0 引言
随着城市建设的快速发展,城市中的公共空间越来越紧张,尤其是建筑工程的临时用地,越来越少,一些新建房屋建筑工程处在闹市区,临建场地尤其紧缺,多数房屋建筑工程施工单位项目部临时占用人行道,同时利用地下车库顶板作为材料临时堆场和车辆临时行车道路。另一方面,住房和城乡建设部2024年12月13日发布建质规〔2024〕5号文,《房屋市政工程生产安全重大事故隐患判定标准(2024版)》中新增施工临时堆载内容,其中明确说明“楼板、屋面和地下室顶板等结构构件或脚手架上堆载超过设计允许值为重大事故隐患[4]”。因此,在利用车库顶板做建材临时堆场和行车道路时,安全管理措施尤为重要,需要项目管理人员在施工过程中及时发现车库顶板超载现象,采取可靠措施,消除重大事故隐患。如何保证车库顶板在该使用阶段的安全性,有效利用这类空间资源,成为每一个项目管理者的安全管理任务。本文就此探讨车库顶板使用中的安全风险管理问题。防止车库顶板因超载或过度使用而产生坍塌事故,造成结构安全隐患或事故(附图1某车库顶板超载导致地下室结构梁产生破坏)。
附图1 某车库顶板超载导致地下室结构产生破坏
1 项目概况
1.1工程概况
西安地区某项目, 地下两层用作车库(战时为人防)等,地上有9栋高层住宅。主楼为筏板式基础、剪力墙结构;车库、商业为独立基础、框架结构。结构设计使用年限50年,抗震设防烈度8度。
该工程负一层车库层高为3.7m。负二层机械车位区域层高为4.8m,独立基础尺寸为3.4m×3.4m、4m×4m,厚度分别为600mm、750mm,内配双层双向HRB400φ14@130钢筋,防水板厚度250mm。车库顶板厚度为250mm、300mm、350mm,板底配筋HRB400φ12@170、HRB400φ14@120,板面配筋HRB400φ12@200,典型梁截面450mm×800mm、500mm×800mm、550mm×800mm等,柱网轴线最大尺寸为7900mm,梁主筋规格为HRB400φ25、HRB400φ22,基础、墙柱及顶板混凝土强度均为C35。设置施工电梯基础部位车库顶板厚度均为250mm、300mm、350mm。
1.2 施工概况
由于本工程工期紧,地下室与主楼主体结构同时施工,现场没有施工道路和材料加工堆放场地,根据现场情况和施工需要,施工中后期拟在车库顶板上布置材料加工棚、材料堆场,局部设置施工道路,供商砼车和一些材料运输车辆通行,同时布置砂浆罐、施工电梯等。
2 专项施工方案编审要点
本项目受场地限制,拟利用车库顶板空间,但是否满足车库主体结构安全性,需考虑施工过程各种因素,从技术角度对地下室车库顶板进行结构安全性验算及采取必要措施,以降低结构安全风险。
2.1 编制依据
设计图纸、施工组织设计及现行的专业技术规范标准。
2.2 原设计承载能力概况
本项目车库结构设计图纸上载明数据如下:
序号
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结构部位
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活荷载标准值(KN/m2)[4]
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备 注
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1
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车库顶板及车道
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5
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2
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车库消防车道顶板(有梁楼盖)
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20
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道路规划应严格结合建筑图
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3
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车库顶面覆土
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27
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车库顶面最大覆土厚度≤1.5m
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2.3 地下室顶板承载参数
2.3.1 车库顶板行车荷载
2.3.1.1 吊车、砂车、钢筋运输车、混凝土罐车作用下楼面等效均布活荷载的确定参数如下:
序号
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车辆类型
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验 算 参 数
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自重(t)
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其 他(不含自重)
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1
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吊车
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28
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按20t考虑,吊运钢筋每捆按5t计
