U形顶托模板支撑体系在地下车库顶板加固中的应用

上海南汇建工建设（集团）有限公司 上海 201399

1 工程概况

上海惠南镇民乐大型居住社区L04-02地块动迁安置房工程位于浦东新区惠南镇，总建筑面积为130 204 m2，由14 幢11～13 层小高层住宅、1 幢4 层公建配套房、3 幢4层商业用房和2 座埋深6 m的地下车库（1 层）组成。其中涉及加固区域的商业用房A为框架结构，带地下1 层，长度为58.8 m，地下车库库顶标高4.20 m，支撑体系高度约3.95 m。

2 加固方案

3 模板支撑体系及其安装要点[1,2]

3.1 模板支架体系

考虑到本支撑体系要承受较大荷载，且在施工过程中泵车在上面行走时不能拆除，拟考虑采用U形顶托钢管支撑体系代替传统的扣件连接固定的支撑体系。本体系的优点有：

（a）比传统支撑体系更具足够承载力、刚度和稳定性；

（b）高度可根据实际需要自由调整；

（c）U形顶托可工具化、定型化加工，且可周转使用；

（d）可避免因扣件质量问题和扣件扭矩值达不到规定要求而导致扣件滑动和崩裂，从而使模板系统产生下沉坍塌的可能。

本支撑体系采用Φ48 mm×3.5 mm钢管立杆上加Φ38 mm可调顶托，顶托内用100 mm×100 mm方木作主楞梁，间距500 mm。用100 mm×50 mm方木作次楞，间距250 mm。立杆纵横向间距500 mm×500 mm，立杆底部统铺16#槽钢，步距1 500 mm，纵横向设水平牵杆，并设置竖向和水平剪刀撑。宽300 mm梁底中间增设1 根立杆，宽550 mm梁底中间增设2 根立杆。模板采用厚18 mm九夹板。

3.2 安装控制要点

3.2.1 主要安装流程

定位放线→确定立杆位置→铺统长16#槽钢→立杆→U形顶托→主楞→次楞→模板→水平牵杆→剪刀撑加固

3.2.2 立杆定位

根据立杆平面布置图上立杆位置弹出双向立杆控制线，沿控制线标出立杆位置。梁底立杆沿纵向（跨度方向）间距500 mm，板底立杆纵横向间距均为500 mm×500 mm。

3.2.3 铺设垫板

沿立杆位置铺设16#统长槽钢作立杆垫板，如高度不符模数则在槽钢垫板上放置可调底座，以调整立杆高度。

3.2.4 立杆设置

立杆接长严禁搭接，必须采用对接进行连接，相邻立杆接头不得在同步内，且对接接头错开距离不宜小于500 mm，各接头中心距主节点不宜大于步距的1/3，立杆垂直度控制在≤（1/500）h。

3.2.5 水平牵杆

水平杆步距为1 500 mm，底部纵横向水平牵杆作为扫地杆，距地面高度200 mm，顶部水平牵杆距主楞梁距离500 mm以内。

3.2.6 剪刀撑设置

架体四周连续形成封闭，纵横向每隔4 排设置垂直剪刀撑，横向沿各主梁连续设置，纵向在～轴次梁下连续设置。剪刀撑与地面夹角宜在45°～60°，宽度不大于6 m。

3.2.7 连墙件设置

为了增强支撑体系稳定性，需与框架柱设置刚性连墙件，连墙件采用Φ48 mm×3.5 mm钢管，间距≤4 000 mm，且呈梅花形布置。

3.2.8 U形顶托安装

立杆顶部安装可调U形顶托，U形顶托如与楞梁两侧有间隙，必须锲紧，螺杆旋入螺母内的长度不宜少于5 倍螺距。顶托螺杆伸出钢管顶部不得大于200 mm，立杆上端包括可调螺杆伸出最上一道水平牵杆长度不得大于500 mm。螺杆外径与立杆（钢管）内径间隙不得大于3 mm，安装时保证上下同心（图1）。

图1 U形顶托示意

3.2.9 主次楞梁安装

先铺设主楞梁，铺设时加强平整度控制，偏差在2 mm以内，再铺设次楞梁，间距为250 mm，次楞梁安装完毕后即可铺设模板面板。

3.2.10 支撑体系验收

支撑体系全部搭设后，应由技术负责人组织相关人员进行验收，验收内容包括底座位置、立杆间距、垂直度、水平牵杆间距与水平度、剪刀撑设置、顶托螺杆伸出长度、扣件螺栓力矩值、刚性连墙件设置、主次楞梁规格与间距等。

4 支撑体系加固计算

4.1 荷载取值及计算

4.1.1 活荷载取值

按最重18 m3混凝土泵车考虑，混凝土泵车质量约25 t，18 m3混凝土按43.2 t计，合计68.2 t。原设计允许荷载30 t，则相差68.2－30=38.2 t。

4.1.2 静荷载取值

两端各加宽3 m作缓冲带，利用地下车库顶板作便道基层，为保护地下车库顶板面层，要求在库顶上覆土200 mm，设置厚150 mm碎石，再浇筑厚150 mm C30混凝土路面，厚度共计800 mm。

4.1.3 荷载计算

（a）混凝土泵车作用下楼面等效均布活荷载确定：按最不利状态计算，即按混凝土泵车后车轮作用在跨中考虑，且后轮均作用在一个共同的平面上，轮胎着地尺寸为0.5 m×0.2 m，后车轮承重按轮距布置取总质量的80％，并且考虑冲击系数1.3。则计算单侧一组后轮承重为38.2×0.8×1.3÷2= 19.8 t。

（b）轮胎作用荷载按45°扩散至地下室顶板板底。将后轮单组2 个轮胎作为一个整体考虑，单个轮胎承重为9.9 t，按45°扩散至板底的面积为4.62 m2。故单侧单轴单轮扩散至板底产生的均布荷载q=21.4 kN/m2，单侧双轴双轮扩散至板底产生的均布荷载q=42.8 kN/m2。

（c）静荷载：根据《公路桥涵通用设计规范》表4.2.1常用材料重力密度确定施工道路恒荷载，计算合计Q=q静×1.2+q活×1.4=17.8×1.2+42.8×1.4=81.28 kN/m2。

4.2 顶板及梁支撑体系计算

根据荷载值，通过计算得到顶板立柱稳定性σ=137.63 N/mm2＜205 N/mm2，梁下立柱稳定性σ=45.42 N/mm2＜205 N/mm2，均满足要求。

5 结语

本工程利用地下车库库顶局部区域作为临时道路，在设计事先未考虑顶板加固的前提下，采取了3 个方面措施：通过与设计单位联系，对顶板局部加厚、承台加大、配筋加粗、混凝土标号等级提高；加固区施工便道面层加固及限载；采用U形顶托支撑体系代替传统支撑方法。在依托以上3 个措施的情况下，再经过施工现场精心施工，使得加固区域具有足够的承载力和稳定性，通过一段时间使用和监测，未发现异常情况。