蓋挖逆作法車站單側(cè)模板支架施工側(cè)墻質(zhì)量缺陷原因分析及防治

豐宗明

(中鐵十七局集團有限公司,山西 太原 030006)

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蓋挖逆作法車站單側(cè)模板支架施工側(cè)墻質(zhì)量缺陷原因分析及防治

豐宗明

(中鐵十七局集團有限公司,山西 太原 030006)

摘要：近年來隨著施工工藝的不斷創(chuàng)新，單側(cè)模板支架體系在地鐵車站側(cè)墻的施工過程中得到了極大的推廣，其施工側(cè)墻混凝土表觀性好、施工效率高、節(jié)約施工工期。但在蓋挖逆作法車站施工時，由于結(jié)構(gòu)自身受限制，其施工側(cè)墻出現(xiàn)較多的質(zhì)量缺陷。以石家莊市地鐵3號線西三教站為例，對側(cè)墻施工出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷原因進行分析，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行防治，取得了良好的應(yīng)用效果，對類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：蓋挖逆作法；單側(cè)模板支架；側(cè)墻施工；質(zhì)量缺陷；防治

隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，施工工藝及工法的不斷革新，地鐵車站在施工過程中對混凝土結(jié)構(gòu)表觀質(zhì)量的要求越來越高，以往鋼管支架+對撐施工側(cè)墻因受力不均，容易出現(xiàn)鼓包的情況。近年來隨著施工工藝的不斷革新，單側(cè)模板支架體系施工車站側(cè)墻得到越來越廣泛的應(yīng)用，不但節(jié)約了施工成本及施工工期，其施工側(cè)墻的表觀度也得到了認(rèn)可。但在蓋挖逆作法車站施工時，單側(cè)模板支架體系的優(yōu)勢不能得到充分的發(fā)揮，其施工側(cè)墻若不加注意加強質(zhì)量控制，即會出現(xiàn)爛根、蜂窩麻面、上下口錯臺、冷縫等質(zhì)量缺陷[1]。為此，在蓋挖逆作法車站施工側(cè)墻時，如何防治以上的質(zhì)量缺陷是施工人員的工作重點。

1 工程概況

西三教站位于石家莊市中華南大街上，沿中華南大街呈南北向布置。車站主體全長為219.50 m，寬為21.1 m，盾構(gòu)井段寬為25.3 m。站位中心里程處頂板覆土厚度為3.3 m。負(fù)一層凈高4.95 m，負(fù)二層凈高6.19 m。

2 單側(cè)模板支架配置說明

為了提高西三教站側(cè)墻的施工質(zhì)量，本站模板采用定制加工，組合式鋼模板每塊尺寸為1.22 m×2.44 m，模板面采用Q235鋼板組成，其厚度為6 mm，模板四周采用70 mm×70 mm×5 mm角鋼進行包邊補強，面板背部橫、豎向均采用6.3#槽鋼間距30 cm進行加固補強，模板間連接采用?22 mm緊固螺絲進行連接。支架由剛性直角梯形桁架、接高鉸接三角支架、扣件式腳手架和萬向輪組合成為單元模板，按層高不同配裝標(biāo)準(zhǔn)平模和接高模板。每一組模板由3組剛性支架進行支護，根據(jù)模板寬度平均進行支架配置，支架間距為0.8 m。

西三教站負(fù)一層凈高為4.95 m，計算模板組合，考慮模板上下與墻面搭接不少于0.1 m，頂板施工時側(cè)墻下翻1.2 m，中板施工時側(cè)墻上翻0.3 m，因此，負(fù)一層實際施工側(cè)墻凈高為3.45 m。施工時拼裝3塊模板，其高度為1.22 m×3=3.66 m，支架選用3.8 m高標(biāo)準(zhǔn)支架(見圖1)。

圖1 負(fù)一層側(cè)墻單側(cè)模板安裝示意圖(單位：mm)

