軌道交通雙孔箱型框架結(jié)構(gòu)模板施工技術(shù)

溫 偉/WEN Wei

(中鐵城建集團(tuán)第一工程有限公司，山西 太原 030000)

城市軌道交通停車場、車輛段出入線段常使用明挖法進(jìn)行施工，隧道主體結(jié)構(gòu)模板屬于高大模板體系，模板的選擇至關(guān)重要。傳統(tǒng)施工所采用的鋼質(zhì)大模板或者木質(zhì)大模板，均不能較好地滿足實際施工需求。經(jīng)綜合分析總結(jié)，底板采用定型鋼模，側(cè)墻及頂板采用鋼桁架+木模板體系，經(jīng)實踐證明優(yōu)點突出，施工高效，綜合效益顯著，取得較好的應(yīng)用效果。

1 工程概況

某市軌道交通停車場出入段線明挖區(qū)間工程，小里程端設(shè)置盾構(gòu)吊出井1 座，大里程端接停車場咽喉區(qū)，建筑面積約8.2 萬m2，區(qū)間設(shè)計里程為：CDK1+208.677-CDK1+838.217，全長630.56m。盾構(gòu)井區(qū)段采用圍護(hù)樁及鋼支撐支護(hù)開挖，管井降水，其他區(qū)段采用噴錨支護(hù)放坡開挖，多為泥巖砂巖地質(zhì)，明溝排水，基坑開挖最大深度22.8m，寬度為15～19.5m。頂板覆土厚度約為1.2～11.4m，底板埋深約10.4～22.8m。區(qū)間主體結(jié)構(gòu)為單層箱型框架結(jié)構(gòu)（圖1），圓弧形布置，曲率半徑為276.5m，共分為3 個施工段（表1），本文主要以合并段為例進(jìn)行研究。

表1 各施工段結(jié)構(gòu)尺寸列表 （單位：mm）

圖1 合并段斷面圖

2 模板體系選擇

該工程合并段主體結(jié)構(gòu)底板、頂板厚度為800mm，墻體高度為約7 600mm，屬于高大混凝土澆筑，模板體系選擇要重點考慮以下幾點需求：首先該模板體系必須要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠滿足承載力及混凝土側(cè)壓力等要求；其次模板材料要重量輕，方便吊運周轉(zhuǎn)，具有較高的施工工效；再次模板尺寸適中，方便拼裝可以滿足結(jié)構(gòu)曲率要求。

墻體模板的常規(guī)設(shè)計方案是采用鋼質(zhì)大模板或木質(zhì)大模板。鋼質(zhì)大模板的優(yōu)點是剛度大、整體性好、周轉(zhuǎn)次數(shù)多，可滿足一次性澆筑需求，缺點是造價高、重量大，直線滑軌在曲線結(jié)構(gòu)上施工較為繁瑣；木質(zhì)大模板的優(yōu)點是造價低、重量小、施工方便，缺點是剛度小、安全性差、周轉(zhuǎn)次數(shù)較少，施工周期較長，以上兩種常規(guī)模板體系均無法滿足現(xiàn)場需求。

考慮到現(xiàn)場塔式起重機(jī)和汽車起重機(jī)的起重能力，結(jié)合工程實際，經(jīng)多方案綜合對比分析決定：底板側(cè)模采用定型鋼模板體系，側(cè)墻采用鋼桁架+木工字梁模板體系，頂板采用移動式盤扣架體+木工字梁模板體系，在強(qiáng)度、重量、工效、質(zhì)量控制等方面均能較好地滿足工程要求，結(jié)構(gòu)弧度通過以直代曲來實現(xiàn)，能夠有效控制曲線結(jié)構(gòu)施工中的誤差累計，經(jīng)測定最大誤差小于10mm。

