淺談單面支模在地下結構側墻施工中的運用

李銀，鐘志穎

（重慶華興工程監理公司 重慶 400010）

1 引言

目前隨著國家擴大內需的逐步深入，建筑領域進展速度也逐步加快，為節約時間及耗材，往往在地下結構施工中不再留置外模，僅依靠原巖面或支護體系并做外模，內側便采用單面支模方法作業。該方法在施工中由于需要承受所有側向荷載，容易出現爆模、跑模甚至腳手架坍塌現象，施工質量監控難度較大。本文主要就南坪中心交通樞紐工程地下結構單面支模運用技術進行探討，在本工程施工中，該技術的運用比較成功。

2 工程概況

重慶南坪中心交通樞紐工程地處南岸區南坪商業鬧市區，起于南七路與輔仁路路口，止于工貿板凳橋下，起于里程K0+218.459，止于里程K1+570，全長1.35km。本工程主體結構為地下通道工程，結構形式為箱型框架混凝土結構。靠巖體一側為剪力墻體，要求進行原槽混凝土澆筑。側墻墻厚地通道為800mm，其他層400mm。每層層高均超過6m(圖1)。

3 單面支模施工方法

圖1 每層層高

本工程為了更好地控制側墻滲水問題，設計要求不允許采用對拉螺桿進行固定，這樣就增加了支撐難度。現場施工過程中，我們先選擇800mm的側墻做了一個樣板墻示范段，采用常規的水平對撐及加密斜撐的方法處理，但是盡管斜撐加設足夠密，仍然發生了跑模現象。經過現場查看及方案的調整，最后決定采用單面支模法施工，以便保證施工質量。

支撐方法：

（1）在依托原有支撐系統的情況下，在地面埋設2～3排成圓弧形的地錨鋼筋，鋼筋規格Φ25，其中800mm墻厚埋3排、400mm墻厚埋2排，所有第1排地錨鋼筋離墻面不大于1m，其余每排間距不超過400mm，每一個地錨間距不超過200mm，以用作斜桿的支撐點。用Φ48X3.5的鋼管將每一排地錨連接起來，用于斜撐的固定。

（2）在完成墻立面模板支設及上述工序后，就可以開始進行斜撐的支設。斜撐支設于每兩個地錨之間的鋼管上，間距不大于800mm，同樣采用Φ48X3.5的鋼管進行，鋼管與鋼管之間采用扣件固定，在搭設過成中還應根據斜撐與地錨的距離選擇鋼管的長度。

（3）在完成斜桿的支設后，在每一個斜桿的末端加設反向拉桿，反向拉桿也采用Φ48X3.5的鋼管，間距同斜撐布設間距相同。反向拉桿不用固定于地錨鋼管上，僅需與斜撐成剪刀形相連便可，但必須用扣件與原整體支模架相連，以將部分側向力傳于整體架上（事實證明反向拉桿非常重要，效果很好）。

（4）由于在混凝土澆筑過程中，模板下部及中部受側向壓力最大（也就是3m高范圍內），超過3m壓力逐漸減小，故在斜撐加設中只需加設3排即可，其反向拉桿同樣根據斜桿加設排數確定。

4 單面支模計算

混凝土澆筑應盡量選擇夜間、陰天或氣溫較低的時間進行，同時混凝土入模溫度控制在T=28℃，澆筑速度取V=1.5m/h。

4.1 混凝土側壓力

F=0.22γctoβ1β2V1/2（見《建筑施工手冊》第三版）

F=γcH（見《建筑施工手冊》第三版）

式中：

F—新澆筑混凝土對模板的側壓力，kN/m2；γ γc—混凝土的重力密度，25kN/m3；

to—新澆混凝土的初凝時間（h）可按實測確定。當缺乏試驗資料時，可采用to=200/(T+15)=4.76計算（T為混凝土的溫度=28）；

V—混凝土的澆筑速度m/h；取1.5m；

H—混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，H=7m；

β β1—外加劑影響修正系數，不摻外加劑時取1.0，摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2；

