重載作用下車庫頂板的加固

聶文高

上海涇東建筑發展有限公司 上海 201114

1 工程概況

上海市安亭鎮國際汽車城核心區21B-13地塊新建項目一期總建筑面積約153 000 m2，其中地上建筑面積約為77 000 m2，地下建筑面積約為76 000 m2。項目一期由6棟住宅及地下1層車庫組成，其中7#樓27層，8#、9#、11#樓26層，10#樓23層，12#樓21層，地下1層凈高3.25 m，地上標準層層高2.90 m。本工程±0 m相當于絕對高程5.30 m，5—26層采用預制內墻、預制凸窗、預制隔墻、預制夾芯保溫外墻、預制樓梯、預制疊合樓板、預制陽臺板。

本工程施工搭接多，交叉施工界面廣，同時工程量大、材料運輸較為繁忙，而現場場地十分有限，總平面布置需科學合理，統籌規劃，充分分配和利用有限的場地資源，系統規劃好道路、堆場、機械、加工場設置部位，使之與各階段施工相適應，滿足施工流程要求，避免施工中各工序之間相互干擾，保證有序施工。

在保證各區域施工有序進行的前提下，科學劃分車庫頂板上側材料堆場、周轉場地和施工區域。根據不同施工階段科學布置施工道路，確保材料運輸道路通暢，方便 施工。

根據本工程位置、建筑、結構等特點布置現場施工機械，以滿足出地庫后施工過程的需要，滿足交叉施工要求，按時間段進行分階段布置。

地下車庫出±0 m后主體結構施工階段，施工道路及泵車停靠點設置在承載力相對較強的消防車道部位，預制混凝土構件堆場及材料堆場設置于塔吊覆蓋范圍內，考慮到預制構件運輸車輛荷載及堆場區域荷載較大，需事先對車庫頂板（5 m×5 m）進行加固處理。

2 施工荷載工況分析

車庫頂板加固設計前，首先需分析施工過程中車庫頂板所受荷載情況。根據分析，施工過程中預制混凝土構件運輸車荷載最大，常規大小的預制混凝土構件運輸車尺寸為15 m×2.4 m，回轉半徑6～8 m，空車質量約為20 t，運送10～13 m3混凝土，滿載質量52.5 t，車輛構型為4個前輪、8個后輪。

車輛在運輸行駛過程中樓面等效均布活荷載的確定依據GB 50009—2012《建筑結構荷載規范》附錄C的規定計算。

雙向板的等效均布荷載可按與單向板相同的原則，按四邊簡支板的絕對最大彎矩等值來確定。根據預制混凝土構件生產廠家提供的信息，常規預制混凝土構件運輸車自重52.5 t，共有6個車輪軸，軸重8.75 t。按運輸車行駛時的最不利情況，運輸車2/3車身處于2條結構柱之間考慮，運輸車后車輪恰好作用在跨中，在一個共同的平面上承受后車輪荷載，車輛輪胎著地尺寸為0.6 m×0.2 m，后車輪作用荷載取350 kN。

根據四邊固定板在集中荷載作用下的彎矩系數，可求得此時車庫頂板的最大彎矩為298 kN·m。

按GB 50009—2012《建筑結構荷載規范》附錄C的計算方法，因預制混凝土構件運輸車行駛時車輪下部未墊鋼板，按車輛輪胎接觸面積取值可計算得，在最不利情況下，車庫頂板的荷載為23.6 kN/m2，大于原設計該位置的荷載20 kN/m2，不能滿足運輸車行駛要求，需進行回頂加固。

3 加固技術研究

3.1 排架回頂加固

本方法利用鋼管排架與頂絲調節器在地下室頂板澆筑后針對梁板底進行支撐，鋼管間距與布局根據荷載大小、支撐高度等因素計算確定。采用鋼管腳手架進行回頂加固時，必須保證頂絲調節器與樓板底面處于頂緊狀態，以確保鋼管排架體系與達到設計強度后的混凝土樓板協同受力工作[1-4]。假設車庫頂板所受荷載全部由鋼管排架體系承擔，車庫頂梁板自身承載力不參與計算，按施工軟件計算，活荷載23.6 kN/m2作用下鋼管排架水平間距及縱向間距為600 mm。

鋼管排架回頂加固方法總體偏安全，材料組織容易，但鋼管排架搭設間距較小，施工操作不便，鋼管排架搭設完畢后地下室不便于人員通行及施工材料運輸[5-6]。

3.2 鋼管回頂加固

本方法利用鋼管在地下室頂板澆筑后對車庫頂板進行支撐加固，型鋼規格根據荷載大小、型鋼間距、支撐高度等因素計算確定，采用型鋼進行回頂加固時，必須保證型鋼立柱安裝偏差值在允許范圍內，不產生偏心作用，以確保型鋼立柱受力可靠，型鋼間設置斜向拉結，使得各型鋼形成整體，共同受力（圖1、圖2）。

圖1 板底型鋼管回頂剖面

圖2 梁底型鋼管回頂剖面

施工活荷載23.6 kN/m2，每隔2.5 m設置1根鋼管立柱（鋼管直徑159 mm，壁厚4.2 mm），則每根鋼管承受荷載面積為2.5 m×2.5 m，單鋼管所受集中力為147.5 kN，經驗算，該方案的穩定性驗算滿足要求。

型鋼回頂加固方法計算簡單，布置靈活，可周轉利用，型鋼立柱間距較大，便于地下車庫人員通行及施工材料運輸，滿足地下室通風管提前安裝要求。然若型鋼規格較大時，施工操作困難，材料一次性投入較大。

3.3 結構配筋加固

本方法通過結構計算加強地下室頂梁板配筋以滿足重載作用要求，提高車庫頂板承載力。

本工程車庫頂板厚度250 mm，頂板混凝土設計強度等級C35，地下室頂樓板配筋計算結果如表1所示。

表1 地下室頂樓板配筋

結構配筋加固方法操作簡單，只需由結構設計單位根據施工場布需要調整計算模型活荷載值即可得出加強配筋情況，現場施工方便。然而，由于加強配筋不能周轉使用，如若施工荷載值較大，費用增加較多。

4 結語

在現今新建項目施工階段，施工荷載值往往超出結構設計值，重載作用下車庫頂板加固處理成為必然。本文通過對上海市安亭鎮國際汽車城核心區21B-13地塊新建項目車庫頂板所受運輸荷載進行分析，研究了車庫頂板加固的3種方法，分析了各個方法的優、缺點，最終該項目確認選擇型鋼管立柱回頂加固方法。后經檢查，該項目車庫頂板未發現梁板開裂現象，達到預期目標，為類似的重載作用下新建車庫頂板加固提供了借鑒。