3 模板施工技術(shù)要點

3.1 底板模板

底板側(cè)邊模及腋角矮邊墻模板均采用5mm厚定型鋼模板，主龍骨為雙10 號槽鋼，間距1 200mm，次龍骨為8 號槽鋼，布置間距300mm。因地鐵主體結(jié)構(gòu)防水要求，嚴(yán)禁使用對拉螺桿，底板側(cè)模加固采用固定在主筋上的單向螺桿進(jìn)行加固。側(cè)墻模板加固需在底板上提前預(yù)埋三處地腳螺栓，詳見圖2。底板施工順序為：鋼筋綁扎施工→預(yù)埋地腳螺栓系統(tǒng)→側(cè)邊模及腋角定型鋼模安裝→模板加固→模板驗收→澆筑混凝土。其中地腳螺栓埋設(shè)施工技術(shù)要點如下。

圖2 鋼模及地腳螺栓安裝示意圖

1）地腳螺栓為直徑D23 螺紋二級鋼螺桿，長度≥650mm，埋設(shè)間距為300mm，埋入結(jié)構(gòu)深度≥250mm，拉通線定位與地面成45°，螺紋用塑料布包裹并綁牢，避免混凝土污染。螺栓上緊后要用扭矩扳手進(jìn)行檢查，防止松動。

2）地腳螺栓嚴(yán)禁與結(jié)構(gòu)主筋進(jìn)行焊接，避免損傷鋼筋。應(yīng)在埋設(shè)位置設(shè)置附加鋼筋，將地腳螺栓焊接在附加鋼筋上，焊接時應(yīng)注意保護(hù)埋件的有效直徑不被損壞。

3.2 側(cè)墻模板

側(cè)墻模板采用鋼桁架木模板體系，見圖3。面板采用21mm 厚木模板，次龍骨為木工字梁，主龍骨采用雙12#槽鋼，木工字梁豎向間距為300mm，第一道主龍骨距地面300mm，其余間距為1 000mm，模板與次龍骨（木工字梁）采用釘子連接，主次龍骨采用專用連接爪連接，在次龍骨上兩側(cè)對稱設(shè)置吊鉤。單榀支架布置設(shè)計為0.9m（縱向）×0.9m（橫向），模板之間通過芯帶連接，單元最大重量為1.8t，滿足現(xiàn)場起重吊裝需求。每榀支架單獨編號，方便現(xiàn)場查找和拼裝。

圖3 現(xiàn)場墻體外側(cè)模板施工圖

模板及支架安裝流程：鋼筋綁扎→鋼筋驗收→彈出外墻控制線→模板拼裝→模板吊裝→模板到位后用芯帶及插銷連接好各單元模板→吊裝操作平臺，調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓使模板上口向墻體側(cè)傾斜5mm →緊固好一次性預(yù)埋地腳螺栓系統(tǒng)→驗收合格后澆筑混凝土。模板采用桁架+頂部對拉系統(tǒng)加固形式，先吊裝內(nèi)側(cè)鋼桁架模板，與地腳螺栓系統(tǒng)緊固后再吊裝外側(cè)鋼桁架模板，上端利用高強(qiáng)對拉螺桿與內(nèi)側(cè)模架連接，下側(cè)與預(yù)埋地腳螺栓連接加固。墻體模板施工技術(shù)要點如下。

1）側(cè)墻模板安裝前，測量定出墻體500mm控制線，確保模板位置精準(zhǔn)。模板吊裝到位以后進(jìn)行校模，調(diào)整其平整度、垂直度偏差，確保符合規(guī)范要求。

2）側(cè)墻模板底用水泥砂漿提前封底，待砂漿干硬后方可澆筑混凝土，確保不漏漿。側(cè)墻與上段側(cè)墻交接面、矮邊墻上沿粘貼密封條進(jìn)行封漿，密封條采用1.5cm 寬，1cm 厚的泡沫膠帶，粘貼在新舊混凝土交接表面，粘貼完成后再進(jìn)行模板安裝。

3）每次拆模后要對模板進(jìn)行及時清理并涂刷脫模劑，以確保滿足下次使用的質(zhì)量要求。

4）側(cè)墻端模采用膠合木模板切牙+方木次楞、焊接鋼筋固定在側(cè)墻鋼筋骨架水平筋上的加固方式，跨越止水鋼板時采用?20 鋼筋將兩側(cè)支撐鋼筋焊接為整體，支撐鋼筋采用?20 鋼筋，布置間距為0.45m/道。