β β2—混凝土坍落度影響修正系數，當坍落度小于30mm時，取0.85；50～90mm時，取1.0；110～150mm時，取1.15。

取兩者較小值44.25 kN/m2計算。

4.2 強度驗算

圖2 800墻厚但面模板支撐受力簡圖（按4跨等跨連續梁算）

立檔間距300mm，設模板按四跨連續梁計算。梁承受傾倒混凝土時產生的水平荷載4N/m2和新澆筑混凝土對模板的側壓力（傾倒混凝土時產生的水平荷載查施工手冊得P1=4 kN/m2，P=4X1.4（分項系數）。 以1m寬側模板進行計算，設計荷載為：

彎矩最大值：

選用側模截面尺寸為1000×18mm，截面抵抗矩：

（12.9/mm2為膠合模板容許應力，查施工手冊，計算得[σ]=20/1.55=12.9N/mm2）

故8.1N/mm2

4.3 撓度驗算

撓度驗算不考慮振動荷載，其標準荷載為：

δ=KWql4/100EI=0.967×49.85kN/m×3004/(100×9.5×103×1/12×1000×183)=0.608mm<0.8mm（模板結構的容許繞度查施工手冊計算得[ω]=200/250=0.8mm）故符合要求。（上述混凝土側壓力計算公式及相關技術參數見《建筑施工手冊》第三版）

5 單面支模技術的技術保證措施

澆筑混凝土時必須分層澆筑，并且盡量放慢混凝土澆筑速度，以減少側壓力對模板及支架的承受力，降低支撐系統位移的可能性。根據施工現場經驗，每次澆筑不應超過500mm，同時嚴禁在同一個地方澆筑，也不允許一次澆筑過高及發生混凝土澆筑堆積現象。

澆筑混凝土應盡量避免雨天進行澆筑，因為雨天澆筑，雨水會加大對整個模板的側向壓力，從而影響到整體支撐系統。若無法避免雨天澆筑，那么在澆筑過程中必須將澆筑速度放慢，澆筑厚度也應從500mm降低至300mm。之所以要放慢速度及控制澆筑高度，是因為根據混凝土側向壓力計算公式F=0.22γctoβ1β2V1/2可以看出混凝土側壓力與澆筑速度有關，澆筑速度越快，其側向壓力越大，呈冥函數關系遞增。同時混凝土澆筑時，即從澆筑面向下至最大側壓力處，基本遵循流體靜壓力的分布規律；達到最大值后，側壓力就隨即逐漸減小或維持一段穩壓高度后逐漸減小，壓力圖形對澆筑高度軸呈山形或梯臺形分布。因此在澆筑前期必須控制澆筑高度，防止側向壓力突然增大而沖擊側模。所以雨天澆筑混凝土的關鍵措施就是控制澆筑速度及前期的澆筑高度。

鋼管、扣件等相關原材料的選擇必須符合規范要求，管件應保證順直無銹蝕。特別注意鋼管的壁厚。

混凝土澆筑前應做到模板拼縫嚴接、不漏漿，保證墻面的平整度，澆筑混凝土過程中應安排專業的護模工人時刻對模板進行校調，防止發生模板變形及其他意外的事情。

總之，要控制好單面支模的施工質量，必須注意控制好相關的關鍵措施，首先要在支撐系統上做好計算工作，選擇合理的切合實際的計算體系進行計算分析；其次是在施工過程中應嚴格按照施工步驟進行作業，確保施工進度控制在合理的范圍之內；再次要加強施工過程中的控制力度，如：加強護模工人的管理，在施工前做好相關的技術交底工作，澆筑過程中嚴格按照方案進行施工，做到不搶、不急；最后嚴格做好各項檢查工作，如材料檢查、支撐系統搭設完成后的檢查等，及時發現問題，處理問題。在施工過程中只要嚴格按照上述步驟進行控制，那么單面支撐模將得到更好的利用，質量及安全也能得到保證。

[1]JGJ162-2008，建筑施工模板安全技術規范[Z].

[2]GB50010-2002，混凝土結構設計規范[Z].

[3]GB50204-2002，混凝土結構工程施工及驗收規范[Z].