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顶板加固方案讲解

目

录

1、编制依据.....................................................................................................................................2

2、工程概况.....................................................................................................................................2

3、顶板加固、挡土墙路面方案..........................................................................................3

4、顶板加固计算..........................................................................................................................4

五．质量安全措施........................................................................................................................14

1

22

2

2

六期D区（一组团）一标段地下室顶板加固方案

一、编制依据

1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

3、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

4、

5、

本工程设计施工图

施工组织设计及主体、装饰阶段总平面布置图

二、工程概况

本工程位于成都市天府新区万安镇麓山大道二段19号雅居乐花园内。

我公司承建16～20栋及对应的地下室。

建筑面积为70080.31m（其中地下室面积：

10683.24m,地上面积：

59397.07m）。

16、18栋33层、标准层层高为2.9m；19、20栋31层、标准层层高为3.0m，第一层均为商铺，二层以上为住宅。

布局层“一”字型均考地下室外侧，中庭为健身中心、游泳池、活动场所等。

底下室为地下车库兼人防，层高为3.65～4.2m。

单体建筑结构形式为剪力墙结构，底下室车库为板柱结构。

根据施工方案和主体、装饰阶段施工总平面布置图，在已施工完成地下室顶板上布置材料堆场、施工电梯、施工通道、砼布料机等。

材料堆场的荷载均小于顶板的设计荷载（50KN/m），材料运输车辆的荷载超过顶板设计荷载，需对施工通道对应的顶板进行加固，施工通道入口（19栋与18栋之间地下室车道出入口）需回填并用砖砌筑挡土墙防止土方进入车库，路面为200厚C20砼。

2

2

三、顶板加固、挡土墙路面方案

（一）设计说明

1、依据施工主体及装饰阶段总平面布置图和查阅设计施工图，车库顶板设计荷载为50KN/m，堆放材料区域的荷载均小于设计荷载。

只需进行设计施工通道（材料运输车辆行走路线）进行加固验算。

2、依据施工主体及装饰阶段总平面布置图及现场实际情况，施工通道入口只能设置在18栋与19栋之间（已修建部分只能从该处通往顶板上），该处为地下室车库入口处，为满足施工需求，采用素土回填压实（土方回填至车库顶板标高）并砌筑挡土墙，待施工完毕后，对该区域坡道垫层以上回填多余的土方挖运后，再施工钢筋砼坡道。

（二）顶板加固方案

1、加固原则

本加固措施以满堂钢管架为主要受力，地下室顶板承受部分荷载为原则。

2、加固方案

本加固措施采用在负一层搭设扣件式满堂钢管脚手架回顶支撑结构顶板，搭设宽度5米（4米施工通道区域）、9米（8米施工通道区域），长度为施工为地下室顶板上的施工通道位置（详见：

附图一）。

钢管型号为φ48×3.0，立杆纵横向间距均为700mm，横杆歩距为1500mm，扫地杆距地200mm，整个架体外围及沿纵向间隔10跨设置由底至顶竖向连续剪刀撑，顶板下部钢管顶端采用高强度钢顶托作竖向支撑，顶托内设双钢管顶撑楼板，顶托外伸长度不大于200mm（详见：

附图二）。

（三）挡土墙

挡土墙设置在车道入口位置，挡土墙定位图详见附件三。

墙身采用M5水泥砂浆砌筑MU10实心页岩砖，墙厚分别为240、370、490mm，基础为条形基础，放大脚形式，材质同墙身，基础垫层为C10砼，厚度为70mm，详见附图三。

（四）路面设计

施工通道入口的路面结构结构为200厚C20砼+300厚3～5cm碎石，路基是回填土方压实。

考虑路基与地下室顶板接头处会出现沉降，同时车辆运行到该接头位置瞬间动力传递到顶板上，为确减小汽车运行的动力产生的瞬间动力，在接头处配置双层双

3

2

2

2

向C12@200,范围8m×8m。

四、顶板加固计算

（一）顶板加固计算1.1、运输车辆相关参数：

序

号

名称

自重

（T）

最大额定载重量（T）

轴间面积（m）

前轴质

量（T）

后轴质

量（T）

1

砂浆罐车

14.2

15.0

2.5×（4.35+1.