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2
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砂车
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20
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按照15m3考虑,砂25t
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3
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钢筋运输车
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15
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按装30t考虑
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4
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混凝土罐车
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15
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按装10m3考虑,10m3混凝土按25t计
|
5
|
砂浆运输车
|
15
|
按装30t考虑
|
2.3.1.2 相关验算及结论
(1)非消防通道区域和消防通道区域的行车承载能力验算。
根据本项目施工现场情况,可选重量最大的罐车验算,非消防通道区域最大板跨为7.6m×6.4m,最小板厚为250mm。消防通道区域最大板跨为7.6m×4.75m,最小板厚为300mm。轮胎着地尺寸0.6m×0.2m,后轮作用单轮荷载取汽车轮压250kpa。依据《建筑结构荷载规范》[1]GB50009-2012要求分别计算消防车道和非消防车道区域顶板的计算荷载与设计荷载,比较计算结果,确定是否可行。通过计算,本项目消防车道部位区域和非消防通道区域顶板均不满足顶板承载要求,车道下必须回顶支撑。拟采用盘扣式脚手架进行回顶及构造措施[3]。现场布置及施工管理中不要求非消防通道部位行车,若需行车,车道下必须进行回顶支撑。同时在车库顶板上标出行车道路线,车道两侧设置防护栏杆,严禁车辆驶出规划的行车道,且严禁超过50t的车驶上车库顶板。
(2)车库顶板堆载验算参数
序号
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料场堆载类型
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验 算 参 数
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1
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钢筋
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整扎钢筋
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钢筋原料堆场和半成品堆场,堆置净高控制在0.5m以内
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圆盘钢筋
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直条钢筋:堆放不超过2盘。每盘可按Ф20估算、按25KN验算
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2
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钢 管
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Ф48×3.0钢管,堆载高度≤1.5m
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3
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方木、模板
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堆置高度≤2.5m。考虑露天堆放,模板方木在雨天容重变大,按松木取大值,带湿容重6KN/m3
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4
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轻质隔墙板
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采用A3.5,轻质隔墙板密度525kg/m³;条板最大堆置高度不大于2m。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6×(1+0.3)=7.80KN/m3
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5
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加气砌块
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砌块最大堆置高度≤2m。A5.0陶粒增强加气砌块最大容重为6KN/m3;本工程采用A3.5 B06产品,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6×(1+0.3)=7.8KN/m3
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6
