地鐵車站墻體單側(cè)鋼模施工技術(shù)

王航飛

摘要：地鐵車站主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻施工單層結(jié)構(gòu)高，混凝土澆筑量大，存在施工縫處錯(cuò)縫、混凝土表面蜂窩麻面、露筋、裂縫、色澤不易、表面波浪不平整等常見混凝土質(zhì)量通病，對(duì)混凝土外觀質(zhì)量造成較大影響。遼寧大學(xué)站應(yīng)用墻體單側(cè)定型鋼模支撐體系，消除車站混凝土質(zhì)量通病，形成了較為成熟的施工實(shí)踐，對(duì)提高明挖地鐵車站主體結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量和加快施工進(jìn)度具有較好的作用，可為今后類似的工程施工提供借鑒指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：沈陽(yáng)地鐵；鋼制模板；結(jié)構(gòu)施工；明挖車站

1工程概況

遼寧大學(xué)站為地下雙層單柱二跨島式站臺(tái)車站，車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用機(jī)械成孔灌注樁和鋼支撐支護(hù)，采用從兩端盾構(gòu)井同時(shí)開挖的明挖順做法施工。

2側(cè)墻模板施工技術(shù)

2.1模板體系設(shè)計(jì)

經(jīng)荷載計(jì)算，側(cè)墻模板采用6mm厚鋼板，每倉(cāng)側(cè)（端）墻，墻的最大高度為7650mm，次楞采用63mm槽鋼，中板（頂板）分開澆筑，最大澆筑高度為5900mm，規(guī)格為320mm/節(jié)；貼邊處采用63mm角鋼，距槽鋼240mm，主楞采用10槽鋼雙拼，間距750mm。

2.2支架體系設(shè)計(jì)

為保證支撐體系的整體l生，側(cè)墻單側(cè)支架由埋件系統(tǒng)和架體兩部分組成，為防止模板體系向內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大變形，在架體外側(cè)架子管設(shè)置拉桿，采用單側(cè)三角支架支撐體系，架體系統(tǒng)包括：架體標(biāo)準(zhǔn)塊、外連桿、蝶形螺母、橫梁等；埋件體系包括：連接螺母、地腳螺栓；采用架子管與架體上的連接管進(jìn)行連接，站廳層縱向間距2000mm，架體高度站臺(tái)層為4900和5900mm。水平方向?yàn)?700mm，與距支撐體系600mm處設(shè)置的25預(yù)埋鋼筋連接。

2.3側(cè)墻模板安裝

2.3.1模板安裝流程

首先對(duì)鋼筋綁扎進(jìn)行驗(yàn)收，然后檢查單側(cè)支架吊裝、彈外墻邊線、合外墻模板的安裝到位情況，安裝單側(cè)支架、加強(qiáng)鋼管的時(shí)候，注意要在單側(cè)支架斜撐部位進(jìn)行附加鋼管的現(xiàn)場(chǎng)白備，安裝壓梁槽鋼以及埋件系統(tǒng)的時(shí)候，要注意調(diào)節(jié)支架垂直度，安裝上操作平臺(tái)的時(shí)候注意緊固檢查埋件系統(tǒng)，對(duì)上述步驟進(jìn)行驗(yàn)收，合格后砼澆筑。

2.3.2模板安裝

由門式起重機(jī)將大塊墻模吊至工作范圍內(nèi)，模板下口與預(yù)先彈好的墻邊線對(duì)齊，導(dǎo)墻與模板連接的合墻體模接縫處水平方向安裝密封條，采用汽車起重機(jī)按位置吊裝就位，然后安裝支架。側(cè)墻相鄰兩塊模板采用直接拼縫連接，確保接縫緊密。

2.3.3支架體系安裝

模板吊裝到位后，將材料堆放場(chǎng)地裝拼好，模板背楞與單側(cè)支架部分用鉤頭螺栓連成一個(gè)整體。預(yù)先進(jìn)行吊裝單側(cè)支架，將單側(cè)支架穿插到埋件系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行壓梁槽鋼的操作。因?yàn)閱蝹?cè)支架受力后，模板將略向后傾，因此單側(cè)支架在吊裝時(shí)，由堆放場(chǎng)地吊至現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)輕放輕起，確保砼澆筑時(shí)，模板下口不會(huì)漏漿。支架安裝完畢后，檢查模板拼縫及下口是否嚴(yán)密，還有支撐和各種扣件是否緊固，然后用汽車起重機(jī)運(yùn)輸至門式起重機(jī)作業(yè)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)單側(cè)支架后支座，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和加高節(jié)組裝的單側(cè)支架采用龍門吊運(yùn)輸至作業(yè)面。每安裝五至六榀單側(cè)支架后，安裝埋件系統(tǒng)。直至模板面板上口向墻內(nèi)傾約5mm，最后再緊固并檢查一次埋件受力系統(tǒng)，檢查模板安裝是否垂直，安裝完畢后，將墻內(nèi)雜物進(jìn)行清掃。

