施工阶段地库顶板上车及堆载承载力分析

施工阶段地库顶板上车及堆载承载力分析摘要：目前城市建筑项目普遍带有大型地下室工程，而为了满足现场施工过程中材料运输及堆载的要求，地库顶板难免需要上车并进行材料堆载，因此分析车辆满载重量和材料堆载重量对车库顶板的影响是非常必要的。

关键词：地库顶板；堆载；限重

引言

地库顶板堆载负荷过大，轻则造成地库顶板裂缝，防水卷材开裂，造成渗水，影响地库顶板耐久性，严重将造成地库顶板结构破坏或倒塌。为保证地库顶板的安全性、耐久性及防水性能，必须根据地库顶板的设计荷载严格限制地库顶板的堆载负荷，保证地库顶板的堆载荷载和车辆荷载不超过设计荷载值。

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地下室顶板设计荷载分析

1.1

地库顶板结构设计数据

本文地下室顶板按1.5m覆土、施工活荷载5.0KN/㎡进行考虑，各项目应根据结构设计总说明中的荷载设计值进行计算，地库顶板所承受覆土荷载为18×1.5=27.0KN/㎡。消防车道设计荷载为20.0KN/㎡。因此地下室设计承载力为：

1）车库顶板覆土1.5m每平方米荷载：27.0KN/m2

2）车库顶板可承受荷载为（非消防车道）：27.0KN/m2＋（活动荷载5KN/m2）=32.0KN/m2

3）车库顶板可承受荷载为（消防车道）：27.0KN/m2＋（车道设计荷载：20.0KN/m2）=47.0KN/m2。

1.2

地库顶板现场荷载计算

地库顶板防水保护层厚度考虑为7cm，行车路线道路混凝土厚度考虑为20cm，钢筋混凝土容重为25KN/m3。

材料堆放区域顶板面层自重：0.07×25KN/m3=1.75KN/m2

行车道路混凝土均布自重荷载为：（0.07m+0.2m）×25KN/m3=6.75KN/m2

因此车库顶板行车道路面层均布荷载为6.75KN/m2，材料堆放区域顶板面层自重为1.75KN/m2。

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地库顶板行车道路方案计算

2.1地下室顶板行车道路做法

地下室顶板施工完毕，待混凝土强度达到设计要求后，进行防水施工，防水施工及防水保护层完成并养护之后，再施工200mm厚C20混凝土行车道路（6m宽）。

2.2覆土前地下室顶板行车验算

因材料运输车辆须在车库上行走，按现场实际平面进行临时行车道布置，不能完全与消防车道设计重合，故将施工临时道路行车荷载计算考虑在普通地下室顶板位置。

2.2.1计算

车轮在地库顶板的的集中荷载转换为均布荷载可采用《建筑结构荷载规范》附录C.0.5条模拟计算,局部荷载的有效分布宽度按公式C.0.5-3计算有效载荷面积：

（1）bcy=bty+2S+h

=0.2＋2×0.05+0.25（车轮宽bty选200mm，顶板厚250mm，垫层取S=50mm）

=0.55m

（2）bcx=btx+2S+h

=0.15＋2×0.05+0.25（车轮宽btx选150mm，板厚250mm，垫层取S=50mm）

=0.5m

（3）当bcx≤bcy,bcy≤2.2L,bcx≤L时；

b=2/3×bcy+0.73L

=0.66×0.55+0.73×3（板的跨度L考虑为3m，各项目根据实际情况取值）

=2.55m

（4）有效载荷面积

s=b×L=2.55×3=7.65m2

（5）局部荷载分布的压强

因地下室顶板行车控制主要为裂缝控制，非极限状态控制，地下室顶板行车为动态交变荷载，因此本案例对计算保守系数取3，各项目根据实际情况取值。

（顶板可承受荷载32-6.75KN/m2）×（3个车轮,前面两个轮子按一个轮子考虑）×（有效面积7.65m2）/（保守系数）=193.16KN。

2.2.2行车荷载要求

根据荷载计算，本案例地下室顶板行车荷载总重量不宜超过19.3吨。

2.3地下室顶板行车通道限速限重要求

为减少车辆行走对顶板的影响，本案例临时道路限速5Km/h,道路车辆限重为18T（含自重,限高建议设置3.5m），允许农用车，叉车，小型铲土车、成品钢筋运输板车及≤18t的汽车吊，严禁混凝土罐车、货车。

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地库顶板材料堆载验算

施工过程中现场地下室顶板材料堆放如下材料：钢管堆场、模板方木堆场、钢筋堆场、砌块堆场。

考虑地下室顶板承受荷载为32-1.75=30.25KN/㎡，现对地下室顶板堆场进行堆载验算。

3.1钢管堆场

堆场净高控制在1.5m以内。

1）48×3.5钢管理论重量为0.0384KN/m；

2）根据经验，1m宽×1.5m高空间可堆放约675根钢管，故1m长1m宽的场地堆放1.5m高钢管，其重量为：0.0384KN/m×675=25.92KN/m²＜30.25KN/m²。因此符合顶板承载要求。

3.2模板木方堆场

堆置高度≤2m。

考虑露天堆放，模板方木在雨天容重变大，根据《建筑结构荷载规范》，带湿容重6KN/m³时。湿态下最大均布荷载=6KN/m³×2m=12KN/㎡。

故方木模板堆场，最大堆载重量为12KN/m2，满足地下室顶板承载力要求。

3.3钢筋堆场

堆置净高控制在350mm以内。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录A，钢筋容重78.5KN/m³，最大均布荷载=78.5KN/m³×0.35m×0.9（孔隙率，以直径20钢筋估算）=24.73KN/㎡。满足地下室顶板承载力要求。

3.4

砌块堆场

蒸压加气块：堆置高度不大于2m，套膜覆盖。

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录A，加气砼砌块容重为6KN/m³；密度不超过625KG/m³，考虑失去膜覆盖后最大含水率30%；按不利情况计算，取其湿容重为625KG/m³×0.01KN/KG×（1+0.3）=8.125KN/m³。湿态下最大均布荷载=8.125KN/m³×2m=16.25KN/㎡。

故加气砼砌块堆场，最大堆载为16.25KN/m2，满足地下室顶板承载力要求。

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地库顶板行车及堆载安全保证措施

（1）施工过程严禁各项荷载超标，做好过程监督；对所有管理人员进行交底宣贯，提高全员管控意识；

（2）车总重量不超过控制范围的方可驶入车库顶板。对于整车加气块、砌块、钢筋、预拌砂浆运输车等超过此计算重量的车辆，不得进入地下室顶板行驶，应在地下室顶板范围以外设置集中临时堆放点，后期使用叉车或轻型车辆倒运入顶板。所有需要驶入地库顶板的车辆一律先进行过磅，确认总重；

（3）在地库上的临时出入口与转弯处，悬挂限重、限高、行驶路线标识。

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结语

总之，施工过程中地库顶板需上车会堆放材料时，必须严格按照结构设计总说明中