單側(cè)大模板在地鐵車站中的改進(jìn)應(yīng)用

朱 俊

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

隨著城市軌道交通工程的大力發(fā)展，工程中對(duì)于地鐵車站的施工質(zhì)量、施工工藝、表面觀感度等各方面都提出了更高的要求。因此，大模板施工技術(shù)的使用越來(lái)越得到施工單位的認(rèn)可，其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量更高，安全性更可靠，表面也更加平整光滑，正不斷取代以往模板排架對(duì)撐的形式[1-2]。

大模板施工技術(shù)正越來(lái)越多地被應(yīng)用在地鐵車站側(cè)墻的施工中。本文結(jié)合紹興地鐵1號(hào)線奧體中心站的施工實(shí)踐，對(duì)大模板施工技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)工藝進(jìn)行分析，總結(jié)出了一套較為有效的施工控制方法，對(duì)類似工程的施工有一定的適用性。

1 應(yīng)用工程概況

紹興地鐵1號(hào)線奧體中心站長(zhǎng)211.6 m，寬21.7 m，施工單位選用單側(cè)大模板系統(tǒng)進(jìn)行側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工。

與傳統(tǒng)模板相比，單側(cè)大模板系統(tǒng)（圖1）的優(yōu)點(diǎn)有：模板體系剛度大，安全性更高；成形后墻面縫隙少，外觀光滑、平整，表觀效果好；滿足施工要求，省去二次抹灰工序，減少因螺栓孔引起的滲漏水問(wèn)題；縮短工期，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

圖1 大模板結(jié)構(gòu)示意

本工程中應(yīng)用的大模板具體組成及參數(shù)如下：

1）模板：高度4～5 m，寬度1.8 m或2.0 m。

2）面板：厚度6 mm，鋼材品種為Q235鋼。

3）背楞：2根140 mm×65 mm×8.5 mm的14#槽鋼，鋼材品種為Q235鋼。

4）主肋：1根100 mm×48 mm×5.3 mm的10#槽鋼，鋼材品種為Q235鋼。

5）次肋：寬度100 mm，厚度10 mm，間距400 mm。

2 施工中存在的問(wèn)題

2.1 地腳螺栓

地腳螺栓作為大模板體系的最大受力點(diǎn)，主要采用螺紋鋼焊接螺栓的方式進(jìn)行固定。該連接方式對(duì)焊接質(zhì)量要求很高，既要保證焊接質(zhì)量滿足要求，又要確保螺栓本身不受影響，以免澆筑過(guò)程中焊接部位在受力狀態(tài)下發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在奧體中心站結(jié)構(gòu)初始階段，拆模后混凝土根部蜂窩麻面多，錯(cuò)槎較大。分析問(wèn)題原因?yàn)槔瓧U系統(tǒng)與地腳螺栓之間采用焊接，部分焊接長(zhǎng)度不能夠滿足規(guī)范要求，點(diǎn)焊、咬肉等質(zhì)量問(wèn)題均有出現(xiàn)，混凝土澆筑后，大模板腳部位移大，導(dǎo)致漏漿、錯(cuò)臺(tái)等現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 模底底托

在側(cè)向壓力作用下，若調(diào)節(jié)底托剛度不足，則模板易繞地腳螺栓為鉸點(diǎn)向外傾斜。在混凝土澆筑過(guò)程中，底托受力折彎變形，從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，使整個(gè)大模板體系向外傾斜。在模板安裝過(guò)程中，模板頂一般會(huì)向內(nèi)傾斜10 mm，預(yù)留模板受混凝土側(cè)壓力作用下的變形量，以控制側(cè)墻垂直度。奧體中心站底板兩側(cè)腋角翻邊、中板上離壁溝上翻10 cm，大模板底部懸挑高度均超過(guò)15 cm。底托調(diào)節(jié)完成后，長(zhǎng)度均大于15 cm，由于底托長(zhǎng)細(xì)比大，故模板安裝各構(gòu)件之間存在結(jié)構(gòu)空隙?；炷翝仓?，還是出現(xiàn)不同程度的差異變形，垂直度和平整度控制不如預(yù)期。

2.3 模板尺寸

受地鐵車站鋼支撐體系影響，不同的工況條件會(huì)導(dǎo)致不同高度的襯墻，很多時(shí)候會(huì)因?yàn)槟０甯叨扰c支撐沖突而無(wú)法使用。奧體中心站站臺(tái)層樓層高度6.21 m，站廳層樓層高度5.2 m，施工中考慮樓板翻邊，站臺(tái)層需使用5 m大模板、站廳層使用4 m大模板。單一高度的大模板體系無(wú)法滿足不同層高的使用需求，模板利用率低。

