载标准值顶板可承受荷载为20KN/m²，砼运输车辆为65T，钢筋运输车辆（重量为65吨,9米长车），在地下室顶板面施加的荷载为65/2.5*9=28.9KN/m²，未满足施工要求（相差8.9KN/m²），其它砼汽车泵，20T汽车吊，砼运输车，等效于30KN/m²，顶板无法满足施工需要，故需进行地下室顶板施工荷载补强。
（2）钢筋运输车辆（重量为100吨,13米长车）时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
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8000×8000，地下室顶板上通过13米长钢筋运输车（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，顶板满足施工需要。
（3）、后浇带部分回顶方案计算方法参照模板支架计算时，承受荷载为30KN/m²。
考虑到施工阶段车行地库结构使用安全，施工车行道路必须布置在设计消防车道位置。
施工车行道路在进行混凝土浇筑模板施工前必须同步考虑，必要时可考虑模板遗留等措施，最大程度保证施工便道结构安全性。
考虑到车轮轮压位置的不确定性，实际计算复杂且计算结果有时与规范数值出入很大，对双向板问题更加突出.为方便设计，行车荷载按照消防车30吨（20KN/M2）与现场限制75吨用车对地库顶板产生的均布活荷载为50KN/M2。
第四章施工准备与资源配置计划
一、材料准备
钢管：
采用外径48.3mm，壁厚3.2mm的Q235钢材质的焊接钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700-2006）中Q235A级钢的规定，有严重锈蚀弯曲、压扁、裂纹和损伤者禁用。
立杆、纵向水平杆的钢管长度为3.5～6m或每根最大重最不超过25kg为宜，钢管应全涂防锈漆。
扣件：
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》（GB15831-2006）的规定，扣件不能有裂纹、气孔、疏松、砂眼等铸造缺陷，扣件与钢管要接触良好。
扣件应做防锈处理，螺栓拧紧，扭力矩达65N·M时不得发生破坏。
木枋：
50×100mm，支撑架体上下两端软接触均加顶托。
加强对使用材料的检查，检查钢管是否合格，是否变形，检查扣件是否松动，螺栓螺纹是否有损，检查钢管型号、质量等，不合格的材料一律不准在本工程中使用，严禁使用变形和不合格的材料，严禁使用变形和不合格的扣件、钢管。
二、人员准备
架体搭设操作必须由架工搭设，架工必须持证上岗。
搭设前必须由技术、安全部门对操作人员进行技术交底及安全交底。
交底必须以口头形式和书面形式同时进行，并且有交底人和被交底人的签字。
第五章支撑架设计计算
一、地下室临时支撑设计450mm板厚计算书
计算依据：
1、《钢结构设计规范》GB50017-2003
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011
（一）、参数信息
1、基本参数
支撑位置
临时道路
支撑高度H（mm）
4.2
地下室顶板厚度h（mm）
450
临时支撑长a（m）
80
临时支撑宽b（m）
6
考虑覆土荷载传递
否
2、荷载参数
施工人员及设备荷载标准值Q1k（kN/m2）
50
（二）、设计简图
钢管支撑立面图
支撑平面图
钢管支撑受力简图
（三）、支撑结构验算
支撑类型
扣件式钢管支撑架
支架计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
永久荷载的分项系数γG
1.2
可变荷载的分项系数γQ
1.4
立杆纵向间距la（mm）
600
立杆横向间距lb（mm）
600
立柱水平杆步距h0（mm）
1200
立柱顶部步距hd（mm）
600
扫地杆高度h2（mm）
200
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a1（m）：
0.2
剪刀撑设置类型
普通型
顶部立杆计算长度μ1
2.2
非顶部立杆计算长度μ2
1.8
支撑钢管类型
Ф48×3.2
抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
可调托座承载力容许值[N]（kN）
30
地下室顶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Ф48×3.2mm钢管间距0.6m×0.6m支承上部施工荷载，可得：
