姚愛生

(上海綠地建筑工程有限公司，上海 200063)

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施工電梯基礎(chǔ)坐落于地下室頂板的施工技術(shù)

姚愛生

(上海綠地建筑工程有限公司，上海 200063)

由于施工現(xiàn)場(chǎng)物料堆放加工及垂直運(yùn)輸條件限制,施工電梯基礎(chǔ)需設(shè)置在地下室的頂板,這種特殊“地基”及地下室頂板的安全可靠性必須得到保證。在此結(jié)合工程實(shí)踐,分析并提出了解決該類問題的施工技術(shù)及管理措施,以確保該類基礎(chǔ)及相應(yīng)的地下室頂板符合設(shè)計(jì)和使用要求。

施工電梯基礎(chǔ)；地下室頂板；施工技術(shù)

本項(xiàng)目位于嘉定區(qū)滬宜公路與希望路,總建筑面積89 127 m2,其中地上59 287 m2，地下29 840 m2,由14棟單體建筑(7棟5層多層住宅最高18 m,2棟18層高層住宅最高58.5 m，1棟4層辦公樓最高19.5 m，1棟17層辦公樓最高60 m，2棟3層商業(yè)建筑最高15 m，1棟1層配套用房),1個(gè)1層、2層混合地下室組成。為配合13#樓施工作業(yè),由專業(yè)分包單位提供的SCD200/200施工升降機(jī)配合施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)塔吊、材料運(yùn)輸、施工通道、視線、固定方式等實(shí)際情況, 13#樓施工升降機(jī)布置在該建筑北側(cè)?-軸區(qū)域(圖1)。在施工升降機(jī)四周做好排水溝,以免基礎(chǔ)積水。本文通過分析工程設(shè)計(jì)文件及施工現(xiàn)場(chǎng),將施工電梯基礎(chǔ)置于地下室頂板并采取了相應(yīng)的措施,使這種特殊“地基”及地下室頂板的安全可靠性得到了保證,有效地解決了該類設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工,確保了施工電梯的可靠、安全運(yùn)行。

圖1　施工電梯在頂板位置

1　基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型

13#樓北側(cè)為地庫B頂板,頂板厚為250 mm,內(nèi)配Φ10/12@150雙層雙向鋼筋,頂板混凝土強(qiáng)度為C35(P6),柱網(wǎng)尺寸8.4 m×8.4 m。根據(jù)設(shè)計(jì)文件說明,車庫頂板可變荷載值為20 kN/m2。通過PKPM安全計(jì)算軟件及文獻(xiàn)[1]分析,如果13#房升降機(jī)基礎(chǔ)直接布置在地庫B頂板上,升降機(jī)及基礎(chǔ)荷載作集中受力荷載(723.336 kN/(4×6)=30.14 kN/m2)大于20 kN/m2,故須對(duì)地庫B人貨電梯安裝區(qū)域地下室頂板進(jìn)行加固。不考慮地下室頂板結(jié)構(gòu)對(duì)升降機(jī)及基礎(chǔ)荷載的集中豎向力的作用,其豎向力的反作用力完全由頂板下模板支撐提供?，F(xiàn)擬采用Q235普通鋼管(Φ48.3×3.6),鑄鋼制作的扣件對(duì)升降機(jī)區(qū)域進(jìn)行加固,加固立桿縱橫向間距為600 mm,步高為1 000 mm,設(shè)縱橫向水平桿加以連接,并在外側(cè)加設(shè)縱橫向剪力撐,鋼管頂上加設(shè)50 mm×100 mm方木加以支墊,方木間距不得大于200 mm,鋼管加固區(qū)域?yàn)? m×4 m。

2　計(jì)算需要的參數(shù)

依據(jù)工程施工圖紙、施工升降機(jī)說明書、施工升降機(jī)施工與安全使用要求[1-3], 勘察單位提供的《地質(zhì)勘察報(bào)告》,計(jì)算需要的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見表1～3。