負(fù)二層凈高為6.19 m，底板腋角高0.3 m、考慮上翻0.2 m，中板施工時同時施工軌頂風(fēng)道，為了支立單側(cè)模板支架便利，中板施工時側(cè)墻下翻1.6 m，因此，負(fù)二層實際施工側(cè)墻凈高為(6.19-0.3-0.2-1.6)m=4.09 m。因此，增加0.8 m高模板一塊，施工時拼裝4塊模板，其高度為1.22 m×3+0.8 m=4.46 m。支架高度選擇4.6 m(見圖2)。

圖2 負(fù)二層側(cè)墻單側(cè)模板安裝示意圖(單位：mm)

3質(zhì)量缺陷原因分析及防治

3.1 墻體錯臺

3.1.1 側(cè)墻下口錯臺

側(cè)墻混凝土施工完成后，拆除模板，發(fā)現(xiàn)側(cè)墻下口有錯臺及鼓包的情況。究其原因，發(fā)現(xiàn)墻體根部預(yù)埋的地腳螺栓存在較大的質(zhì)量缺陷。主要表現(xiàn)為：①地腳螺栓間距過大；②相鄰地腳螺栓埋設(shè)角度存在較大的偏差；③地腳螺栓伸出板面高度偏差較大，局部伸出長度較長；④模板加固時，工人偷工導(dǎo)致零星地腳螺栓未進行螺栓連接加固等(見圖3)。

圖3 未進行加固的單側(cè)支架體系

防治措施：地腳螺栓作為單側(cè)支架體系施工側(cè)墻時的主要承重構(gòu)件，對地腳螺栓的材質(zhì)，埋設(shè)的位置、角度、伸出長度有嚴(yán)格的要求。通過更換地腳螺栓材質(zhì)，控制埋設(shè)的位置、角度以及伸出長度可有效的將側(cè)墻下口錯臺降至最低。

具體控制方法為：地腳螺栓采用?25 mm的HRB400E鋼筋，埋設(shè)至板內(nèi)部位增設(shè)彎鉤，出墻部位采用車絲，由連接螺母、連桿引出，采用外螺母固定在壓梁上，水平向連接成一個整體以抵擋澆筑混凝土?xí)r的側(cè)壓力；埋設(shè)時，采用拉線的方式嚴(yán)格控制埋設(shè)角度為45°，以達(dá)到最佳抗力狀態(tài)；伸出點距離墻面控制在25 cm±1 cm，伸出板面長度控制在12～15 cm為宜。

3.1.2 側(cè)墻上口錯臺

原因分析：蓋挖逆作法施工側(cè)墻時，由于上下均已施工完一小部分墻體，在安裝側(cè)墻單側(cè)模板支架時，側(cè)墻底部頂部需嚴(yán)密貼死，側(cè)墻頂部無法內(nèi)傾，致使產(chǎn)生小部分的變形量，因此，極易產(chǎn)生上口錯臺。同時，在上下小部分側(cè)墻施工時，要嚴(yán)格控制其線形，若頂部小部分側(cè)墻的外放量小于下部，單側(cè)模板支架在安裝加固完成后，模板與側(cè)墻混凝土澆筑時所產(chǎn)生的側(cè)壓力將形成一個銳角，導(dǎo)致在混凝土澆筑時更易產(chǎn)生錯臺(見圖4)。

圖4 未進行加固的側(cè)墻上口錯臺

探究側(cè)墻頂部產(chǎn)生錯臺的原因，判定其主要為單側(cè)支架體系整體剛度不夠，無法抵抗側(cè)墻混凝土澆筑時頂部的側(cè)向壓力。因此，需增設(shè)補強措施，具體施工措施為：

(1)針對上口錯臺，在側(cè)墻頂部增設(shè)對拉絲桿進行加固。將?14 mm對拉絲桿焊接于鋼筋綁扎完成的側(cè)墻鋼筋骨架上部，間距為50 cm，將模板穿孔引出至單側(cè)支架豎向型鋼上部，采用雙拼鋼管、山型卡及固定螺母進行固定，增強其整體抗傾覆能力。做法見圖5。

圖5 支架頂部增設(shè)對拉措施防止錯臺

(2)為了增加支架穩(wěn)定性，支架尾部下墊28A工字鋼，采用可調(diào)絲杠調(diào)整支架高度，使其與工字鋼緊密連接，同時增設(shè)沙袋配重以增強支架的整體穩(wěn)定性，避免架體傾斜。