N=γQ×NQK×la×lb=1.4×50×0.6×0.6=25.2kN
1、可调托座承载力验算
【N】=30≥N=25.2kN
满足要求！
2、长细比验算
根据《规范》JGJ130-2011第5.4.6条规定可知：
顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ1（hd+2a1）/i=1×2.2×（600+2×200）/15.9=138.365≤[λ]＝210
满足要求！
非顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ2h0/i=1×1.8×1200/15.9=135.849≤[λ]＝210
满足要求！
3、立杆稳定性验算
顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ1（hd+2a1）/i=1.155×2.2×（600+2×200）/15.9=159.811≤[λ]＝210
非顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ2h0/i=1.155×1.8×1200/15.9=156.906≤[λ]＝210
比较后取大值，λ=159.811,查《规范》JGJ130-2011附表A.0.6，取φ=0.277
f＝N/（φA）=25200/（0.277×450）=202.166N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
临时扣件钢管支撑满足要求！
二、地下室临时支撑设计350mm板厚计算书
计算依据：
1、《钢结构设计规范》GB50017-2003
2、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130－2011
（一）、参数信息
1、基本参数
支撑位置
临时道路
支撑高度H（mm）
4.2
地下室顶板厚度h（mm）
350
临时支撑长a（m）
80
临时支撑宽b（m）
6
考虑覆土荷载传递
否
2、荷载参数
施工人员及设备荷载标准值Q1k（kN/m2）
50
（二）、设计简图
钢管支撑立面图
支撑平面图
钢管支撑受力简图
（三）、支撑结构验算
支撑类型
扣件式钢管支撑架
支架计算依据
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
永久荷载的分项系数γG
1.2
可变荷载的分项系数γQ
1.4
立杆纵向间距la（mm）
600
立杆横向间距lb（mm）
600
立柱水平杆步距h0（mm）
1200
立柱顶部步距hd（mm）
600
扫地杆高度h2（mm）
200
立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a1（m）：
0.2
剪刀撑设置类型
普通型
顶部立杆计算长度μ1
2.2
非顶部立杆计算长度μ2
1.8
支撑钢管类型
Ф48×3.2
抗压强度设计值[f]（N/mm2）
205
可调托座承载力容许值[N]（kN）
30
地下室顶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Ф48×3.2mm钢管@0.6m×0.6m支承上部施工荷载，可得：
N=γQ×NQK×la×lb=1.4×50×0.6×0.6=25.2kN
1、可调托座承载力验算
【N】=30≥N=25.2kN
满足要求！
2、长细比验算
根据《规范》JGJ130-2011第5.4.6条规定可知：
顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ1（hd+2a1）/i=1×2.2×（600+2×200）/15.9=138.365≤[λ]＝210
满足要求！
非顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ2h0/i=1×1.8×1200/15.9=135.849≤[λ]＝210
满足要求！
3、立杆稳定性验算
顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ1（hd+2a1）/i=1.155×2.2×（600+2×200）/15.9=159.811≤[λ]＝210
非顶部立杆段：