3.3 頂板模板

頂板模板分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)模架體系，見圖4。內(nèi)側(cè)模板支撐體系采用盤扣式移動模架體系，采用?48mm 壁厚3.2mm 的承插型盤扣式鋼管支架，立桿橫向間距為900mm，為滿足結(jié)構(gòu)尺寸搭設(shè)要求，局部加密調(diào)整間距為600mm。模架流水段長度為20m，分為5 個單元，每單元通過下方移動臺車來實現(xiàn)單元模架移動。面板采用21mm厚木模板，次龍骨為80mm×200mm 工字木梁，間距為300mm，主龍骨采用雙12#槽鋼，間距為1 200mm。頂板腋角部位加入轉(zhuǎn)角系統(tǒng)和回頂系統(tǒng)，通過移動模架可實現(xiàn)頂板與腋角模板整體脫模。

圖4 移動模架體系及腋角回頂系統(tǒng)示意圖

頂板外側(cè)模板體系采用懸臂模架+木工字梁模板，見圖5。支架上設(shè)置頂部對拉系統(tǒng)及操作架，中部通過墻體預(yù)埋螺栓進(jìn)行加固。頂板模板施工順序為：搭設(shè)支架→槽鋼鋪設(shè)→木工字梁鋪設(shè)→鋪設(shè)模板→調(diào)整模板高程→安裝懸臂模架→鋼筋綁扎→驗收合格后澆筑混凝土。頂板模板施工技術(shù)要點如下。

圖5 懸臂模架示意圖

1）搭設(shè)支架前按照橫縱步距彈好控制線。按照控制線搭設(shè)支撐架體。架體中心線與結(jié)構(gòu)中心線重合。

2）立桿搭設(shè)完，調(diào)節(jié)底托，使桿口在同一水平面上。立桿底部位于底板腋角部位采用鋼板楔墊實。盤扣式架體搭設(shè)滿足JGJ/T 231-2021《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求。

3）支架搭設(shè)后安裝槽鋼和木工字梁，安裝時應(yīng)注意定位準(zhǔn)確，確保立桿軸線與端截面豎向中心線重合，兩者最大偏心距離必須控制在30mm以內(nèi)。

4）模板利用塔式起重機(jī)或者汽車起重機(jī)吊運，人工配合拼裝。鋪模板時可以從四周鋪起，在中間收口。模板鋪設(shè)完，通過調(diào)節(jié)頂托控制板底高程，按1/1000～3/1000 起拱。

4 安全質(zhì)量控制技術(shù)措施

4.1 鋼桁架木模板體系施工質(zhì)量管控措施

1）模板安裝前利用全站儀精確測量定位，分別在上部、中部、下部設(shè)3 道通線進(jìn)行控制，確保定位準(zhǔn)確，墻模安裝后對其平整度、垂直度、預(yù)留孔洞位置、標(biāo)高進(jìn)行測量復(fù)核，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)注意檢查模板偏移情況。

2）在組裝模板時，應(yīng)重點檢查模板接縫的嚴(yán)密度，接縫處應(yīng)采取粘貼膠條等防滲漏措施?；炷翝仓埃崆皾駶櫮０?，模內(nèi)處理干凈并預(yù)先涂刷隔離劑。

3）嚴(yán)格按照支架驗算書中的要求進(jìn)行選材并按要求間距進(jìn)行布置，施工過程中嚴(yán)格按照規(guī)范及施工方案搭設(shè)，按要求搭設(shè)掃地桿和剪刀撐等關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)造，確保模架體系穩(wěn)定可靠。

4）對支架、模板等材料要嚴(yán)格把關(guān)，杜絕使用有缺陷的原材料。架體搭設(shè)相關(guān)材料如鋼管、腳手板、底托等材料進(jìn)場后必須進(jìn)行檢驗，經(jīng)有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)檢驗合格后方可用于現(xiàn)場使用。