表1　施工升降機(jī)基本參數(shù)

表2　地庫B頂板參數(shù)

表3　施工電梯基礎(chǔ)參數(shù)

表4　可變荷載設(shè)計(jì)值

3　施工電梯基礎(chǔ)承載計(jì)算

3.1承載計(jì)算

施工電梯自重標(biāo)準(zhǔn)值G=2×1 780+1 170+44×172+2×2 000=15 128 kg。

施工電梯自重設(shè)計(jì)值P=[1.2×(2×1 780+1 170+44×172)+1.4×2×2 000] ×10/1 000=190.16 kN；考慮動(dòng)載、自重誤差及風(fēng)荷載對(duì)基礎(chǔ)的影響,取系數(shù)n=2.1[4],P=190.16×2.1=399.336 kN。

3.2承載力驗(yàn)算

承臺(tái)自重標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=25×6.0×4.0×0.45=270 kN；承臺(tái)自重設(shè)計(jì)值：G=270×1.2=324 kN；作用在地庫頂板上的豎向力設(shè)計(jì)值：F=399.336+324=723.336 kN；承臺(tái)下基礎(chǔ)承載力(頂板混凝土C35)為：fa= 35 000×6.0×4.0=840 kN>F=723.336 kN。

經(jīng)驗(yàn)算,該基礎(chǔ)局部受壓符合施工升降機(jī)的要求。

3.3基礎(chǔ)承臺(tái)驗(yàn)算

1)承臺(tái)底面積驗(yàn)算

軸心受壓基礎(chǔ)基底面積應(yīng)滿足：S=6×4=24 m2≥(Pk+Gk)/fc=723.336/(16.7×103)=0.043 m2。經(jīng)驗(yàn)算,承臺(tái)底面積滿足要求。

2)抗沖切驗(yàn)算

由于導(dǎo)軌架直接與基礎(chǔ)相連,故只考慮導(dǎo)軌架對(duì)基礎(chǔ)的沖切作用。經(jīng)驗(yàn)算,承臺(tái)抗沖切滿足要求。

3) 彎矩計(jì)算

屬于軸心受壓,在承臺(tái)底部?jī)蓚€(gè)方向的彎矩,經(jīng)計(jì)算分別為：

M2=(1/48)(l-a′)2(2b+b′)(pmax+pmin-2G/A) =90.02 kN·m

4) 底部配筋驗(yàn)算

經(jīng)驗(yàn)算,截面配筋：As1=4 619 mm2>791.29 mm2,承臺(tái)配筋滿足要求。

4　加固排架承載力驗(yàn)算

計(jì)算依據(jù)文獻(xiàn)[5]、文獻(xiàn)[6],設(shè)梁板下Φ48.3×3.6 鋼管 @0.6 m×0.6 m (支模未拆除 ),支承上部施工升降機(jī)荷載,混凝土結(jié)構(gòu)自重由結(jié)構(gòu)自身承擔(dān)。計(jì)算參數(shù)如下:模板支架搭設(shè)高度為4.0 m,立桿的縱距b=0.60 m,立桿的橫距l(xiāng)=0.60 m,立桿的步距h=1.0 m。木方60 mm×80 mm,間距200 mm,剪切強(qiáng)度1.5 N/m2,抗彎強(qiáng)度15.0 N/ m2,彈性模量9 000 N/m2。模板自重0.30 kN/m2,施工升降機(jī)荷載30.14 kN/m2計(jì),施工活荷載2.00 kN/m2。見圖2、圖3。