λ=l0/i=kμ2h0/i=1.155×1.8×1200/15.9=156.906≤[λ]＝210
比较后取大值，λ=159.811,查《规范》JGJ130-2011附表A.0.6，取φ=0.277
f＝N/（φA）=25200/（0.277×450）=202.166N/mm2≤[f]＝205N/mm2
满足要求！
临时扣件钢管支撑满足要求！
第六章地下室顶板承载计算
一、钢筋堆场的堆载验算
1、圆盘一级钢堆载验算
1）每盘的重量计算得：
约25KN
2）平放时的底面积（圆盘钢底部垫废模板）：
3.14×（圆盘直径1.6/2）×2=2.00m2
3）地下室顶板受到的压力:
25/2=12.5KN/m2
4）验算
（圆盘一级荷载为12.5KN/m2）<（顶板可承受荷载20KN/m2），符合顶板承载要求。
2、直条二、三级钢筋堆载验算
1）每捆的重量计算得：
约25KN/捆
2）一扎钢筋每米的重量为：
25/9=2.78KN/M
3）工字钢架放置
为保证结构安全，将钢筋堆放架设置在车库顶板次梁位置上，间隔同次梁,2.7米（次梁尺寸为250×800mm），
4）现假设平均每格堆放2扎钢筋，每一格架子底梁受到重量为：
2.78×2×2.7/0.95=15.80KN/M＜28.0N/M
满足要求！
二、钢管堆载验算
1、计算
1）算钢管理论重量得Ф48×3.5钢管每米自重：
0.03968KN/M
2）堆载面分布中得出1M宽1M高空间内可堆放约550根钢管，1M长1M宽的地方堆载1M高钢管，其重量为：
（0.03968KN/M）×（550根）=21.824KN/M2
2、验算
（1.0M高钢管荷载为21.824KN/M2）<（顶板可承受荷载22KN/m2），符合顶板承载要求。
三、方木、板堆载验算
1、计算
1）查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录表A中A.1.1得方木、板自重：
（4KN/m3）
2）每平方受力：
（4KN/m3）×（1m）=4KN/m2
3）方木可堆载高度：
（22KN/m2）/（4KN/m2）=5.5m
2、验算
1）根据现场材料堆放要求规定方木、板堆放不超过2m；
2）（要求堆载高度2m）<（可堆载高度5.5m），符合顶板承载要求。
四、后浇带行车验算
因车库顶板有多条后浇带，其中后浇带按最宽按1000mm考虑，故需用16#工字钢架设在后浇带上以便过车。
后浇带铺设工字钢大样图
选重量最大的运输货车进行计算：
货车总重约（车和货）400KN；假设车轮只压在一条工字钢上（荷载全部作用在一条工字钢上），现对16#工字钢承载力进行计算：
1、构件参数:
抗震调整系数RE:
0.75
热轧普通工字钢:
I16
钢材牌号:
Q235
钢材强度折减系数:
1.00
腹板厚度:
tw=6.00mm
毛截面面积:
A=26.11cm2
截面惯性矩:
Ix=1127.00cm4
半截面面积矩:
Sx=80.80cm3
回转半径:
ix=6.57cm；iy=1.89cm
截面模量:
Wx=140.90cm3；Wy=21.10cm3
截面模量折减系数:
0.95
净截面模量:
Wnx=133.85cm3；Wny=20.05cm3
受压翼缘自由长度:
l1=2.00m
截面塑性发展系数:
x=1.05；y=1.05
2、构件承载力
构件截面的最大厚度为9.90mm,根据表3.4.1-1,f=215.00N/mm2,fv=125.00N/mm2
根据GB/T700-1988及GB/T1591-1994,fy=235.00N/mm2
弯曲正应力控制的单向弯矩设计值
Mx1=1.00×f×Wnx×x=1.00×215.00×133.85×103×10-6×1.05=30.22kN·m
只承受与腹板平行的剪力时,可承受的剪力设计值
Vmax=
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值（绕x-x轴）
简支梁I16,钢号Q235,受压翼缘自由长度l1为2.00m,
跨中无侧向支承,集中荷载作用在上翼缘，查表B.2,并插值计算,得轧制普通工字钢简支梁的b为2.000
b>0.6,根据（B.1-2）式,得
整体稳定控制的单向弯矩承载力设计值（绕x-x轴）:
Mx2=1.00×f×b×Wx/1000.=1.00×215.00×0.929×140.90/1000.=28.14kN·m
综上,可承受与腹板平行的剪力设计值为104.61kN
每个车轮带给工字钢的荷载为：
400/4=100KN<104.61kN
符合工字钢承载要求!
