地鐵土建施工中的明挖車站單側(cè)高支模體系技術(shù)措施

繆 濤

上海申鐵投資有限公司 上海 200003

1 工程概況

無錫地鐵2 號線河埒口站有效站臺中心里程：右CK4+632.270，且依據(jù)項目的實際在建情況，車站在設(shè)計之初便將里程的起始點以不同標(biāo)段值分別進(jìn)行了標(biāo)記。車站主體長度為501.60m，車站內(nèi)凈長為500.00m。主體主要采用鋼筋混凝土兩層三跨框架結(jié)構(gòu)，換乘點采用三層三跨框架結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)800mm 的立柱樁一排，換乘點設(shè)800mm 的立柱樁三排。車站結(jié)構(gòu)由不同厚度的底板、中板以及頂板組建而成，遇平行段的基坑作業(yè)，開挖深度需以16.85m 作為平均參考值。

2 單側(cè)三角背托模板支撐體系

2.1 模板系統(tǒng)的組成

此次搭建的模板支撐體系涵蓋混凝土面板及橫/ 豎肋等不同構(gòu)件。

2.2 三角支撐系統(tǒng)的組成

以埋件系統(tǒng)和架體為核心，共同構(gòu)成完整的單側(cè)三角支架系統(tǒng)。

2.3 三角支撐系統(tǒng)的設(shè)計

本次模板的支撐體系搭建在站臺及站廳2 個部位的單側(cè)，且混凝土澆筑總高度在4～5m 之間，為了保證模板的穩(wěn)定性，設(shè)架體支撐裝置。面板選用的是厚度為18mm的多層板，用木工字梁作為豎肋，用10# 槽鋼作為橫肋。在整個混凝土三角支撐體系架設(shè)作業(yè)中，為了提升各模板層與固定構(gòu)件之間的連接性和穩(wěn)固性，遇單塊模板結(jié)構(gòu)的形式，工作人員特挑選了一定數(shù)量的自攻螺絲，以此實現(xiàn)兩者之間的相互連接。同時，借助單項構(gòu)件連接爪將橫豎不同方向的肋架直接固定。針對左右、上下各相鄰的模板，按照搭建順序安插了專業(yè)的芯帶插銷，并配以40mm 的鋼管加以支撐，從而達(dá)到最佳的穩(wěn)固效果。

2.4 三角支撐系統(tǒng)的施工

于后臺組拼模板系統(tǒng)，待其成型且確認(rèn)無誤后，吊裝至工作面，準(zhǔn)確安裝到位。相鄰板塊用芯帶連接，按照750mm 的間距有序設(shè)置三角背托支撐，前端用地腳螺栓加以固定，保證該部分的穩(wěn)定性，后部則設(shè)置可調(diào)絲桿，以便根據(jù)實際需求對垂直度做合理的調(diào)整。

3 單側(cè)三角背托模板支撐體系驗算

3.1 側(cè)壓力的計算

側(cè)壓力作為混凝土澆筑作業(yè)中發(fā)生的一個力學(xué)現(xiàn)象，其大小數(shù)值也會直接關(guān)系到整個三角支撐體系是否處于牢靠狀態(tài)，基于此，技術(shù)人員可套用以下公式對其展開詳細(xì)的計算工作：

式中：γc——澆筑時所用混凝土的重力密度（m3）；

t0——混凝土澆筑完的初次凝結(jié)具體時間（h）；

β1——在添加外加劑后混凝土澆筑后的實際凝固系數(shù)；

β2——坍落度影響系數(shù)，取1.15；

V——灌注速度，按2m/ h 考慮；

H——側(cè)壓力作用部位至現(xiàn)澆面的高度，取5.2m。

在確定各項參數(shù)的具體取值后，代入公式計算，式（1）和式（2）的結(jié)果分別為56.18kN/ m2、130kN/ m2。

根據(jù)前述提及的側(cè)壓力取值方法，選取其中的較小值，即56.18kN/ m2，將其作為模板側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值。荷載分項系數(shù)為1.2、1.4，傾倒混凝土的水平荷載取2kN/ m2，據(jù)此展開計算，確定作用在模板的總荷載設(shè)計值，即q=（56.18×1.2+2×1.4）=70.22kN/ m2。根據(jù)支架的布置情況，對其受力特點展開分析，其中單側(cè)支架主要受混凝土側(cè)壓力，因此著重考慮此方面，即最大澆筑高度5.2m，側(cè)壓力F 為0.22kN/ m2。

