建筑物下地鐵車輛段蓋體變形縫處雙柱同時施工關鍵技術

張昆玨 （中鐵四局集團房地產公司，安徽 合肥 230022）

1 現狀背景

目前國內地鐵車輛段蓋體變形縫處的兩根框架柱施工方法主要分為兩類：第一類是傳統的“先后施工法”，先施工變形縫一側的框架柱，施工另一側框架柱時，由于定型鋼模厚度大于變形縫寬度，所以采用泡沫板或者聚苯板填充變形縫充當單面模板，配合另外三面的定型鋼模進行施工。采用這類方法施工的變形縫雙柱，變形縫填充物易受擠壓產生不規律變形，框架柱混凝土成型效果差，而且采用化學溶劑拆除聚苯板時會污染柱子表面。第二種是“同時施工法”，變形縫兩側框架柱同時綁扎鋼筋，同時支設模板，變形縫處采用木模板，模板中間設方木支撐，兩側框架柱同時澆筑混凝土。采用這類方法，框架柱成型質量得以有效控制，但模板支設難度大，且混凝土澆筑完成后，變形縫處木模板和方木不易取出。

2 工程概況

該車輛段總征地面積約41.48ha，總建筑面積約168738.9m2。上蓋后期將進行上蓋商業開發，需預留上蓋建筑條件。該車輛段是當地軌道交通A型車的第二個大架修基地，設計停車能力為36列位、雙周檢/三月檢4列位、大/架修3列位、定修2列位、臨修、靜調、吹掃及鏇輪線各1列位。

該車輛段上蓋蓋體投影面積218600m2。蓋體變形縫處均為2個及以上框架柱，變形縫寬度150mm，框架柱截面尺寸1400mm×1400mm，高度9.5m。

3 施工工藝流程

變形縫處雙柱施工時，同時綁扎雙柱鋼筋，然后支設模板，雙柱外模板采用定型鋼模拼裝成一個整體，內模采用采用2cm厚木模板。再把板狀氣墊插入到兩塊相鄰內模板間的縫隙里，充氣達到預定氣壓后，雙柱同時分層澆筑混凝土。拆模時，放出氣墊內氣體，取出內模板。

工藝流程：施工準備→腳手架搭設→柱筋綁扎→模板安裝、放入氣墊→氣墊充氣→混凝土澆筑→氣墊放氣、模板拆除→整體吊裝腳手架至下一個變形縫雙柱處。

4 施工過程控制要點

4.1 施工準備

施工準備期間，預制用于雙柱長方體形整體鋼模板，整體鋼模板由兩個長邊方向的側模板和兩個短邊方向的端模板構成。在側模板的內側面中心線兩側對稱設置兩個用于固定內模板的限位裝置，以限定內模板的位置，限位裝置外邊間距110mm。

圖1 定型鋼模預制，限位裝置預留

加工兩個框架柱之間的內模板，采用2cm厚木模板，并沿長邊中心線方向斷開，斷開處通過合頁連接，便于后期內模拆除。

4.2 腳手架搭設

基礎施工完成后，回填壓實，開始搭設框架柱施工腳手架，腳手架按照1.2m間距進行搭設，頂端按照空心孔尺寸進行搭設。腳手架搭設高度以高出柱頂標高1.0m～1.5m為準。該腳手架搭設一次，然后待柱子施工完成后整體吊裝到下一個變形縫雙柱處繼續使用。該車輛段采用高強承插式盤扣支撐架體系，搭拆簡便，穩定性好。

圖2 腳手架搭設

4.3 柱筋綁扎

同時綁扎變形縫兩側框架柱的鋼筋，在最外側鋼筋外表面均勻設置保護層墊塊。

4.4 模板安裝、放入氣墊

①模板安裝前，將模板與混凝土接觸的面滿刷脫模劑。

②首先安裝雙柱長邊方向單側的鋼模板，然后安裝雙柱短邊方向的兩塊端模板，將該側模板的兩側邊緣與兩塊端模板相連接。再安裝內部木模板，根據長邊方向單側模板上的內模限位裝置，將木模板從長邊方向尚未安裝模板的一側推入，分別插入限位裝置內，將整體鋼模分成2個框架柱和1個變形縫共計3個獨立的空間。

圖3 模板安裝，放入氣墊

③將一塊充入少量空氣板狀氣墊放入兩塊內模板之間的空隙中。

④安裝雙柱長邊方向另一側的鋼模板，同時讓兩塊木模板的外邊緣分別插入該側模板上的限位裝置內，然后用卡扣固定，最后將該側模板的兩側邊緣與兩塊端模板相連接。

4.5 氣墊充氣

將變形縫內板狀氣墊充滿氣，充氣氣壓通過計算確定，確保能夠支撐兩邊木模板。以該車輛段工程為例，計算充氣氣壓：

4.5.1 計算參數

框架柱邊長（mm）：1400×1400；

框架柱的計算高度（mm）：8000；

混凝土重力密度 γc（kN/m3）：24；

新澆混凝土初凝時間t0（h）：4；

外加劑影響修正系數β1：1；

混凝土坍落度影響修正系數β2：1.15；

混凝土澆筑速度 V（m/h）：2.5；

混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度 H（m）：3；

傾倒混凝土時對垂直面模板荷載標準值Q3k(kN/m2)：2；

4.5.2 新澆混凝土對模板的側壓力標準值G4k

4.5.3 承載能力極限狀態設計值S承

4.5.4 正常使用極限狀態設計值

S正=G4k=30.4kN/m2

4.5.5 面板驗算

①面板類型：木模板；

②面板厚度t（mm）：20；

③面板寬度 b（mm）：150；

④面板長度（mm）：1400；

⑤面板截面慣性矩I（cm4）：33.75；

⑥面板截面抵抗矩W（cm3）：22.5；

⑦面板抗彎強度設計值[f]（N/mm2）：15.44；

⑧面板彈性模量 E（N/mm2）；9350；

⑨單塊面板一端懸臂長（mm）：250；

4.5.6 充氣模強度驗算

4.5.6 充氣模撓度計算

經過計算，氣墊氣壓加到40kPa，即可支撐起兩邊木模板。

4.6 混凝土澆筑

同時澆筑變形縫雙柱混凝土，同時控制澆筑速度，保持兩個空間內的混凝土高度同比例升高。隨著混凝土高度的升高，加大氣墊內的氣壓，保證內模板的穩定性。

4.7 氣墊放氣、模板拆除

待雙柱混凝土凝固并達到設計強度后，先拆除整體鋼模板，然后放出氣墊內氣體，取出氣墊。最后從縫隙兩端拆除內模板，必要時可以將合頁拉斷，至此同時完成蓋體變形縫處的雙柱施工。

5 施工成效

該車輛段蓋體變形縫處雙柱施工時，一方面利用板狀氣墊填充變形縫，充氣后保證內模板的穩定；一方面利用雙柱同時同速度澆筑混凝土時對模板的側壓力相等進行相互支撐。該方法簡化了施工工序，縮短了施工工期；放出氣體后的氣墊可以輕松取出重復利用，內模板拆模方便；拆模后的框架柱表面平整，變形縫位置精確，均不需要做后期處理。采用該方法，簡便有效地保證了該車輛段蓋體變形縫處雙柱的施工質量和表面觀感，對類似工程施工具有一定借鑒作用。