5）為確保混凝土澆筑質(zhì)量，避免混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，在澆筑口每隔5m 設(shè)置?300mm 串筒進(jìn)行均勻澆筑，并盡可能減少因混凝土高處掉落而產(chǎn)生對側(cè)墻模板的沖擊。

6）本工程墻體較厚，模板支撐體系采用外撐+上下對拉方式進(jìn)行加固，外墻模板內(nèi)不采用對拉螺桿，確保外墻防水效果良好。在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，高差不應(yīng)大于200mm，泵送混凝土澆筑速度不應(yīng)大于18m3/h，盡可能減少澆筑過程中對側(cè)壁產(chǎn)生的壓力。

7）混凝土澆筑前，應(yīng)在架體、模板部位設(shè)置監(jiān)測點，澆筑作業(yè)中、澆筑作業(yè)后對監(jiān)測點的偏移量、下沉量進(jìn)行重點監(jiān)控，發(fā)生異常情況要立即采取加固措施，防止模架變形、移位及坍塌。

8）側(cè)墻模板拆除時，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件棱角完整，不產(chǎn)生變形。頂板模板必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求時方可進(jìn)行拆除。

4.2 鋼桁架木模板體系施工安全管控措施

1）現(xiàn)場施工前，必須由技術(shù)負(fù)責(zé)人對相關(guān)人員進(jìn)行方案交底及安全技術(shù)交底。側(cè)墻模板安裝順序為先內(nèi)側(cè)，后外側(cè)，先吊裝內(nèi)側(cè)模板并加固后，再吊裝外側(cè)模板，并及時與內(nèi)側(cè)模板通過高強(qiáng)鋼拉桿連接，防止傾覆，拉桿數(shù)量應(yīng)通過受力驗算得出，此項為模板驗收安全管控重點檢查內(nèi)容。

2）模板存放區(qū)域地面應(yīng)當(dāng)平整夯實，不能放在裸土及地勢低洼的地方，底部應(yīng)用工字鋼墊高，以防被雨水浸泡，影響模板質(zhì)量。

3）鋼桁架模板上側(cè)作業(yè)平臺應(yīng)提前進(jìn)行組裝，腳手板、密目網(wǎng)、防墜器等安全措施應(yīng)設(shè)置到位，使用定型化梯籠作為人員上下通道，梯籠需采取必要的防傾覆措施。

4）起吊模板前須仔細(xì)檢查：桁架端部吊環(huán)、吊具、鎖具的外觀質(zhì)量，嚴(yán)禁有裂縫、斷絲等質(zhì)量缺陷，發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)立即進(jìn)行更換，嚴(yán)禁帶病作業(yè)。

5）模板吊裝應(yīng)設(shè)置信號工、司索工，持證上崗，配合良好。起重機(jī)械滿足起重量要求，操作人員嚴(yán)格遵守起重作業(yè)安全操作規(guī)程。當(dāng)風(fēng)力≥6級時，應(yīng)暫時停止鋼桁架模板起重吊裝作業(yè)。

6）盤扣架體搭設(shè)必須符合規(guī)范和施工方案要求，桿件間距、掃地桿、剪刀撐、斜拉桿等設(shè)置規(guī)范，每兩步設(shè)置一道防墜網(wǎng)，人員高處作業(yè)時安全帶、生命繩、臨邊洞口防護(hù)應(yīng)齊全有效。

5 結(jié)語

本工程使用的鋼桁架木模板體系施工技術(shù)，模板整體剛性好，強(qiáng)度高，有效避免脹模、偏移等質(zhì)量通病，很好的保證結(jié)構(gòu)截面尺寸和陰陽角線條的平整順直，達(dá)到了清水混凝土的施工效果。同時經(jīng)濟(jì)效益顯著，鋼桁架木模板體系與傳統(tǒng)木模施工工法相比，工期短，人工成本低，周轉(zhuǎn)快，鋼木模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá)20～25 次，是傳統(tǒng)木模的4～5 倍，大量降低了木材使用量，綠色環(huán)保。經(jīng)本工程實踐證明，鋼桁架木模板體系質(zhì)量可靠，施工高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，為類似工程施工提供了成功經(jīng)驗參考。