车辆可以安全通过。
为了保证后浇带的安全通过，在后浇带底部做采用钢管架顶撑。
同时在后浇带顶部铺设道板。
保证车库的安全通过。
五、人货梯承载力验算
（一）SC施工升降机概述
本工地主要技术参数如下：
名称
施工升降机
生产厂家
暂按常规数据
型号
运行速度
36m/min
出厂日期
年月
最大起升高度
150m
额定载重量
2×2000Kg
额定功率（KW）
2×3×11
吊笼尺寸（内空）
3.2×1.5×2.7m
吊笼自重（含传动机构）
2×2200Kg
外笼自重
1480Kg
标准节尺寸
650×650×1508mm
标准节用量
40节
电缆导向装置
电缆小车
标准节/每节自重
φ4.5：
150Kg
防坠安全器型号
SAJ40-1.2
附墙架类型
Ⅱ型
附墙间距
5.6m
导轨架与建筑物距离
2.9-3.6m
总自重
约24000Kg
基础地面承载
≥0.15Mpa
预计安装高度
75m（按120M计）
备注：
后期荷载数据偏差较大，必须重新论证计算。
（二）加固方法及施工注意事项
根据现场实际情况，采用落地式满堂钢管脚手架对顶板进行加固，
满堂钢管脚手架搭设参数为：
为使得将荷载分散到负一层底板，在堆放区域搭设满堂架，钢管纵横向均为900㎜，步距1.5m。
满堂架设置垂直剪刀撑，纵横向间距不大于6M。
立杆底部通长垫50×100方木。
在施用过程中，要严格按照方案限载要求堆放，不可局部集中堆放，防止集中荷载破坏，在过程中要定期监控，看是否存在局部沉降，若出现应立即采取加固措施。
（三）回顶计算书
3.1参数信息
1.基本参数
立柱横向间距或排距l（m），脚手架步距h（m）：
1.5；
立杆纵向间距0.9（m），脚手架搭设高度H（m）：
3.35；
钢管类型（mm）:
Φ48×3.5（考虑材料壁厚有下差），轮扣件连接方式。
Φ48×3.5mm轮扣式钢管支架性能
外径
mm
壁厚
mm
截面积
cm2
惯性距
cm4
抵抗距
cm3
回旋半径cm
48
3.5
4.24
10.78
4.49
1.59
2.荷载参数
总自重G计算:
G＝吊笼重量+外笼重量+导轨架总重量+对重重量+基础楼板重量（Kg）
立杆恒荷P计算:
（考虑动载、自重误差及风载对基础的影响,取系数n＝2）
P=G×n（Kg）
∵1Kg=0.0098kN
∴P=G×2×0.0098
=G×0.02kN
例:
SC200/200TD型升降机,高度为120米,Ⅱ型附墙架。
（下面重量参见《施工升降机主要技术参数表》）
吊笼重（双笼）：
2×2200Kg、外笼重：
1480Kg
导轨架重：
66×150Kg（标准节每节150Kg，总共66节）
载重重（活荷）：
2×2000Kg
基础楼板重量：
25×4.4×3.8×（0.3+0.16）=192Kg
注：
1、吊笼重已包括传动机构的重量。
2、附墙架等其它配件重量忽略不计。
总自重G=2×2200+1480+150×66+192
=15972Kg
P=G×0.02kN
=15972×0.02kN
=319.44kN
施工均布荷载标准值（kN/m2）:
319.44/（4.4*3.8）=19.10；
施工活荷载最大值（kN/m2）：
4000×0.02/（4.4*3.8）=4.78。
荷载通过立杆上的可调顶托直接传递到立杆上。
此时支撑架立杆为轴心受压构件，按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》计算立杆的承载能力。
3.2顶板稳定性计算
1、立杆荷载标准值（轴力）计算
作用于支撑架的荷载包括静荷载、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=0.149×5.000=0.745kN；
②方木自重（kN）：
NG3=3.000×0.600×0.900=1.620kN；
③恒荷载（kN）：
NG4=19.10×0.600×0.900=10.32kN；
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG3+NG4=12.68kN；
（2）活荷载
经计算得到，活荷载标准值NQ=4.78kN；
（3）因不考虑风荷载,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2NG+1.4NQ=1.2×12.68+1.4×4.78=21.910kN；
2、立杆的稳定性验算
立杆的稳定性计算公式:
其中N----立杆的轴心压力设计值（kN）：
N=21.910kN；
φ----轴心受压立杆的稳定系数,按长细比查附表C得；
A----立杆净截面面积（cm2）：
A=4.24cm2；
[f]----钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.00N/mm2；
i----计算立杆的截面回转半径（cm）：
i=1.58cm；
L0----计算长度（m）.
立杆的计算长度L0=1.5m
L0/i=1500/15.800=94.937
由长细比L0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.626；
钢管立杆受压应力计算值；
σ=21910/（0.626×424.000）=82.547N/mm2；
钢管立杆稳定性验算σ=82.547N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205.000N/mm2，满足要求！
第七章支撑架搭设及拆除
一、搭设范围
按现场施工通道和材料堆放的需要，在地下室顶板上设置车道、钢筋原材、砖、砂石等材料和钢筋、木工制作房、半成品堆场放部位；（加固区域详见施工平面布置图）。
二、工艺流程
铺底部垫木→逐根树立立杆并随即与第一步横杆扣紧→装第一步小横杆
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