2.3.4其它技術(shù)要求

①板間拼縫表面要求平整，模板表面不得翹曲且要刷脫模劑。②等支架吊裝到位后，檢查模板是否吊裝就位，預(yù)先用鋼管斜撐在將澆筑的墻體上，仔細(xì)核對(duì)每一塊模板的布置位置，注意調(diào)垂直度。③兩端靠近轉(zhuǎn)角處各設(shè)一個(gè)端墻模板，位于墻的底部，澆筑混凝土前封堵嚴(yán)密，然后設(shè)置清掃口，尺寸為100mm×100mm。④多榀支架堆放在一起時(shí)，應(yīng)在平整場(chǎng)地上相互疊放整齊，以免支架變形。⑤底角必須牢固，位于單側(cè)模板支撐體系下，保持穩(wěn)定。

3模板設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1側(cè)壓力計(jì)算。墻體均采用一次性澆筑，混凝土作用于模板的側(cè)壓力，根據(jù)混凝土側(cè)壓力公式計(jì)算。澆筑高度隨混凝土的澆筑高度而增加，側(cè)壓力達(dá)到某一臨界時(shí)，如果已經(jīng)達(dá)到最大值，即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力，不需要再增加壓力，此時(shí)的側(cè)壓力以及澆筑高度成為混凝土的有效壓頭。

3.2荷載分析

系數(shù)取值為K恒=1.2，澆水砼側(cè)壓力計(jì)算值：

Q側(cè)計(jì)=K恒Q砼翻+K恒（Q水平+Q振=1.2×60+1.4（6+4）=86KN/M2

計(jì)算單元選?。罕慌_(tái)車布置最大間距取1050mm，臺(tái)車背楞位模板線何在：Q線=1050×0.086=90.3N/mm。層高選擇按本工程單層最大高度6m分析。

桿件內(nèi)力利用節(jié)點(diǎn)法進(jìn)行受力分析，求得各桿件內(nèi)力。在斜支撐桿兩端布置T40×6mm長(zhǎng)400mm螺桿，規(guī)定最大伸長(zhǎng)量250mm，材料Q246，f=205N/m㎡，An=906，經(jīng)過(guò)對(duì)斜支撐桿的強(qiáng)度安全計(jì)算，得到的結(jié)論是安全可靠。

3.3支架受力計(jì)算，支架側(cè)面的合力通過(guò)計(jì)算得到數(shù)值，單側(cè)支架間距按800mm布置：

F合=F1+F2=298.4KN（Fl=78.2kN；F2=220.24kN）

（3—7）

根據(jù)力的矢量圖得F合和R的合力為：F總=KN

（3—8）

錨栓間距為300mm，與地面角度為：a=45°，則每個(gè)支架由800/00=2.67個(gè)錨承受拉力。

其中單個(gè)埋件最大拉力為：F總=372.2/2.67=139.4KN

（3-9）

符合要求。

3.4對(duì)埋件強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，預(yù)埋件中埋件有效截面積的計(jì)算，要對(duì)下述數(shù)值進(jìn)行分析：螺紋鋼為Il級(jí)，直徑d=25mm，最小值設(shè)置A，計(jì)算公式為：

A=3.14×12.52=491mm2（3-10）

對(duì)軸心受拉應(yīng)力強(qiáng)度的計(jì)算公式為：盯=F/A=139.4×103/491=283.9MPa

符合要求。

3.5埋件錨固強(qiáng)度驗(yàn)算，混凝土的螺栓表面在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的錨固作用下對(duì)于彎鉤螺栓可不考慮，而只考慮埋入混凝土的粘結(jié)力，其錨固強(qiáng)度與螺栓端部的彎鉤有關(guān)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，數(shù)值為：

錨固強(qiáng)度：F錨=b=3.14×25×550×3.5=151.1kN>F=139.4KN

符合要求。

式中：N為作用于地腳螺栓上的軸向拔出力，H為地腳螺栓在砼基礎(chǔ)內(nèi)的錨固深度（mm），F(xiàn)為錨一錨固力，D為地腳螺栓直徑（mm）， b為砼與地腳螺栓表面的粘結(jié)強(qiáng)度（N/mm2）。

4結(jié)論

鋼制模板支撐體系采用外加工的方式，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行加工，不占用施工場(chǎng)地，對(duì)整體工期無(wú)影響；施工時(shí)模板側(cè)向不受力，提高了支撐體系的穩(wěn)定性，保證了混凝土的外觀質(zhì)量，表面平整、光滑、無(wú)錯(cuò)臺(tái)；采用同一倉(cāng)兩側(cè)同時(shí)澆筑和跳倉(cāng)施工的方法，節(jié)省側(cè)墻施工時(shí)間，有效的保證了遼寧大學(xué)站主體結(jié)構(gòu)在4個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完工。單側(cè)墻體鋼制模板體系一次性投入較大，但后期可以周轉(zhuǎn)至其他類似地鐵工程使用，提高模板的利用率，為今后類似結(jié)構(gòu)施工提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)。