35）

8.2

21.0

2

自卸汽车

10

8.0

1.95×3.90

5.8

12.2

注：

仅考虑运输砖、干混砂浆车辆驶入顶板上。

砂浆罐车（后轴质量÷后轴面积）

根据上表相关的参数反应其后轴质量最大、且后轴的有效面积最小，故取后轴进行荷载计算。

21×10÷（2.5×1.35）=62.2KN/m

2

自卸汽车（总质量÷轴间面积）

18.0×10÷（1.95×3.9）=23.7KN/m

2

因砂浆罐车的荷载值大于自卸汽车荷载值，故取砂浆罐车荷载值进行验算。

③、顶板允许设计荷载：

根据设计图纸说明，地下室顶板设计活荷载为50KN/m（不含覆土厚）。

（二）整体满堂脚手架计算书

依据已计算出砂浆罐车满载时的荷载值为62.2KN/m2，对顶板加固区域整体满堂架进行验算。

考虑结构顶板设计允许承载能力，700×700mm间距满堂钢管架的设计荷载=62.2-50=12.2KN/m。

2.1计算依据：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

2、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91

4

2

2

2

3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

5、《钢结构设计规范》GB50017-2003

2.2架体参数

满堂脚手架长度L（m）

45

满堂脚手架宽度B（m）

8

脚手架搭设高度H（m）

3.3

纵横向水平杆步距h（m）

1.5

立杆纵距la（m）

0.7

立杆横距lb（m）

0.7

横杆与立杆连接方式

单扣件

扣件抗滑移折减系数

1

立杆布置形式

单立杆

平台横向支撑钢管类型

单钢管

立柱间纵向钢管支撑根数n

0

立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度a（m）

0.2

立杆计算长度系数μ

2.377

纵向钢管验算方式

三等跨连续梁

横向钢管验算方式

三等跨连续梁

2.3荷载参数

脚手架钢管类型

Ф48×3

每米钢管自重g1k（kN/m）

0.033

脚手板类型

木脚手板

脚手板自重标准值g（kN/m）

0

每米立杆承受结构自重标准

值gk（kN/m）

0.1621

材料堆放荷载q（kN/m）

12.2

施工均布荷载q（kN/m）

0

平台上的集中力F（kN）

0

立杆轴心集中力F（kN）

0

2.4设计简图搭设示意图：

5

顶板加固钢管搭设示意图

平面图

6

3

2

2.5板底支撑（纵向）钢管验算

侧立面图

钢管类型

Ф48×3

钢管截面抵抗矩W（cm）

4.49

钢管截面惯性矩I（cm）

10.78

钢管弹性模量E（N/mm）

2.06×105

钢管抗压强度设计值[f]

（N/mm）

205

纵向钢管验算方式

三等跨连续梁

G1k=g1k=0.033kN/m

G

2k

=g

2k

×l

b

/（n+1）=0×0.7/（0+1）=0kN/m

Q

1k

=q

1k

×l

b

/（n+1）=12.2×0.7/（0+1）=8.54kN/m

Q

2k

=q

2k

×l

b

/（n+1）=0×0.7/（0+1）=0kN/m

1、强度验算

板底支撑钢管按均布荷载作用下的三等跨连续梁计算。

满堂脚手架平台上的无集中力

q1=1.2×（G1k+G2k）=1.2×（0.033+0）=0.04kN/m

q

2

=1.4×（G

1k

+G

2k

）=1.4×（8.54+0）=11.956kN/m

板底支撑钢管计算简图

7

22

632

4

5

2

2

Mmax=（0.100×q1+0.117×q2）×la=（0.100×0.04+0.117×11.956）×0.7=0.687kN·mRmax=（1.100×q1+1.200×q2）×la=（1.100×0.04+1.200×11.956）×0.7=10.074kN

σ=M

max

/W=0.687×10/（4.49×10）=153.007N/mm≤[f]=205N/mm

2

满足要求！

2、挠度验算

满堂脚手架平台上无集中力

q'1=G1k+G2k=0.033+0=0.033kN/m

q'2=Q1k+Q2k=8.54+0=8.54kN/m

R'max=（1.100×q'1+1.200×q'2）×la=（1.100×0.033+1.200×8.54）×0.7=7.199kN

ν=（0.677×q'

1

+0.990×q'

2

）×l

a

4

/100EI=（0.677×0.033+0.990×8.54）×700/（100×

2.06×10×107800）=0.917mm≤min（700/150,10）=4.667mm满足要求！

2.6横向支撑钢管验算

平台横向支撑钢管类型

单钢管

钢管类型

Ф48×3

钢管截面抵抗矩W（cm）

4.49

钢管截面惯性矩I（cm）

10.78

钢管弹性模量E（N/mm）

2.06×105

钢管抗压强度设计值[f]