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砂石堆场
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砂、石堆放高度按≤1.2m考虑,容重按较大的实心砖考虑18KN/㎡,均布荷载1.2×18=21.6KN/㎡
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7
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砂浆罐
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砂浆罐自重及装满预拌砂浆后重量约35t/个,砂浆罐不放置在车库顶板上。若因施工需要设置于车库顶板上,需在车库顶板上设置3m×3m×0.2m混凝土基础。
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8
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装配式
预制构件
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预制叠合板和预制楼梯,叠合板直接由货车吊运至作业面进行安装,车库顶板无需设置预制构件堆场,仅考虑施工中预制楼梯临时在车库顶板堆放,预制楼梯每块2.2t,堆放时平放面积约为3㎡,堆放层数≤3层,每层之间用垫木垫实。
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通过荷载参数的选择,计算实际荷载值,将计算结果与车库顶板承载设计值比较,确定是否安全。本项目车库顶板均可满足上述堆载拟定高度的要求。为了安全起见,一般在钢筋堆场的顶板下方设计回顶支撑,搭设盘扣式脚手架,立杆间距900mm×900mm,步距1200mm,若设置在两层车库区域,负一层、负二层需同心回顶,将荷载传递至车库基础底板上。
(3)后浇带行车参数确定与验算
本项目车库与主楼间设置沉降后浇带,车库各区域间设置伸缩后浇带,车库进行分段施工,后浇带部位外挑长度0.5-2m。后浇带宽均为800mm,故在行车道位置拟用16#工字钢架设在后浇带上以便过车(附图2)。
图2:行车道位置后浇带铺设工字钢大样图
拟选商混罐车(50t)进行验算,假设车轮压在一条工字钢上(即荷载全部作用在一条工字钢上),工字钢整体稳定,通过对16#工字钢单向弯矩设计值和剪力设计值计算比较,本项目工字钢满足承载要求!车辆可以安全通过。
一般情况下,为了保证车辆在后浇带的安全通过,该处铺设工字钢间距500mm,在后浇带一跨范围内底部采用同模板支撑架间距900mm×900mm钢管架顶撑。同时在工字钢顶部铺设钢板,保证车辆安全通过。
注意材料堆放区域及行车道路避免设置于车库顶板后浇带悬臂区域内,若两者出现重合,需在重合区域板跨全部搭设满堂架回顶支撑。无堆载的车库顶板后浇带悬臂端需设置独立支撑。车库顶板上预留洞口,如塔吊穿车库顶板的洞口,施工电梯下车库预留的洞口,出材料预留的出料洞口等,洞口周边采用支撑架支撑,设置方式与后浇带一致。
(4)施工电梯处荷载参数确定与验算
本项目主楼各设置一台施工电梯,施工电梯基础均设置在车库顶板上,根据SC200施工电梯说明书,为保证安全,在施工电梯基础外扩1m范围内按施工电梯基础支撑方案设置立杆间距600mm×600mm回顶支撑。
(5)其他情况的堆载及形成荷载参数确定与验算
计算方法同前面,主要依据实际情况确定荷载参数,计算实际荷载值,将计算结果与车库顶板设计载值比较,确定是否安全、是否需要采取措施。
2.4 支撑架准备、搭设、验收及拆除
2.4.1搭设范围
按现场施工通道和材料堆放的需要,在地下室顶板消防通道(行车道路)区域,钢筋原材、半成品及钢筋加工棚,砂浆罐放置区域,后浇带有行车或材料堆放的区域,施工电梯基础区域搭设回顶支撑架。
2.4.2 支撑架准备
(1)材料准备
钢管:采用外径48mm,壁厚不小于2.7mm的Q235钢材质的焊接钢管。
盘扣架立杆规格为48.3×3.2mm,水平拉杆48.3×2.5mm,斜拉杆48.3×2.5mm。
扣件:其材质应符合《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006)的规定。
木方:40×60mm,支撑架体上端软接触均加顶托。
(2)人员准备
架体搭设操作必须由架子工搭设,架子工必须持证上岗。搭设前必须由技术、安全部门对操作人员进行安全技术交底。
2.4.3 支撑架搭设与验收
(1)支撑架搭设流程同模板支撑架搭设方案。
(2)支撑架搭设完,应经建设方、监理方、施工方共同检查验收合格后,方能投入使用。
(3)支撑架使用中应定期检查并做详细书面记录。严禁随意拆除支撑架杆件和进行危及架子的作业。检查中发现问题及时加固修复。
2.4.4 支撑架的拆除
(1)车库顶板堆载使用结束后方可拆除支撑架,拆除前应全面检查架体。
(2)架体拆除时应分划作业区,周围设围栏或竖立警戒标志,设专人指挥,严禁非作业人员入内,拆除顺序同脚手架拆除。
2.5 车库顶板使用过程中的注意事项
1.地库顶板上部堆载及通车必须待地下室顶板同条件试块强度达到设计强度的100%,且回顶区域回顶后,方可使用。
2.在加固范围地下室顶板的临时道路两侧设置防护栏杆,在入口与转弯处,悬挂限重、行驶路线标识。
3.现场派专人对进出车辆进行指挥,严格按照划定的行车通道行驶,总重量不超过50t的车才能上车库顶板,严禁超载。严禁两辆载重车并行通过,仅限一辆载重车通过。若遇到并行情况在回车区错车。重车在车库顶板上时尽快卸货,尽量避免重车在车库顶板上长时间存放。若在短时间内不能卸货尽量不要驶入现场车库顶板。
4.在混凝土浇捣时,运输车辆较多,现场配设调度一人,确保地库顶板上的道路,只能停一辆混凝土运输车。划分混凝土泵车停放区域,每个泵车支撑脚下设置1000mm×400mm×200mm的枕木。
5.对顶板混凝土强度达到设计要求而未进行加固的各施工区域、各材料堆放区挂明显的限载标示牌,内容包括数据、高度等。
