地下空間超厚側(cè)墻單邊支模施工技術(shù)研究

許天陽(yáng)，李錦通，解丹陽(yáng) （中國(guó)建筑第四工程局有限公司，廣東 廣州 510000）

0 前言

現(xiàn)如今我國(guó)建筑的發(fā)展方向是向著更高和更深兩個(gè)方向發(fā)展，即高層、超高層建筑和大規(guī)模地下空間類(lèi)建筑。但由于城市內(nèi)部主要交通方式逐漸由地面交通轉(zhuǎn)為地下交通，地鐵隧道、地下通道等已正常運(yùn)營(yíng)后，再開(kāi)發(fā)地下空間等配套商業(yè)[1]，在現(xiàn)有隧道等復(fù)雜情況下進(jìn)行地下工程施工，可能面臨以下問(wèn)題：

①周邊地形環(huán)境極為復(fù)雜，地下空間側(cè)墻超厚且離支護(hù)結(jié)構(gòu)或地下交通圍護(hù)結(jié)構(gòu)較近，地下空間側(cè)墻無(wú)法采用常規(guī)雙邊支模的方式組織施工[2]；

②大型地下空間類(lèi)工程常作為配套商業(yè)綜合體，對(duì)建筑層高有較高的要求，一般地下空間類(lèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)層高為5m以上，常規(guī)膠合木模板較難滿(mǎn)足剪力墻澆筑的側(cè)壓力，模板易發(fā)生脹模、漏漿、甚至坍塌等問(wèn)題[3]。

基于以上問(wèn)題，提出了地下空間超厚側(cè)墻單邊支模組合鋼模架施工技術(shù)，對(duì)組合鋼模板進(jìn)行深化設(shè)計(jì)并加工制作成符合工程特性的模板，輔助于以經(jīng)過(guò)深化設(shè)計(jì)的鋼支撐體系來(lái)為組合鋼模板提供安全可靠的支撐，確保地下空間超厚側(cè)墻單邊支模施工質(zhì)量可靠、綠色安全。

1 超厚側(cè)墻單邊支模施工方法概述

超厚側(cè)墻單邊支模施工首先依據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)鋼支撐進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確定組成三角鋼支撐的每根構(gòu)件的規(guī)格尺寸，根據(jù)規(guī)范驗(yàn)算支撐體系的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。據(jù)此加工后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。

模板及三角鋼支撐安裝時(shí)，首先將模板吊裝至指定位置，使用鋼管做臨時(shí)支撐[4]。隨后吊裝三角鋼支撐，用M22鉤頭螺栓將三角鋼支撐與模板連接。通過(guò)調(diào)節(jié)三角鋼支撐底部的調(diào)節(jié)頂撐構(gòu)件，可調(diào)節(jié)組合鋼模板的垂直度，墻體混凝土澆筑終凝后平滑順直，保證側(cè)墻混凝土施工質(zhì)量。

墻體混凝土澆筑完成48h后，拆除組合鋼模板，拆除預(yù)埋件。

2 工程概況

廣州南站區(qū)域地下空間與市政配套設(shè)施工程為大規(guī)模地下空間類(lèi)項(xiàng)目，共計(jì)需開(kāi)挖28個(gè)基坑。其中最大基坑深20.2m，基坑寬度55m～93m，支護(hù)結(jié)構(gòu)靠地鐵一側(cè)施做1000mm厚地下連續(xù)墻，外側(cè)與周邊地塊相鄰處采用直徑1000mm間距1200mm的鉆孔灌注樁，地下空間側(cè)墻厚度為700mm～1000mm。本工程地下空間側(cè)墻均采用單邊支模組合鋼模架施工技術(shù)進(jìn)行施工。

圖1 廣州南站地下空間項(xiàng)目平面布置圖

3 超厚側(cè)墻單邊支模施工方法工程應(yīng)用

3.1 施工流程

圖紙深化設(shè)計(jì)→材料加工與驗(yàn)收→模板排版設(shè)計(jì)→施工準(zhǔn)備/測(cè)量定位→預(yù)埋系統(tǒng)安裝→模板安裝→鋼管支架臨時(shí)支撐→三角支架安裝→預(yù)埋系統(tǒng)緊固→調(diào)節(jié)支架垂直度→安裝上操作平臺(tái)→驗(yàn)收合格后澆筑混凝土。

3.2 組合鋼模板深化設(shè)計(jì)

以廣州南站區(qū)域地下空間與市政配套設(shè)施工程為例，根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)組合鋼模板進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，以確定每根構(gòu)件的規(guī)格尺寸，根據(jù)規(guī)范驗(yàn)算支撐體系的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

將該項(xiàng)目三角鋼支撐深化為1#、2#兩種三角鋼支撐單元。1#三角鋼支撐，高度為 4784mm；2#架體，高度為1500mm；1#與2#架體可組裝為總高為6100mm的三角桁架，該組合鋼模板包括1#、2#兩種鋼模板。1#鋼模板高4600mm，2#鋼模板高1500mm，均由橫豎肋、橫豎法蘭和5mm厚面板組成。經(jīng)過(guò)深化設(shè)計(jì)后兩種架體的構(gòu)件組成詳見(jiàn)圖 2、圖3。

