无梁楼盖上方大型机械设备安全施工技术

文/韩斌 苏州市相城区建设工程质量安全监督站 江苏苏州 215131

1、概述

1.1 工程概况

本工程为原国际服装城人防工程拆除重建项目基坑支护、降水工程，位于苏州市相城区华元路北侧、澄和路西侧。既有地下室为二层人防地下室，总建筑面积25000 平方米，基底标高-5.00，地下一层面标高为-0.35，地下室顶面标高为3.15。独立柱（含柱帽）混凝土强度为C40，墙体混凝土强度为C30。因既有地下室需拆除重建，故在既有地下室拆除前优先进行支护结构的施工。

1.2 基坑周边环境

1）基坑西侧影响施工的建、构筑物有售楼中心及绿地地下室连通口，售楼中心距地下室结构边线约1.5m，绿地地下室连通口已施工完成。

2）基坑北侧为在建2#、3#、4#住宅，目前住宅正在进行内装施工，地下室为一层地下室，已完工。基坑边线距住宅约4～8m。

3）基坑东侧为在建1#住宅，基坑边线距住宅约4～8m，目前正在内装施工。

4）基坑南侧为在建一层地下室及二层地下室，一层地下室基坑深度为6.45m，二层地下室基坑深度9.5m，距地下室结构边线最近距离仅2m。

基坑西侧

基坑南侧

基坑北侧

基坑东侧

1.3 基坑支护形式

基坑采用钻孔灌注桩/咬合桩的围护结构，一道钢筋混凝土支撑体系。

1.围护体系：钻孔灌注桩，基坑围护采用Φ1000-Φ1200mm 钻孔灌注桩，混凝土等级水下C30，桩长14.1～21m。

2.止水体系：∅850@1200 三轴水泥土搅拌桩，桩长17.95m。

3.支撑体系：水平支撑采用一道钢筋混凝土支撑体系。

4.立柱桩：立柱灌注桩桩径850，立柱采用Q235 角钢及钢板，桩长30.5/33.5m。

5.加固体系：∅850@1200 三轴水泥土搅拌桩，桩长11.5m；

图1 .3 原地下室结构平面示意图

2、施工重难点分析及解决措施

2.1 施工重难点

由于本工程施工面狭小，三轴搅拌桩机、全回转钻机、履带吊、灌注桩机以及混凝土泵车等均需在原地下室顶板上施工。本工程施工过程三轴搅拌桩机集中荷载最大，故三轴在地下室顶板上的施工安全性尤为重要。

2.2 解决措施

我司通过对三轴搅拌桩机在顶板上施工的受力分析，需对原地下室结构采取相应的加固措施。拟采用满堂盘扣式脚手架进行加固。

3、地下室顶板承载力加固施工方法

3.1 施工要点

本工程顶板为无梁楼盖，所能承受的集中荷载较小。故大型机械设备在上方施工及大型车辆在上方行走时，地下室顶板下发必须进行加固处理。顶板加固采用盘扣式脚手架进行加固，立杆间距为600＊600。搭设区域为地下室满堂脚手架搭设。

3.2 荷载计算

由于施工现场周边无空地，根据现场基坑支护与地下室结构拆除施工要求，三轴搅拌桩机、钻孔灌注桩机、混凝土泵车、全回转钻机、50t 塔吊、镐头机等大型施工机械均需在顶板上施工。根据受力面积及荷载分析，集中荷载最大的为三轴搅拌桩机JB160A，三轴参数如图3.2 所示：

按小偏心计算：

Pmax = G/A（1+6e/b）≤2G/A

= 130/6.9＊1.7=110.8kPa

3.3 盘扣式脚手架计算

原地下室可承受30KPa 的荷载；

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）《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010

1.参数信息

1）基本参数

?

2）荷载参数

?

2.设计简图

盘扣式支撑立面图支撑平面图

图3.2

盘扣式支撑受力简图

3.支撑结构验算

?

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 ×100 ×0.6 ×0.6=50.4kN

1）可调托座承载力验算

【N】=80≥N =50.4kN

满足要求！

2）长细比验算

根据《规范》JGJ231-2010 第5.3.2 条规定可知，立杆计算长度：

l0＝max[ηh0，（hd+2ka1）]

=max[1.2 ×1000，（500+2 ×0.7 ×250）]

=1200mm

η——支架立杆计算长度修正系数；

k——悬臂端计算长度折减系数，可取0.7；

λ=l0/i=1200/15.9=75.472≤[λ]=150

满足要求！

3）立杆稳定性验算

λ=75.472，查《规范》JGJ231-2010 附录D 表D-1，取φ=0.672

f＝N/（φA）

=50400/（0.672 ×450）=166.667N/mm2≤[f]＝300N/mm2

满足要求！

图3 .3 盘扣脚手架施工示意图

总结：

在近些年中，由于无梁楼盖承载力不足导致地库坍塌现象已有很多案例，究其原因主要为无梁楼盖抗直冲、直剪能力差，一旦承载力不足，将呈现整体坍塌，造成不可挽回的生命财产安全损失。本工程为应对大型设备支护结构的施工以及大型车辆（如土方车、混凝土车）的行走，针对既有二层人防地下室顶板承载力进行加固，通过在二层地下室楼层间搭设满堂盘扣脚手架很好的确保了施工的安全，为经后此类类似项目施工提供了一定的借鉴作用。