(1)盘圆和直条钢筋堆放高度不超过两层(双捆)。
(2)钢管堆放高度不超过1.5m。
(3)方木、模板等堆放高度不超过2m。
(4)砂石堆场及实心砖等材料的堆放高不超过1.2m。
(5)加气块、隔墙板堆放高度不超过1.2m(一垛)。
6.每周对车库顶板面、板底、框架梁、支撑系统进行监测。发现结构异常立刻对顶板进行卸荷,并请有资质单位对其进行检测,并不再使用该区域作堆场。
7.以下几种情况,车辆严禁驶入:
(1)地库顶板砼强度未达到100%。
(2)临时道路两侧未设置行走路线。
(3)超过规定重量的大型运输车辆。
(4)严禁车辆在后浇带上停滞作业。
2.6 事故应急救措施
在车库顶板进行堆载及行驶停驻车辆时可能会发生结构破坏、坍塌、高空坠落、物体打击等突发事故。需成立安全事故应急处置小组,划分好各个岗位的职责,确保出现应急事件后,能过做到统一指挥,整体配合、协同作战、有条不紊。
2.7 相关回顶荷载计算书
专项施工方案计算书、验算依据和施工图必须符合有关标准规范。该方案的回顶支撑架需验算可调托座承载力、立杆长细比和立杆稳定性等力学指标。
3 监理控制要点
3.1专项施工方案的编审程序
建筑工程实行施工总承包的,专项施工方案应当由施工总承包单位组织编制。由施工总承包单位实行分包的,专项施工方案可以由专业分包单位组织编制。
专项施工方案应当由施工单位技术负责人审核签字、加盖单位公章,并由总监理工程师审查签字、加盖执业印章后方可实施。该项工程实行分包并由分包单位编制专项施工方案的,专项施工方案应当由总承包单位技术负责人及分包单位技术负责人共同审核签字并加盖单位公章。
3.2 专项施工方案的内容
一般专项施工方案的内容包括工程概况、编制依据、施工计划、施工工艺技术、施工安全保证措施、施工管理及作业人员配备和分工、验收要求、应急处置措施、计算书及相关施工图纸。同时还需考虑合理的资源利用、施工安全、环境保护等因素。
(1)项目监理人员应审核方案的内容是否完整;方案是否符合现行国家规范、规程以及相关技术标准。
(2)监理应审查专项施工方案的可行性。关注施工方法与工艺是否科学合理,施工流程是否合理、高效,技术措施与设备是否满足施工要求等。
(3)监理应审查安全措施是否科学合理,审查方案中有无环境保护措施。
(4)计算书中所用的计算模型、计算参数是否科学合理,计算过程是否正确,是否符合施工现场实际情况。
3.3 现场施工中监理安全管控措施
3.3.1人员管控措施
(1)监理部建立以项目总监为首的安全管理体系,将安全管理职责分解到每个岗位,做到人人管生产、人人管安全。
(2)审核车库顶板现场施工单位(含分包单位)管理人员资格、单位资质。
(3)车库回顶支撑架搭设人员必须具有架子工证。防止不具备搭设架体资格的人员进场搭设回顶架体。
3.3.2 进场材料管控措施
车库回顶用架体材料、后浇带钢梁、钢板等材料进场必须报验。禁止使用不合格的材料搭设回顶架体。堆载区材料堆放前、砂浆罐等进入顶板前,由专人根据专项施工方案现场核对,防止超载。
3.3.3 机械设备管控措施
进入车库顶板上吊车、施工机械、混凝土搅拌车及装饰材料运输车辆,进入顶板前,由专人根据专项施工方案核对现场,防止超载。若顶板上有新增荷载或需驶入本方案未涉及到的机械设备,技术人员必须核算,结论安全后方可实施,未经核算严禁通行。
3.3.4 回顶区域回顶搭设管控措施
(1)搭设前准备阶段。督促施工单位完成专项施工方案交底。由方案编制人向现场技术人员及搭设作业工人进行方案交底。监理单位可参与交底情况,确保交底简单通俗易懂,不能流于形式。
(2)搭设过程中监理巡视检查。监理人员按照分工,做到每天巡视检查搭设回顶支架,并形成巡视记录。
(3)搭设完毕,必须验收。施工单位项目经理/技术负责人、专职安全员、项目总监、专业监理工程师及其他相关人员参与验收,验收须形成验收记录。
(4)回顶区域搭设完毕,车库顶板使用前混凝土强度必须达到设计强度的100%。使用中,监理人员必须每天巡查回顶支撑稳定情况,检查钢管/盘扣架管是否合格、是否变形;检查扣件是否松动等,若发现有异常情况,应当立即要求施工单位停止使用该区域,立即整改。巡查中可按照《房屋市政工程生产安全重大事故隐患判定标准(2024版)》中第十四条第三款的规定,识别判断顶板上方荷载是否属于超载情形。如存在堆料超高、行车超载、行车超出行车区域等,都必须立即叫停,退出危险区域,及时消除重大事故隐患。
4 总结
地下室顶板坍塌事故,大部分发生在施工期间,或因设计缺陷,或因野蛮施工,或超载等因素,将车库顶板压垮,造成了大量的财产损失或人员伤亡。除了设计原因外,施工中应充分识别现场环境,结合现场实际编制切实可行的专项施工方案,严格执行专项施工方案的审批,依据施工方案采取切实有效的防范措施,是可以利用车库顶板实现安全可靠的材料堆放和行车空间,有效规避坍塌风险的。本项目通过前期对施工现场的勘察,结合实际编制切实可行的车库顶板利用方案,方案中计算参数选取合理,通过严格的审批流程,严格按照方案搭设回顶支撑,使车库顶板得到了合理的利用。这既能为施工单位解决施工材料堆放问题和行车问题,又能方便的进行材料加工,提高了工人的作业效率。
参考文献
[1]《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
[2]《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
[3]《建筑施工承插型盘扣式钢管脚手架安全技术标准》JGJ/T231-2021
[4] 房屋市政工程生产安全重大事故隐患判定标准(2024版)
作者简介:
杨明亮:普迈项目管理集团有限公司工程管理中心在建工程监理业务监管,国家注册监理工程师(房建、水利、交通专业)、注册一级建造师,担任过多项房建及市政项目总监。土木工程本科学历,从事房建工程与市政公用工程现场施工与监理工作21年。研究方向:工程监理;施工质量安全。邮箱65071851@qq.com,电话:13468507563
曹小平:普迈项目管理集团有限公司全过程工程咨询项目负责人,国家注册监理工程师、国家注册一级造价工程师、国家注册安全工程师。研究方向:施工质量安全。
通讯地址:西安市太白南路139号荣禾云图中心4层,邮编:710065, 电话:029-88422632