3.2 支架與埋件受力計算

3.2.1 支架受力情況

考慮o 點，將其力矩視為0，則可以確定的是：F1=0.5×0.75×70.22×2.247=59.17kN；F2=0.75×70.22×2.953=155.52kN。

根據(jù)前述計算結(jié)果，進(jìn)一步得知：2.777×R=F1×（2.74+2.81/ 3）+F2×（2.74/ 2），R=169.16kN。

3.2.2 支架側(cè)面的合力

在確定F1、F2的值后，取兩者的總和得到F合，即218.29kN。在此基礎(chǔ)上結(jié)合力的矢量圖做綜合分析，可以確定F合和R 的合力。

（F總）=（F合）2+（R）2=218.29×218.29+169.16×169.16。如圖3 所示，在夾角處于38°狀態(tài)下，所得出的F總數(shù)值在276kN 上下，預(yù)埋錨筋的布設(shè)間距按300mm考慮，此時受力埋件的受力為750/ 300=2.5，此時以各個不同預(yù)埋件的拉力值為基礎(chǔ)，最終得出F 的數(shù)值在110kN 上下，滿足初始設(shè)計方案中的實際要求。

3.2.3 埋件強度驗算

預(yù)埋件材料方面，采用的是Ⅱ級鋼，d=25mm，根據(jù)此類基礎(chǔ)參數(shù)，可以確定最小截面積A=3.14 ×12.52=491mm2。由此根據(jù)“σ=F/ A”的公式確定軸心受拉應(yīng)力強度σ=225MPa＜f=310MPa，符合要求。

3.2.4 埋件錨固強度驗算

強度計算作為體現(xiàn)預(yù)埋件錨固作用的一項物理力學(xué)性工作，在實際的計算中，要結(jié)合彼時被埋螺栓和混凝土之間的相互黏合力度，并在此基礎(chǔ)上開展相關(guān)數(shù)值的計算工作錨固強度：F錨=πdhτb=3.14×25×570×3.5=156.6kN＞F=110.46kN。

由計算結(jié)果可知符合要求。

4 施工技術(shù)要點

4.1 模板的施工技術(shù)要點

（1）通過多重措施的落實，提高拼縫處節(jié)點的剛度，以免該部分出現(xiàn)裂縫寬度超限、拼縫錯臺問題，提供保障。

（2）水平施工縫是接縫處理中的重點內(nèi)容，若該部分處理不到位，易錯臺、漏漿，因此必須在施工階段加強控制。在吊模部分墻體施工環(huán)節(jié)，則要由專員準(zhǔn)確地將吊模支設(shè)到位，保證位置準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，再組織混凝土澆筑作業(yè)，在此方式下，使吊?；炷辽峡诔薯樦钡臓顟B(tài)。并且，支模前先檢查模板，判斷該處是否有雜物，若有則清理干凈；在下部墻體上口邊沿部位粘貼雙面膠條，采取此措施的目的在于避免漏漿。

（3）為提高模板系統(tǒng)的穩(wěn)定性，配套合適規(guī)格的模板扣件，用于連接水平橫肋與單側(cè)三角支架。

（4）面板材料選用的是厚度為18mm 的木膠板，為盡可能提高資源的利用價值，此類面板多次周轉(zhuǎn)使用。因此，在組拼環(huán)節(jié)需留約1mm 的縫隙，該部分用膩子膠填充，使其具有密實性與平整性，此時可有效避免板邊緣吸水膨脹現(xiàn)象。

（5）模板的組拼及吊裝。經(jīng)過加工的每一塊模板都需要進(jìn)行預(yù)拼，預(yù)拼合格后方可對其進(jìn)行拋光和刷漆。處理完成后，對這些模板進(jìn)行編號，隨后存放到安全位置。存放處應(yīng)采取保護(hù)措施，避免對面板和龍骨翹曲造成損壞。支立前，需全面檢查模板，一旦發(fā)現(xiàn)損壞，應(yīng)立即對其進(jìn)行修補。吊裝過程中，將模板間縫隙接口處的螺栓拴緊，同時保證接縫處的平整性。