圖2　樓板支撐架立面簡(jiǎn)圖

圖3　樓板支撐架荷載計(jì)算單元

4.1頂托支撐木方抗彎及抗剪驗(yàn)算

頂板上施工電梯基礎(chǔ)給支撐的豎向力,F=399.336+324=723.336 kN；頂板平均承壓：F/(4×6)=30.14 kN/m2,木方恒荷載設(shè)計(jì)值q1=1.2×(0.3×0.2+1.1×0.5×0.25+30.14×0.2)=7.47 kN/m；木方活荷載設(shè)計(jì)值q2= 1.4×2.0×0.2=0.56 kN/m, 木方荷載設(shè)計(jì)值=7.47+0.56=8.03 kN/m。

彎矩M=ql2/8=80.03×(200×2)2/8=160 600 ((N·mm);M抵=fwbh2/6=(60×802/6)×15=960 000(N·mm)。因M

剪應(yīng)力=(3/2)Q/bh=1.5×0.5×8.03×200×2/(60×80)=0.50(N/mm2)。因剪應(yīng)力<抗剪強(qiáng)度=1.5(N/mm2),故木方抗剪強(qiáng)度滿足要求。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)[7],采用南方松順紋抗剪設(shè)計(jì)值fv=1.5 N/mm2,抗彎fm=15 N/mm2滿足使用要求。

4.2板底支撐鋼管承壓強(qiáng)度驗(yàn)算

地下室頂板下Φ48.3×3.6 鋼管 @0.6m×0.6m (支模未拆除)支承上部施工升降機(jī)荷重, 混凝土結(jié)構(gòu)自重由結(jié)構(gòu)自身承擔(dān),則：施工升降機(jī)及基礎(chǔ)荷載30.14 kN/m2,活載 1.4×2.0=2.8 kN/m2,則每根立桿豎向受力：30.14+2.8=32.94 kN/m2,32.94×0.6×0.6=11.86 kN。

鋼管支模架步高1 m,依據(jù)文獻(xiàn)[7]立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0如下：

頂部立桿段l0=kμ1(h+2a)=1.155×1.657×(1+2×0.2)=2.68 m；非頂部立桿段l0=kμ2h=1.155×2.224×1=2.57 m,取l0=2.68 m計(jì)算。故λ=2.68×100/1.59=168.6<[λ]=210,符合文獻(xiàn)[6]表5.1.9規(guī)定。

查表A.0.6,則Ф=0.249,鋼管立桿極限豎向承壓力N=0.249×5.06×100×205=25.83 kN>11.86 kN,鋼管結(jié)構(gòu)受力滿足要求。

4.3立桿的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

滿堂支撐架在地下室,不考慮風(fēng)荷載,立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算：σ=N/(ФA)= 11 860/(0.249×506)=94.1 N/mm2

<[f]=205 N/mm2

式中:N為立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值,N=11.86 kN；

i為計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑,i=1.59 cm；

A為立桿凈截面面積,A=5.06 cm2；

[f]為鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,[f] = 205.00 N/mm；

a為立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度,a=0.20 m；

h為最大步距,h=1.00 m；

l0為計(jì)算長(zhǎng)度2.68 m。

故不考慮風(fēng)荷載時(shí)立桿的穩(wěn)定性計(jì)算σ< [f],滿足要求。

5　滿堂支撐架搭設(shè)及其維護(hù)管理

加固措施必須進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)計(jì)算,并經(jīng)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)；加固作業(yè)嚴(yán)格按加固設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行；嚴(yán)格按加固程序進(jìn)行，統(tǒng)一指揮并有安全監(jiān)護(hù)人員；加固以后,經(jīng)常進(jìn)行檢查觀測(cè),發(fā)現(xiàn)有異常時(shí),應(yīng)立即采取措施[8]。

5.1支撐架搭設(shè)

