由于土地資源的緊張及土地規(guī)劃對建設(shè)項目容積率的限制,大量工程建設(shè)均采取了向地下要空間的措施,采用了大面積地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計,使地下室區(qū)域占據(jù)了開發(fā)地塊的絕大部分區(qū)域,地下室外邊線基本緊鄰用地紅線,周邊可用場地十分有限。同時,上部結(jié)構(gòu)布置通常均采用了島式布置的措施,即各上部單體位于地下室中部,各單體周邊被地下室所環(huán)繞。在結(jié)構(gòu)施工階段,僅僅依靠塔吊覆蓋施工區(qū)域,已不能滿足現(xiàn)場材料水平運輸?shù)男枰。故在結(jié)構(gòu)施工階段,需考慮在地下室頂板上設(shè)置施工道路,以滿足現(xiàn)場施工交通的需要,F(xiàn)通過總結(jié)多個工程成功施工經(jīng)驗,來淺析地下室頂板上設(shè)置施工道路的針對性控制要點及對策。
1地下室頂板上施工道路設(shè)置原則
1.1合理規(guī)劃,盡可能利用地下室頂板消防通道的位置在消防通道位置,考慮到消防車輛的荷載問題,結(jié)構(gòu)設(shè)計對相應(yīng)部位進行過結(jié)構(gòu)加強設(shè)計。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)中的說明:“消防車活荷載是適用于滿載總重力為300kN的大型車臺。”該活荷載取值可符合大多數(shù)施工車輛的荷載情況,故在考慮地下室頂板上設(shè)置施工道路時,應(yīng)盡可能利用地下室頂板上消防通道的位置,盡可能減少對地下室頂板結(jié)構(gòu)的影響(圖1)。
1.2盡可能避開后澆帶部位,選擇柱間部位對于地下室頂板的主、次梁結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)計均按連續(xù)梁考慮。通常,地下室結(jié)構(gòu)為控制結(jié)構(gòu)變形設(shè)置有后澆帶,在圖1利用消防通道設(shè)置地下室頂板上的施工道路后澆帶部位,由于人為隔斷梁、板結(jié)構(gòu),形成了長、短邊懸臂梁、板結(jié)構(gòu)。在后澆帶封閉前,后澆帶區(qū)域是結(jié)構(gòu)受力的薄弱環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)設(shè)計一般未考慮其受力情況,故在設(shè)置地下室頂板上施工道路時,需盡可能避開后澆帶部位,選擇柱間連續(xù)梁區(qū)域(圖2)。若施工道路設(shè)置無法避開后澆帶部位,需對后澆帶區(qū)域采取設(shè)置臨時支撐、鋪設(shè)走道板等措施,避免后澆帶區(qū)域結(jié)構(gòu)受破壞。
1.3施工道路設(shè)置與頂板覆土的協(xié)調(diào)問題作為室外地面的地下室,其頂板上一般都有一定厚度的覆土層。由于覆土層對施工車輛輪壓有擴散作用,故頂板覆土后再設(shè)置施工道路,可減少對地下室頂板的影響程度。但由于通常工程施工進度較緊迫,施工道路的設(shè)置往往先于地下室頂板覆土施工,而無法利用覆土層的荷載擴散作用;同時,覆土施工時又會對已施工道路產(chǎn)生影響,需對施工道路進行翻轉(zhuǎn)。故在施工組織時,需協(xié)調(diào)好頂板覆土與施工道路設(shè)置的相互關(guān)系。由于覆土層的荷載擴散作用,故在地下室頂板上消防通道結(jié)構(gòu)設(shè)計時,可能需要對消防車活荷載進行適當(dāng)?shù)卣蹨p,以此減小板構(gòu)件的結(jié)構(gòu)高度及配筋量,從而降低工程造價。但結(jié)構(gòu)優(yōu)化后對覆土前的消防通道結(jié)構(gòu)承載力降低了,因此對覆土前在地下室頂板上設(shè)置的施工道路需仔細(xì)驗算地下室頂板的承載力,以確定是否需采取地下室頂板加固措施。
1.4地下室頂板上施工道路的管理要求a)在地下室頂板上的施工道路兩側(cè)設(shè)置圍護欄桿,在出入口及轉(zhuǎn)彎處懸掛限重、行駛路線等標(biāo)識。b)大型運輸車輛如混凝土攪拌車、鋼筋運輸車經(jīng)過地磅過磅,確認(rèn)駛?cè)氲叵率翼敯迳鲜┕さ缆返氖┕ぼ囕v總質(zhì)量控制在結(jié)構(gòu)荷載的允許范圍內(nèi)。必要時,駁運超重材料后再行駛。c)混凝土澆搗等現(xiàn)場施工車輛較集中階段,現(xiàn)場配備專人調(diào)度,防止施工荷載過于集中。d)加強對地下室頂板變形的觀測,若發(fā)現(xiàn)異常情況需及時采取應(yīng)急措施。