（6）模板加固。側(cè)墻模板的加固通常采用三角桁架。為放置桁架后座，施工人員應(yīng)在安裝前預(yù)置一部分混凝土墩。為了保證操作過程的規(guī)范性，還需安排專人對整個操作過程進(jìn)行檢查和指揮。

4.2 支架系統(tǒng)的施工技術(shù)要點

4.2.1 埋件部分

（1）埋件螺桿施工中，外露部分控制在70～90mm，按300mm 的間距有序?qū)⒏髀窦輻U設(shè)置到位。需注意的是，分段的起點、終點兩處必須有埋件。

（2）埋件姿態(tài)控制方面，要求其與地面呈45°夾角關(guān)系，同時各埋件需共處相同的直線上。

（3）正式預(yù)埋前，以包裹塑料布的方法對地腳螺栓做有效的防護(hù)處理，以免因混凝土黏附在絲扣上而導(dǎo)致后續(xù)螺母連接作業(yè)無法順利進(jìn)行。

（4）地腳螺栓不可直接焊接在主筋上，為此在合適部位設(shè)附加鋼筋，以便經(jīng)過焊接后使地腳螺栓固定在附加鋼筋上，保證其有足夠的穩(wěn)定性。

（5）地錨的組成部分既包括地腳螺栓和螺母，也包括墊片。施工人員應(yīng)將地腳螺栓提前埋設(shè)好，隨后進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。地腳螺栓分別埋設(shè)于地下一層和地下二層，前者與墻外間距為194mm，螺栓與螺栓之間相隔300mm。后者的埋設(shè)位置與腋角有關(guān)，大體位于底板導(dǎo)墻內(nèi)，具體位置還需根據(jù)實際情況進(jìn)行確定。為使埋件得到充分的利用，預(yù)埋埋件時，不僅要注意控制埋設(shè)角度為45°，而且要保證埋設(shè)時拉通線。施工過程中，為了避免絲扣受混凝土污染而影響下一道工序，預(yù)埋地腳螺栓前，應(yīng)將其用塑料布包裹綁牢。

4.2.2 支架部分的施工技術(shù)要點

（1）支架吊裝時做到輕放輕起，對堆放場地做整平處理，并疊放整齊，以免變形。

（2）為提高吊裝的便捷性并保證吊裝質(zhì)量，提前拼裝成型，借助塔吊將其吊裝至現(xiàn)場的指定位置，以便安裝。

（3）遇墻體呈90°方向作業(yè)時，要借助專業(yè)的壓梁槽鋼，以穿插的形式固定在6 層上下的模板下方位置。待各支架均安裝完成后，方可安裝埋件系統(tǒng)，此項工作的操作要點較多，可用鉤頭螺栓連接模板背楞和單側(cè)支架，使其構(gòu)成穩(wěn)定的整體，并對單側(cè)支架后座做合理的調(diào)整。

（4）此次搭建的混凝土三角架支撐體系具備一定的穩(wěn)固性，尤其針對每層支撐結(jié)構(gòu)下面的尾端部位，要借助穿插鋼管的形式加強整個結(jié)構(gòu)底板的平衡性，由此保證支架的穩(wěn)定性。

4.3 模板及支架拆除的施工技術(shù)要點

（1）在側(cè)墻部位的混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束1d 后，技術(shù)人員依照先支→后埋的步驟對各構(gòu)件展開拆除工作。

（2）經(jīng)過松動處理后，拆除埋件，并確定各自的類別，分類堆放到位，后續(xù)可以根據(jù)實際需求繼續(xù)使用[1-2]。

（3）將單側(cè)支架吊至指定存放位置，模板貼靠在墻面上，配套鋼管撐，使該部分模板具有穩(wěn)定性。

（4）混凝土澆筑完48h 后，方可組織拆模作業(yè)。

（5）拆模結(jié)束后，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，以加強溫度和濕度的控制為重要途徑，具體可以采取覆蓋養(yǎng)護(hù)的方法，條件允許時也可以安裝鉆孔灑水管，以此來滿足養(yǎng)護(hù)要求，使混凝土有效成型。

5 結(jié)語

綜上所述，本工程單個流水段的側(cè)墻模板支撐系統(tǒng)的施工效率較高，由6 人在3d 內(nèi)即可完成，而后續(xù)的拆?？稍?d 內(nèi)落實到位。相比于傳統(tǒng)的滿堂支架對撐體系側(cè)墻混凝土而言，該工程采用的方法還可降低施工難度。