地鐵土建施工中的明挖車站單側高支模體系技術措施

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，且依據項目的實際在建情況，車站在設計之初便將里程的起始點以不同標段值分別進行了標記。車站主體長度為501.60m，車站內凈長為500.00m。主體主要采用鋼筋混凝土兩層三跨框架結構，換乘點采用三層三跨框架結構。標準段設800mm 的立柱樁一排，換乘點設800mm 的立柱樁三排。車站結構由不同厚度的底板、中板以及頂板組建而成，遇平行段的基坑作業，開挖深度需以16.85m 作為平均參考值。

2 單側三角背托模板支撐體系

2.1 模板系統的組成

此次搭建的模板支撐體系涵蓋混凝土面板及橫/ 豎肋等不同構件。

2.2 三角支撐系統的組成

以埋件系統和架體為核心，共同構成完整的單側三角支架系統。

2.3 三角支撐系統的設計

本次模板的支撐體系搭建在站臺及站廳2 個部位的單側，且混凝土澆筑總高度在4～5m 之間，為了保證模板的穩定性，設架體支撐裝置。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作業中，為了提升各模板層與固定構件之間的連接性和穩固性，遇單塊模板結構的形式，工作人員特挑選了一定數量的自攻螺絲，以此實現兩者之間的相互連接。同時，借助單項構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的芯帶插銷，并配以40mm 的鋼管加以支撐，從而達到最佳的穩固效果。

2.4 三角支撐系統的施工

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

3 單側三角背托模板支撐體系驗算

3.1 側壓力的計算

側壓力作為混凝土澆筑作業中發生的一個力學現象，其大小數值也會直接關系到整個三角支撐體系是否處于牢靠狀態，基于此，技術人員可套用以下公式對其展開詳細的計算工作：

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；

β2——坍落度影響系數，取1.15；

V——灌注速度，按2m/ h 考慮；

H——側壓力作用部位至現澆面的高度，取5.2m。

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

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

根據前述計算結果，進一步得知：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。在此基礎上結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°狀態下，所得出的F總數值在276kN 上下，預埋錨筋的布設間距按300mm考慮，此時受力埋件的受力為750/ 300=2.5，此時以各個不同預埋件的拉力值為基礎，最終得出F 的數值在110kN 上下，滿足初始設計方案中的實際要求。

3.2.3 埋件強度驗算

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

3.2.4 埋件錨固強度驗算

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

由計算結果可知符合要求。

4 施工技術要點

4.1 模板的施工技術要點

（1）通過多重措施的落實，提高拼縫處節點的剛度，以免該部分出現裂縫寬度超限、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節，則要由專員準確地將吊模支設到位，保證位置準確性和穩定性，再組織混凝土澆筑作業，在此方式下，使吊模混凝土上口呈順直的狀態。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）為提高模板系統的穩定性，配套合適規格的模板扣件，用于連接水平橫肋與單側三角支架。

（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，此類面板多次周轉使用。因此，在組拼環節需留約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象。

（5）模板的組拼及吊裝。經過加工的每一塊模板都需要進行預拼，預拼合格后方可對其進行拋光和刷漆。處理完成后，對這些模板進行編號，隨后存放到安全位置。存放處應采取保護措施，避免對面板和龍骨翹曲造成損壞。支立前，需全面檢查模板，一旦發現損壞，應立即對其進行修補。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，施工人員應在安裝前預置一部分混凝土墩。為了保證操作過程的規范性，還需安排專人對整個操作過程進行檢查和指揮。

4.2 支架系統的施工技術要點

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 的間距有序將各埋件螺桿設置到位。需注意的是，分段的起點、終點兩處必須有埋件。

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

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

（4）地腳螺栓不可直接焊接在主筋上，為此在合適部位設附加鋼筋，以便經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。施工人員應將地腳螺栓提前埋設好，隨后進行混凝土澆筑作業。地腳螺栓分別埋設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。后者的埋設位置與腋角有關，大體位于底板導墻內，具體位置還需根據實際情況進行確定。為使埋件得到充分的利用，預埋埋件時，不僅要注意控制埋設角度為45°，而且要保證埋設時拉通線。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，預埋地腳螺栓前，應將其用塑料布包裹綁牢。

4.2.2 支架部分的施工技術要點

（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量，提前拼裝成型，借助塔吊將其吊裝至現場的指定位置，以便安裝。

（3）遇墻體呈90°方向作業時，要借助專業的壓梁槽鋼，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，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支架，使其構成穩定的整體，并對單側支架后座做合理的調整。

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

4.3 模板及支架拆除的施工技術要點

（1）在側墻部位的混凝土澆筑作業結束1d 后，技術人員依照先支→后埋的步驟對各構件展開拆除工作。

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

（3）將單側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定性。

（4）混凝土澆筑完48h 后，方可組織拆模作業。

（5）拆模結束后，進入養護環節，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護的方法，條件允許時也可以安裝鉆孔灑水管，以此來滿足養護要求，使混凝土有效成型。

5 結語

綜上所述，本工程單個流水段的側墻模板支撐系統的施工效率較高，由6 人在3d 內即可完成，而后續的拆模可在1d 內落實到位。相比于傳統的滿堂支架對撐體系側墻混凝土而言，該工程采用的方法還可降低施工難度。