2地下室頂板利用加固的幾種方法
2.1鋼管排架回?fù)渭庸虄?yōu)點:采用鋼管排架回?fù)渭庸,不改變原地下室頂板結(jié)構(gòu)情況,施工較靈活。缺點:由于在鋼管回?fù)螀^(qū)域無法進行砌體、粉刷、安裝暖通風(fēng)管等施工,對地下室二結(jié)構(gòu)、裝飾、安裝工程的施工進度有一定影響。
2.2設(shè)置構(gòu)造柱加固優(yōu)點:加固所占用空間小,對地下室的結(jié)構(gòu)、裝飾、安裝工程的施工影響小。缺點:由于構(gòu)造柱需隨地下室頂板結(jié)構(gòu)支模澆搗混凝土施工,施工工藝相對復(fù)雜,且通常受基坑支撐悶拆等施工工況影響,結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造柱不能隨地下室結(jié)構(gòu)同步施工,則后期施工構(gòu)造柱時,鋼筋施工、混凝土澆搗均較困難,同時施工道路位置確定后,無法根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。
2.3采用鋼結(jié)構(gòu)加固優(yōu)點:鋼結(jié)構(gòu)加固可采用φ609mm的鋼支撐及型鋼梁,加固所占用空間小,對地下室的結(jié)構(gòu)、裝飾、安裝工程的施工影響小。缺點:由于地下室結(jié)構(gòu)封閉,造成鋼結(jié)構(gòu)運輸、施工困難。
2.4改變地下室頂板結(jié)構(gòu)加固優(yōu)點:可采取對地下室頂板上設(shè)置施工道路區(qū)域增加配筋等結(jié)構(gòu)加強措施進行結(jié)構(gòu)加固,對地下室空間情況沒有影響,故地下室的結(jié)構(gòu)、裝飾、安裝工程的施工可正常展開。缺點:由于采用結(jié)構(gòu)加強措施后,對地下室結(jié)構(gòu)的本身進行了改變,應(yīng)避免結(jié)構(gòu)超筋情況,需與業(yè)主、結(jié)構(gòu)設(shè)計作進行一步的協(xié)商。同時施工道路位置確定后無法根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。因此,地下室頂板工程施工中具體采取何種地下室頂板結(jié)構(gòu)加固措施,需綜合考慮整體工程的影響程度。
3地下室頂板施工加固要點
3.1結(jié)構(gòu)驗算的要求《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)中規(guī)定了消防車活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:雙向板(板跨不小于6m×6m)采用20kN/m2,單向板(板跨不小于2m)采用35kN/m2。施工活荷載若大于上述數(shù)值,或施工道路設(shè)置于非消防通道部位,需考慮對地下室結(jié)構(gòu)進行加固,加固措施通過結(jié)構(gòu)驗算后確定,通常考慮采用鋼管排架回?fù)位虻叵率翼敯褰Y(jié)構(gòu)加強。施工活荷載主要為汽車吊、材料運輸車輛、混凝土攪拌車及泵車等,取其最大項進行結(jié)構(gòu)驗算。采用鋼管排架回?fù)渭庸虝r,鋼管排架的計算可參照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2011)的相應(yīng)要求,計算樓面等效均布活荷載、支撐排架的受壓應(yīng)力及穩(wěn)定性等。
3.2結(jié)構(gòu)加固排架搭設(shè)要點a)鋼管排架搭設(shè)需嚴(yán)格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130-2011)的有關(guān)要求執(zhí)行。b)頂撐立桿上部采用U形頂托與結(jié)構(gòu)之間必須墊設(shè)木方,且與結(jié)構(gòu)頂平頂緊。c)鋼管回?fù)问┕ね戤吳医?jīng)驗收合格后,方可開通地下室頂板上的施工道路。d)遇到地下室頂板上施工道路跨后澆帶時,按地下室結(jié)構(gòu)后澆帶實際情況調(diào)整支撐布置。中心支撐桿分布在后澆帶兩側(cè)(圖3)。e)工程全過程中定期對鋼管回?fù)蔚捻敁闻c架構(gòu)進行頂緊處理。f)定期觀察鋼管回?fù)蔚淖冃吻闆r,若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。