(3)借助已經(jīng)施工完成的底板、軌道風(fēng)道或中板下翻梁，搭設(shè)鋼管支架，將鋼管支架與單側(cè)支架連為一個整體，共同抵消側(cè)墻混凝土澆筑時所產(chǎn)生的側(cè)壓力。

鋼管支架立桿每榀支架支立兩道，其中一道距墻1.5 m，一道距墻3 m，橫桿數(shù)量同支架榀數(shù)，由可調(diào)頂托固定支撐至模板后槽鋼上，與兩組立桿固定連接，水平桿將立桿連接成一整體。同時，為了防治上口錯臺，在上部增設(shè)鋼管撐與所搭設(shè)的鋼管支架連接一起，前部由可調(diào)頂托固定支撐至對拉絲桿后的雙鋼管上，后部采用可調(diào)頂托支撐在軌頂風(fēng)道的下垂墻或中板下翻梁上。經(jīng)現(xiàn)場施工檢驗，采用此類施工方法，側(cè)墻的錯臺得到了有效的控制，負(fù)二層側(cè)墻上口錯臺幾近消失?，F(xiàn)場施工做法見圖6。

圖6 現(xiàn)場施工單側(cè)支架加強措施

3.2 墻體外觀質(zhì)量欠佳

側(cè)墻施工拆除模板后，外觀質(zhì)量缺陷主要表現(xiàn)為：①施工貫通冷縫，②大面麻面，③局部孔洞，④蜂窩，⑤表面微裂縫等。

3.2.1施工貫通冷縫

原因分析：在施工過程中由于某種原因使前澆筑混凝土在已經(jīng)初凝后，后澆筑混凝土繼續(xù)澆筑，使前后混凝土結(jié)合處出現(xiàn)一個軟弱的界面，這就是冷縫。

本站側(cè)墻施工時，有少部分結(jié)構(gòu)段側(cè)墻出現(xiàn)斜向貫通冷縫。側(cè)墻施工采用地泵連接軟管將混凝土壓入側(cè)墻中，視覺上無法直接判斷混凝土的澆筑高度。本站側(cè)墻分段澆筑，最長一段長度為31.18 m。在施工過程中，設(shè)置的側(cè)墻澆筑孔數(shù)量不足；同時，工人偷懶造成未及時更換澆注孔；或者更換澆筑孔的間隔時間過長，導(dǎo)致下層混凝土初凝，均會導(dǎo)致施工冷縫的產(chǎn)生。

防治措施：施工過程中，加強施工管理，要求工人要及時對壓入點進行更換，確保混凝土的連續(xù)性；同時，增加側(cè)墻澆注孔，每間隔一副模板設(shè)置一道澆筑孔，澆筑混凝土?xí)r，采用由兩邊向中間、后由中間轉(zhuǎn)入兩邊的澆筑順序。同時，提高更換澆筑孔的間隔時間，加強振搗，以避免產(chǎn)生施工冷縫，達(dá)到了一定的施工效果。

3.2.2 大面麻面、局部孔洞、蜂窩等

原因分析：混凝土結(jié)構(gòu)施工時，所產(chǎn)生的麻面、局部孔洞及蜂窩主要是由于混凝土振搗不到位所致，同時受混凝土澆筑時自由下落高度過大影響導(dǎo)致離析。

本站側(cè)墻施工時，如何解決振搗困難是重中之重。側(cè)墻模板加固完成以后是一個密閉的結(jié)構(gòu)，振搗棒插入困難；同時，在混凝土振搗過程中未設(shè)置排氣孔。防治措施：

(1)側(cè)墻澆筑高度過高，導(dǎo)致混凝土自由下落高度過大，容易產(chǎn)生離析。為此，在墻高2 m處增設(shè)一排澆注孔及排氣孔，用于澆筑墻體下部側(cè)墻，同時兼作振搗孔。澆筑至此標(biāo)高時，澆注孔采用單向止逆閥進行封閉，排氣孔采用鋼板焊接封死，再完成上部混凝土澆筑。