2.4 模板拼縫

大模板的拼縫順直度直接影響到混凝土的表觀質(zhì)量及平整度。奧體中心站側(cè)墻單段施工長(zhǎng)度最大24 m，單面墻需用到12塊模板、11條接縫，相鄰2塊模板之間通過(guò)螺栓連接。由于螺栓與螺栓孔之間的結(jié)構(gòu)間隙以及螺栓的緊固程度差異，拼縫之間易出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致混凝土漏漿及錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。螺栓孔處在模板多次使用后存在不同程度的變形，對(duì)模板拼縫的密封性和模板對(duì)接的平順性影響很大。

3 改進(jìn)措施

3.1 地腳螺栓埋件系統(tǒng)改進(jìn)

在實(shí)際應(yīng)用中，地腳螺栓采用D23地腳螺栓預(yù)埋入已澆筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，利用D23外連桿，一端使用D23連接螺母，另一端使用D23蝶形螺母，將螺栓和桁架上雙拼12#槽鋼背墊連接。通過(guò)螺母緊固使模板下口緊貼已完成結(jié)構(gòu)上沿（圖2）。在奧體中心站結(jié)構(gòu)施工實(shí)際運(yùn)用中，將螺栓間距調(diào)整為300 mm，減小了模板腳部側(cè)向位移，使因模板底部漏漿導(dǎo)致的腳部蜂窩麻面及爛根等現(xiàn)象有所減輕。模板與原混凝土面貼合更好，新老混凝土接合面錯(cuò)臺(tái)減少，混凝土面的整體外觀得到了改善（圖3）。

圖2 改進(jìn)后地腳螺栓埋件系統(tǒng)

圖3 澆筑完成后的側(cè)墻混凝土面

3.2 模底底托改進(jìn)

經(jīng)分析比選，通過(guò)底托下墊12#工字鋼，對(duì)奧體中心站大模板底托長(zhǎng)度進(jìn)行控制，減小模板底托長(zhǎng)細(xì)比，實(shí)際底托長(zhǎng)度控制在5 cm內(nèi)（圖4）。

圖4 改進(jìn)后底托應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)

調(diào)節(jié)之后模板外傾量可以大幅縮小，實(shí)際按照5 mm模板外傾量控制?；炷翝仓?，相鄰模板面之間差異變形量減小，墻面平整度大幅提升。實(shí)測(cè)4 m模板施工后的垂直度偏差均控制在3 mm內(nèi)，較改進(jìn)前提升明顯。原模板變形導(dǎo)致的拼縫間隙漏漿情況也大有改善，混凝土麻面、錯(cuò)縫減少。

3.3 模板尺寸改進(jìn)

為適應(yīng)不同樓層高度的使用需求，項(xiàng)目部在施工過(guò)程中對(duì)大模板體系進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，將原有大模板面高度降低1 m，同時(shí)在大塊模板上部增加2塊小鋼模（2×0.5 m），在實(shí)際施工過(guò)程中可以根據(jù)支撐標(biāo)高，靈活、合理地調(diào)整大模板施工高度。

根據(jù)奧體中心站站廳層、站臺(tái)層層高以及支撐體系凈空的不同，改進(jìn)后模板凈高可在4～5 m內(nèi)調(diào)節(jié)，分別采用4.0、4.5、5.0 m拼裝模板體系施工，滿足現(xiàn)場(chǎng)不同工況條件的施工需求，大幅提升了施工工效及模板利用效率。

改進(jìn)后選取5 m高度模板驗(yàn)算，主要包括側(cè)壓力計(jì)算、主次梁驗(yàn)算。通過(guò)對(duì)大模板體系進(jìn)行受力分析和計(jì)算，各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度都能滿足要求。

3.4 模板拼縫改進(jìn)

奧體中心站使用的模板背楞為雙拼14#槽鋼，沿水平方向布置。為增強(qiáng)相鄰模板間拼接穩(wěn)固程度，對(duì)相鄰模板之間背楞進(jìn)行改造，在雙拼槽鋼上開孔增設(shè)錨栓系統(tǒng)，槽鋼之間插入開孔鋼板，配合錐形鋼楔，對(duì)模板體系進(jìn)行加強(qiáng)。通過(guò)鋼楔的緊固程度，調(diào)節(jié)相鄰模板間順直度。在模板拼接過(guò)程中，對(duì)稱擰緊連接螺栓，并使用扭力扳手，對(duì)螺栓的擰緊扭力進(jìn)行復(fù)核統(tǒng)一（圖5）。加固后側(cè)墻拼縫漏漿減少，混凝土表觀質(zhì)量得到明顯改善。