（N/mm）

205

立柱间纵向钢管支撑根数n

0

横向钢管验算方式

三等跨连续梁

横向支撑钢管按照均布荷载和集中荷载下三等跨连续梁计算，集中荷载P取板底支撑钢管传递最大支座力。

8

满堂脚手架平台上无集中力q=1.2×g1k=0.04kN/m

p=Rmax=10.074kN

p'=R'

max

=7.199kN

板底支撑钢管计算简图

弯矩图

M

max

=0.002kN·m

剪力图

Rmax=0.031kN

9

632

变形图

Vmax=0.003mm

Vmax=0.003mm≤min{700/150,10}=4.667mm

σ=M

max

/W=0.002×10/（4.49×10）=0.445N/mm≤[f]=205N/mm

2

满足要求！

满堂脚手架平台上增加集中力最不利计算

q=1.2×g

1k

=0.04kN/m

p=Rmax=10.074kN

p'=R'max=7.199kN

板底支撑钢管计算简图

10

弯矩图

Mmax=0.002kN·m

11

632

剪力图

Rmax=0.031kN

变形图

V

max

=0.003mm

V

max

=0.003mm≤min{700/150,10}=4.667mm

σ=M

max

/W=0.002×10/（4.49×10）=0.445N/mm≤[f]=205N/mm

2

满足要求！

2.7立杆承重连接计算

12

2

2

322

双扣件抗滑承载力设计值Rc=12.0×1=12kN≥R=10.074+0=10.074kN满足要求！

2.8立杆的稳定性验算

钢管类型

Ф48×3

钢管截面回转半径i（cm）

1.59

钢管的净截面A（cm）

4.24

钢管抗压强度设计值[f]（N/mm）

205

立柱布置形式

单立杆

立杆计算长度系数μ

2.377

每米立杆承受结构自重标准值gk（kN/m）

0.1621

N

G1

=g

k

×H+g

1k

×l

a

×n+g

1k

×a=0.1621×3.3+0.033×0.7×0+0.033×0.2=0.542kN

N

G2

=g

2k

×l

a

×l

b

=0×0.7×0.7=0kN

N

Q1

=q

1k

×l

a

×l

b

=12.2×0.7×0.7=5.978kN

NQ2=q2k×la×lb=0×0.7×0.7=0kN

NQ3=F1+F2=0+0=0kN

不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值

N=1.2×（N

G1

+N

G2

）+1.4×（N

Q1

+N

Q2

+N

Q3

）=1.2×（0.542+0）+1.4×（5.978+0+0）=9.02kN

支架立杆计算长度

L

0

=kμh=1.0×2.377×1.5=3.565m

长细比λ=L0/i=3565/15.9=224.214≤[λ]=250满足要求！

轴心受压构件的稳定系数计算

L0=kμh=1.155×2.377×1.5=4.118m

长细比λ=L

0

/i=4118/15.9=258.994

由λ查表得到立杆的稳定系数φ=0.109不考虑风荷载时

σ=N/φA=9.02×10/（0.109×4.24×10）=195.171N/mm≤[f]=205N/mm

2

满足要求！

13

2

33

0.5

3

2.9立杆支承面承载力验算

脚手架放置位置

混凝土楼板上

混凝土板厚度h（mm）

250

砼设计强度等级

C30

立杆底座面积A（m）

0.01

1、抗冲切验算

楼板抗冲切承载力：

βh=1，ft=1.43N/mm，σpc.m=1N/mm，η=0.4+1.2/βs=0.4+1.2/2=1，ho=250-

15=235mm，μ

m

=4×（a+ho）=4×（100.00+235）=1340.00mm

Fl=（0.7βhft+0.15σpc.m）ημmh0=（0.7×1×1.43×10+0.15×10×1）×1×0.74×0.235=200.159kN≥N=6.520kN

满足要求！

1、局部受压承载力验算

不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值

N=NG1+NG2+NQ1+NQ2+NQ3=0.542+0+5.978+0+0=6.52kN

楼板局部受压承载力：

ω=0.75，β

l

=（A

b

/A

l

）=0.167，f

cc

=0.85×14.30=12.155kN/mm

F

l

=ωβ

l

f

cc

A=0.75×0.167×12.155×10×0.01=15.194kN≥N=6.520kN

满足要求！

结论：

通过以上设计验算，材料运输车辆（重量30吨）在顶板上的行驶路线范围、安放拆塔作业区域，按本方案搭设满堂钢管脚手架对地下室顶板进行加固支撑，能确保地下室顶板结构安全。

五．质量安全措施

（一）车道顶板加固

1.材质及其他的安全技术措施

（1）扣件的螺栓拧扭力矩值控制40～50N.m，最大不应大于65N.m，

（2）各杆件端头伸出扣

件立边缘长度不应小于100mm

14

（3）材料的具体选用要求如下：

A、钢材应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。

A、钢管应符合现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3092中规定的Q235普通钢管的要求，并应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235A级钢的规定。