(2)上部混凝土澆筑時，在澆注孔兩側(cè)設(shè)置2個排氣孔，兼作振搗孔，如圖7所示。同時，每組模板上部增設(shè)2個附著式振搗器，澆筑混凝土?xí)r，采用插入式振搗棒配合附著式振搗器完成墻體混凝土的振搗，取得了良好的效果(見圖8)。

圖7 增設(shè)排氣孔及振搗孔(單位：mm)

圖8 增設(shè)附著式振搗器

3.2.3 表面微裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫主要包括溫度裂縫、干縮裂縫和外力引起的裂縫。本站側(cè)墻裂縫主要是溫度裂縫，是由于模板拆除時間過早、墻體保水率較差、模板拆除后后續(xù)養(yǎng)護不到位所致。

防治措施：針對墻體表面產(chǎn)生的溫度裂縫，嚴(yán)格控制了模板的拆除時間及后續(xù)的養(yǎng)護方法。具體做法為：混凝土澆筑完成24 h后方可開始拆除模板，模板拆除一塊立即采用土工布自墻頂機械固定至墻底，確保固定的牢固性，對土工布進行充分的灑水濕潤。整幅墻體拆除模板后，整面墻要求全部覆蓋完成并充分灑水。并安排專人定期灑水，保證土工布的濕潤，養(yǎng)護14 d后，方可拆除土工布。

4結(jié)束語

本文通過西三教站蓋挖逆作法施工中單側(cè)模板支架施工側(cè)墻的實例，針對側(cè)墻施工過程中的特殊性以及關(guān)鍵性進行總結(jié)，運用一系列的管理辦法及技術(shù)保證措施，后續(xù)施工側(cè)墻的質(zhì)量缺陷得到了一定的控制，總結(jié)了較好的施工經(jīng)驗：

(1)單側(cè)支架體系完全有條件應(yīng)用于蓋挖逆作法施工側(cè)墻，只需對其進行適當(dāng)?shù)母牧技纯伞?/p>

(2)施工過程管控是實體結(jié)構(gòu)施工過程中的重中之重，對施工班組的嚴(yán)格管理是保證側(cè)墻施工質(zhì)量的前提。

(3)單側(cè)支架體系輔助鋼管支架施工側(cè)墻，地腳螺栓按照設(shè)計方案應(yīng)用，可以更好的控制側(cè)墻上下口的錯臺。

(4)通過增加排氣孔、振搗孔以及增加附著式振搗器加強混凝土澆筑過程中的振搗，可以使墻體的表觀性達(dá)到美觀的要求，減少氣泡及蜂窩麻面等。

(5)嚴(yán)格控制拆模時間，拆模后采用合理的養(yǎng)護方式，可以抑制墻體表面的微裂縫。

參考文獻

[1]倪冰玉.大跨度地鐵車站蓋挖逆作法施工探討[J].地下空間與工程學(xué)報,2008(8):706-710

An Analysis of the Causes for Quality Defects of the Side Wall Built with Single-Sided Form-Scaffolding by the Sequence-Inverted Covering-Digging Approach and the Treatment of Them

Feng Zongming

(17th Bureau Group Co. Ltd. of China Railway,Taiyuan 030006,China)

Abstract:With construction processes endlessly created and improved in recent years,the scaffolding system for single-sided forms finds extremely wide applications in the construction of the side walls of subway stations. Concrete of the side walls thus built is found to be fine in appearance,with the construction efficiency being high and the construction duration shortened.However,when the sequence-inverted covering-digging approach is applied to the construction of subway stations,quite a few defects occur in the side walls because the structures themselves are confined.With the Xisanjiao Station of Line 3 of the Shijiazhuang Subway as a practical example,the causes for the defects in the construction of the side walls are analyzed in the paper,upon the basis of which appropriate methods are adopted for the prevention and treatment of them,which achieve very good effects.The project may provide valuable experience for other similar projects.

Key words:sequence-inverted covering-digging approach;scaffolding for single-sided forms;construction of the side wall;defects in quality;prevention and treatment

中圖分類號：U231.3

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-3953(2016)02-0046-04

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.02.013

作者簡介：豐宗明(1981—)，男，工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)管理工作

收稿日期：2015-12-09