3.3 預(yù)埋系統(tǒng)安裝

①底板或梁板施工時(shí)，預(yù)先安裝地腳螺栓和錨固鋼筋。地腳螺栓埋置水平長(zhǎng)度需大于500mm，地腳螺栓超出板面位置距設(shè)計(jì)墻面為250mm，螺栓縱向間距為750mm。C22鋼筋埋置位置為距設(shè)計(jì)墻面4.50m位置，埋置深度為200mm。

②預(yù)埋件與地面成45°的角度，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)埋施工時(shí)要求拉通線，保證預(yù)埋件在同一條直線上。

圖2 1#三角鋼支撐架深化設(shè)計(jì)成果

圖3 2#三角鋼支撐架深化設(shè)計(jì)成果

圖4 預(yù)埋系統(tǒng)安裝

③地腳螺栓在預(yù)埋時(shí)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)混凝土粘附在絲扣上影響螺母連接。

圖5 錨固鋼筋

④因地腳螺栓不能直接與結(jié)構(gòu)主筋點(diǎn)焊，為保證混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋件不產(chǎn)生移位，要求在相應(yīng)部位增加附加鋼筋，地腳螺栓點(diǎn)焊在附加鋼筋上，點(diǎn)焊時(shí)，不得損壞預(yù)埋件的有效直徑。

3.4 模架安裝

①首先將模板下口與預(yù)先彈出的墻邊線對(duì)齊，再用鋼管做臨時(shí)斜撐，將側(cè)墻鋼模板撐住。

②將支架由堆放場(chǎng)地吊至現(xiàn)場(chǎng)，單側(cè)支架吊裝時(shí)，注意輕放輕起。多榀支架堆放在一起時(shí)，應(yīng)在平整場(chǎng)地上相互疊放整齊，以免支架不均勻受壓變形。若墻高較高，需將1#、2#三角鋼支撐架組裝，則應(yīng)在材料堆場(chǎng)，先行拼裝完成再進(jìn)行吊裝。

③將鋼管臨時(shí)斜撐逐段拆除，替換為三角鋼支撐架，用M22鉤頭螺栓連接鋼模板與三角鋼支撐。地腳螺栓插入三角鋼支撐架縫隙中，擰緊螺帽，使螺帽壓實(shí)在底部[10×600槽鋼上。

④用鋼管頂托支撐在C22錨固鋼筋上，鋼管另一端支撐在三角鋼支撐底部，形成水平向支撐加固。

圖6 組合鋼模板現(xiàn)場(chǎng)施工照片

⑤同上述步驟安裝其余鋼模板，鋼模板之間同樣利用鉤頭螺栓連接，三角鋼支撐架之間，利用鋼管連成整體。

⑥組合鋼模板安裝完成后，利用調(diào)節(jié)頂撐調(diào)整組合鋼模板垂直度，使其垂直梁板（底板），避免因模架偏差導(dǎo)致的混凝土終凝后產(chǎn)生脹模、墻面傾斜、漏漿等質(zhì)量問(wèn)題，保證側(cè)墻混凝土澆筑質(zhì)量。

3.5 模架拆除

①外墻混凝土澆筑完48h后，先松動(dòng)鋼管頂托支撐，再松動(dòng)地腳螺栓、螺帽，最后將三角鋼支撐架和鋼模板依次吊裝到材料堆場(chǎng)等待周轉(zhuǎn)。

②徹底拆除預(yù)埋件部分，并分類(lèi)碼放保存好。

③混凝土拆模后應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)涂刷養(yǎng)護(hù)劑，冬季施工時(shí)墻體注意保溫[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程使用的地下室超厚側(cè)墻單邊支模組合鋼模板施工技術(shù)，通過(guò)深化設(shè)計(jì)，加工制造出適用于工程特性的組合鋼模板，組合鋼模板與三角鋼支撐利用錨固螺栓緊密結(jié)合，三角鋼支撐通過(guò)預(yù)埋在板面上的預(yù)埋件固定在板面上形成整體受力。

組合鋼模板通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用分析周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá)42次，相對(duì)木模板大大節(jié)約材料浪費(fèi)，同時(shí)報(bào)廢的組合鋼模板能繼續(xù)回收利用，不造成污染達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求。組合鋼板模板及三角鋼支撐，可根據(jù)不同工程的實(shí)際情況，通過(guò)組裝方式調(diào)節(jié)高度和大小來(lái)應(yīng)對(duì)不同工程的使用。因此地下室超厚側(cè)墻單邊支模組合鋼模板施工技術(shù)，對(duì)于地鐵、隧道、地下工程等所需單邊支模工藝的工程有良好應(yīng)用前景，理論上能達(dá)到100%回收再利用，節(jié)能環(huán)保效果明顯，帶來(lái)較強(qiáng)的社會(huì)效益。