每根立柱底部應(yīng)加設(shè)木墊塊,墊板厚度不得小于50 mm,長(zhǎng)寬不得小于200 mm,立桿應(yīng)立在木墊塊的中心。在立柱底距地面300 mm高處,沿縱橫水平方向應(yīng)按縱下橫上的程序設(shè)掃地桿。滿堂支架立柱,在外側(cè)周圈由底至頂?shù)呢Q向連續(xù)式剪刀撐；豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面設(shè)置連續(xù)水平剪刀撐,掃地桿的設(shè)置層設(shè)置水平剪刀撐。頂部應(yīng)設(shè)可調(diào)支托,U型支托與楞梁兩側(cè)間如有間隙,必須楔緊,其螺桿伸出鋼管頂部不得大于200 mm,插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得小于150 mm,螺桿外徑與立柱鋼管內(nèi)徑的間隙不得大于3 mm,安裝時(shí)應(yīng)保證上下同心。

5.2頂板下排架的監(jiān)測(cè)

為了及時(shí)反映支撐系統(tǒng)的變化情況,預(yù)防事故的發(fā)生,需要用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行沉降和位移監(jiān)測(cè)。

班組日常進(jìn)行安全檢查,項(xiàng)目部每周進(jìn)行安全檢查,分公司每月進(jìn)行安全檢查,所有安全檢查記錄必須形成書面材料。

桿件的設(shè)置和連接、支撐、剪刀撐等構(gòu)件是否符合要求；底座是否松動(dòng),立桿是否懸空；連接扣件是否松動(dòng),支架扣件的緊固是否符合要求,可使用力矩扳手實(shí)測(cè),達(dá)到40～65 N·m,過小則扣件易滑移,過大則會(huì)引起扣件的鑄鐵斷裂；架體是否有不均勻的沉降、垂直度；施工過程中是否有超載現(xiàn)象；支架與桿件是否有變形的現(xiàn)象。監(jiān)測(cè)參數(shù)見表5。

表5　監(jiān)測(cè)參數(shù)表

5.3頂板下排架的維護(hù)管理

1)在施工電梯拆除前,不得拆除地庫頂板底部的支撐。

2)支撐架上頂部的施工荷載不得大于上述驗(yàn)算荷載,嚴(yán)禁超載使用施工電梯。

3)支撐架在使用過程中,設(shè)有安全員與架子班組長(zhǎng)日常監(jiān)護(hù),定期做好扣件擰緊程度檢查,當(dāng)出現(xiàn)架體變形超過預(yù)警值等情況時(shí)必須立即停止施工電梯的使用,并迅速撤離作業(yè)面的人員,查明原因及時(shí)合理處理。

4)做好材料堆放及卸貨區(qū)域的頂板堆載控制(<10 kN/m2)。

5)地下室頂棚涂料、立體車庫、綜合布線管網(wǎng)等分包工程在本區(qū)域施工,必須征得總承包安全科、設(shè)備科的同意,嚴(yán)禁拆除支撐架任何受力構(gòu)件。

6　結(jié)　語

通過地下室頂板下的支架加固,施工電梯的安裝、使用達(dá)到了安全可靠的目的,有效地提高了材料的垂直運(yùn)輸效率,確保了施工電梯基礎(chǔ)和地下室頂板均符合設(shè)計(jì)及使用要求。

[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012．

[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 [S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

[3]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

[4]張?jiān)讫? 施工電梯基礎(chǔ)下地下室頂板回?fù)渭庸谭椒╗J]. 江蘇建筑,2013(6):48-50．

[5]沈陽建筑大學(xué).JGJ 162—2008建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008．

[6]中國(guó)建筑科學(xué)研究院,江蘇南通二建集團(tuán)有限公司.JGJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 [S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.[7]中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院,四川省建筑科學(xué)研究院.GB 50005—2003木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005．

[8]建筑施工手冊(cè)(第四版)編寫組. 建筑施工手冊(cè)[M].4版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

Construction Technology of the Construction Elevator Foundation Located in the Basement Roof

YAOAisheng

2016-04-05

姚愛生(1974—)，男，江西新干人，高級(jí)工程師，從事建筑施工、工程技術(shù)與管理工作。

TU 756.4+4

B

1008-3707(2016)10-0051-04