3.3構(gòu)造柱加固施工要點地下室頂板加固構(gòu)造柱施工工藝同結(jié)構(gòu)框架樁的施工要求。若受地下室施工工況影響,結(jié)構(gòu)加固構(gòu)造柱需待地下室結(jié)構(gòu)完成后施工,則鋼筋施工、混凝土澆搗均較困難。鋼筋施工可考慮采取植筋工藝,避免剝離鋼筋時對原有結(jié)構(gòu)的損傷。模板施工時設(shè)置門子孔,待混凝土澆搗至孔口時再封嚴(yán)振搗。
3.4鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工要點a)施工流程為:φ609mm的鋼管設(shè)備配制→進入現(xiàn)場拼裝→安裝準(zhǔn)備→立柱吊裝就位→施加預(yù)應(yīng)力焊接連接槽鋼→質(zhì)量驗收。b)鋼立柱通?刹捎2節(jié)φ609mm×12mm的鋼管,每節(jié)一端有法蘭片。下節(jié)鋼管高300mm,上節(jié)鋼管根據(jù)實際尺寸定。上節(jié)鋼管下端的2個側(cè)面設(shè)置2個鋼牛腿供施加預(yù)應(yīng)力用。c)鋼管立柱安裝采用人工搭設(shè)排架。其具體做法為:先用神仙葫蘆吊起上節(jié)鋼管,測量鋼管垂直度,并采用千斤頂施加預(yù)應(yīng)力;然后采用槽鋼將上、下鋼管對稱焊接成一體。由于地下室鋼支撐施工相對復(fù)雜,故也可考慮采用定制鋼架進行結(jié)構(gòu)加固(圖4)。
3.5結(jié)構(gòu)加強施工要點若采取地下室頂板結(jié)構(gòu)加強措施,施工單位需與結(jié)構(gòu)設(shè)計及時溝通、協(xié)調(diào)并由結(jié)構(gòu)設(shè)計參考施工單位提供的施工荷載數(shù)據(jù),以最終確定地下室頂板結(jié)構(gòu)加強方案。
3.6對后澆帶部位的加固要求因地下室后澆帶區(qū)域的梁、板在空間上呈懸臂結(jié)構(gòu)形態(tài),地下室頂板上設(shè)置了施工道路,故在跨越后澆帶區(qū)域時,需采取一定的保護措施,以防止后澆帶區(qū)域結(jié)構(gòu)受損。
3.6.1優(yōu)化后澆帶設(shè)計后澆帶按其設(shè)計功能,一般可分為溫度后澆帶、伸縮后澆帶、沉降后澆帶等。在工程總施組編制階段,進行現(xiàn)場總平面布置時,對于施工道路需跨越地下室頂板后澆帶的情況,可視不同的后澆帶與設(shè)計協(xié)商優(yōu)化;對于溫度后澆帶、伸縮后澆帶,可建議優(yōu)化為膨脹加強帶,這樣可避免后澆帶區(qū)域出現(xiàn)懸臂結(jié)構(gòu)情況,這有利于地下室梁、板及時達到結(jié)構(gòu)受力工況;對于沉降后澆帶,可視其布置位置與結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)商進行適當(dāng)調(diào)整,盡量避開施工道路所利用的消防通道位置。
3.6.2后澆帶兩側(cè)臨時支撐加固對于無優(yōu)化余地的后澆帶,可采用臨時支撐加固措施(通常采用與大面積地下室結(jié)構(gòu)加固措施相同的鋼管排架加固,見圖5),也可通過結(jié)構(gòu)計算后,設(shè)置臨時構(gòu)造柱。后澆帶兩側(cè)設(shè)置臨時支撐后,宜在地下室頂板面加蓋走道板,以保證后澆帶不受損傷。
4結(jié)語
目前,眾多的大面積地下室結(jié)構(gòu)工程均遇到了需在地下室頂板面設(shè)置施工道路的問題。雖然在地下室頂板上設(shè)置施工道路,可滿足工程中施工材料水平運輸?shù)男枰,保證建設(shè)工程的順利實施,但絕不能因為在地下室頂板面設(shè)置施工道路后,而造成地下室結(jié)構(gòu)的損害,以至于造成地下室結(jié)構(gòu)滲漏水,影響地下室結(jié)構(gòu)的使用功能,甚至危及工程的安全性。所以,如何合理的在地下室頂板上設(shè)置施工道路,并盡最大可能的避免對地下室結(jié)構(gòu)的影響,是施工總平面布置中須仔細(xì)考慮的重要問題。