不得使用有严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹的钢管。

B、新钢管的尺寸和表面质量应符合下列规定：

1）应有产品质量合格证；

2）应有质量检验报告；

3）钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；

4）钢管外径、壁厚、断面等的偏差，应符合现行规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的规定，旧钢管的检查在符合新钢管规定的同时还应符合下列规定：

a表面锈蚀深度应符合现行规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）表8.1.8序号3的规定，当锈蚀深度超过规定值时不得使用；b钢管弯曲变形应符合现行规范《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）的规定

c钢管上严禁打孔。

D、当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准的规定抽样检测。

E、扣件的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：

1）旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换；

2）新、旧扣件均应进行防锈处理；

（4）、满堂钢管脚手架搭设的一般规定

1）、在立柱底距地面200mm高处，沿纵横向水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。

可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置一道水平横杆。

扫地杆与顶部水平拉杆

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之间的距离，在满足设计所确定的水平横杆步距要求条件下，进行平均分配确定步距后，在每一步距处纵横向各设一道水平横杆。

2）、钢管立柱的扫地杆、水平拉杆、剪刀撑应采用Φ48×3.0mm钢管，用扣件与钢管立柱扣牢。

钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接，剪刀撑应采用搭接，搭接长度不得小于500mm，并应采用2个旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处进行固定。

3）严禁将上段的钢管立柱与下端钢管立柱错开固定在水平横杆上。

4）立柱、纵横向水平杆、剪刀撑等重要杆件的垂直偏差、水平偏差、质量等满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011规定。

5）竖向连续剪刀撑宽度宜为4～6m，剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为45～50°。

2、脚手架搭设的安全技术措施

（1）脚手架搭设或拆除由符合劳动部颁发的《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》经考核合格，领取《特种作业人员操作证》的专业架子工进行。

操作人员应该持证上岗，操作时必须佩带安全帽，安全带，穿防滑鞋。

（2）搭设过程中划出工作标志区，禁止行人进入，统一指挥，上下呼应，动作协调，严谨在无人指挥下作业，当解开与另一人有关的扣件时务必先告诉对方，并得到

16

允许，以防坠落伤人。

（3）脚手架搭设作业时，逐跨和逐步的进行搭设，矩形周边脚手架宜从其中的一个角部向两个方向延伸搭设，确保已搭部分稳定

3、脚手架上施工作业的安全技术措施

（1）架上作业人员应做好分工和配合，传递杆件应掌握好中心，平稳传递，不要用力过猛，以免引起人身或杆件失去平衡，对每完成的一道工序，要相互询问并确认后才能进行下一道工序，工作人员应佩戴工具袋，工具用后装于袋中，不要放在架子上，以免掉落伤人，架设材料要随上随用，以免放置不当时掉落。

（2）在进行撬，拉，推等操作时，要注意采取正确的姿势，站稳脚跟，或一手把持在稳固的建构或者支持物上，以免用力过猛身体失去平衡或把东西甩出。

（二）挡土墙

1.材质及其他的安全技术措施

1）、砂浆品种符合设计要求，强度必须符合有关规定。

2）、砖的品种、标号必须符合设计要求，并应规格一致。

3）、砌筑砖砌体时，灰砂砖应提前浇水湿润。

4）、严格执行砌体工程施工及验收规范。

5）、砌体表面的平整度、垂直度、灰缝厚度及砂浆饱满度，均应按本规定随时检查并校正。

6）、砖砌体的尺寸和位置的允许偏差，不应超过有关规定。

7）、砖砌体的水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度一般为10mm，但不小于8mm，也不大于12mm。

8、进入施工现场人员严格按照相关规定执行。

（三）路面

1、砼配合比、原材必须符合相关要求。

2、浇筑同时振捣密实，表面拉毛。

3、进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业必须系好安全带。

凡患有高血压、心脏病人员严禁进入施工现场作业；严禁穿拖鞋、打赤脚、硬底鞋、皮鞋等易滑鞋及穿风衣进入现场作业。

4、严禁酒后、带病作业；严禁在施工现场高声宣哗。

遵守项目作业时间。

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进入施工现场必须遵守安全生产规章制度，严格执行安全操作规程，每天作业前班组长必须针对作业部位开班前安全会议及做好安全讲评工作，并做好记录。

作业过程中做好安全喊话。

5、使用振动棒时应穿戴防护用品，用装有漏电保护开关的，并架空放置。

作业班组应派专人负责安全，随时检查，发现隐患及时上报，待隐患消除后方可继续作业。

6、材料吊运过程中应积极配合塔吊司机和指挥人员，严格按指挥人员的要求进行吊运，并提前告知吊运材料的堆放位置。

7、砼浇筑前，应对振动器进行试运转，振动器操作人员应穿胶靴、戴绝缘手套；振动器不能挂在钢筋上，湿手不能接触电源开关。

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