圖5 模板拼縫加固系統(tǒng)

4 施工質(zhì)量管理控制

施工流程：彈外墻邊線→鋼筋綁扎并驗(yàn)收→合外墻模板→單側(cè)支架吊運(yùn)到位→安裝單側(cè)支架→安裝加強(qiáng)鋼管（單側(cè)支架斜撐部位的附加鋼管，現(xiàn)場(chǎng)自備）→安裝壓梁槽鋼→安裝埋件系統(tǒng)→調(diào)節(jié)支架垂直度→安裝上操作平臺(tái)→再緊固檢查一次埋件系統(tǒng)→驗(yàn)收合格后澆筑混凝土。

施工過(guò)程中的質(zhì)量管理措施如下：

1）模板材料要求有耐久性和高強(qiáng)度，而且加工必須滿足高精度要求，能反復(fù)周轉(zhuǎn)使用，保證混凝土結(jié)構(gòu)件的外形一致。鋼模板變形時(shí)，特別是邊框變形時(shí)，要及時(shí)修整平直。

2）通過(guò)底托螺桿調(diào)節(jié)，用上口順直度和下口的貼緊度確保模板的垂直度與墻面最終的垂直度一致。通過(guò)掛鉛錘驗(yàn)證模板上、下口垂直度偏差，施工中預(yù)留寬5 mm的預(yù)傾量，保證混凝土墻體的垂直度要求。

3）采用雙邊銑邊和自動(dòng)焊接的精制全鋼模板進(jìn)行拼接，避免了漏漿。在模板下口與頂板平整度不平整時(shí)，需要用海綿條和水泥砂漿封堵。

4）埋件材料選用直徑23 mm、長(zhǎng)650 mm的螺紋二級(jí)鋼螺桿。地腳螺栓出地面處與混凝土墻面距離：距混凝土面175 mm，出地面為130 mm，各埋件桿相互之間的距離為300 mm。地腳螺栓在預(yù)埋前應(yīng)對(duì)螺紋采取保護(hù)措施，用塑料布包裹并綁牢，以免施工時(shí)混凝土黏附在絲扣上影響螺母連接。螺栓擰緊后要進(jìn)行復(fù)查，防止因螺栓漏擰緊等問(wèn)題造成模板脹模及跑模。

5）支架模板失穩(wěn)前有變形和聲響等先兆，發(fā)現(xiàn)情況時(shí)要立即停澆混凝土，并迅速采取加固或補(bǔ)撐措施，在混凝土澆筑期間要加強(qiáng)對(duì)支架模板的巡查。

6）澆筑混凝土前應(yīng)在支架模板上設(shè)置監(jiān)測(cè)標(biāo)記，隨時(shí)量測(cè)懸吊在支架體系中的垂體下沉量和偏移量，發(fā)現(xiàn)異?；虺鱿拗禃r(shí)要進(jìn)行分析和加固處理。

7）對(duì)支架、模板等材料要嚴(yán)格把關(guān)，杜絕使用有缺陷的原材料。

8）按照規(guī)范要求嚴(yán)格設(shè)置掃地桿和剪刀撐，以保證支架體系的穩(wěn)定。

9）嚴(yán)格按照支架驗(yàn)算書中的要求進(jìn)行選材并按要求間距進(jìn)行布置。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合紹興地鐵1號(hào)線工程中的大模板應(yīng)用實(shí)踐，收集了大模板改進(jìn)前后的不同參數(shù)，總結(jié)了一套較為有效的施工控制方法。相比傳統(tǒng)的大模板，改進(jìn)后的大模板體系在結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全上均具有更好的表現(xiàn)，可以適用于復(fù)雜工況條件下的地鐵車站施工，可為后續(xù)類似項(xiàng)目的施工提供參考。

[1] 姜濤.大模板施工中常見(jiàn)問(wèn)題分析及施工細(xì)節(jié)探討[J].環(huán)球市場(chǎng)信 息導(dǎo)報(bào),2011(7):67.

[2] 劉春安,候光,馬長(zhǎng)濤.拼裝式全鋼大模板的設(shè)計(jì)及在工程中的應(yīng)用 [J].建筑技術(shù)開發(fā),2005,32(12):93.