箱涵頂板支撐施工技術研究

◎馮德新 中交廣州航道局有限公司

隨著國家越來越重視城市基礎設施的建設，城市公路建設得到了快速發展。在城市道路工程中，箱涵頂板支護是主要的工程技術。

1.工程概況

新涌位于寶安航城街道內環路，屬于珠江入海口的一條獨立入海河道，它的東起三圍工業城，西至新涌水閘，流入珠江，總長度為2.12km，匯水面積為3.22km2。入海口改道范圍為寶源路以下的海域改道段，總長755m。改道方案采用河道行洪、水閘防潮的防洪工程總體布局。主體結構自上而下分別為：新老箱涵銜接段25m，新建寶源路過路箱涵230m，新建水閘段33m，新開挖梯形復式明渠段237m，新建地鐵11號線墩臺保護矩形明渠段50m以及出海口段海域清淤180m。箱涵基坑開挖深度為5.7m，考慮箱涵周邊有沿江高速公路在建橋樁，箱涵基坑支護安全等級為一級，有效使用期限1年，箱涵為永久結構。

2.施工工藝技術

2.1 施工工藝流程

支托→測平→擺動主梁、副梁→調整屋頂底模標高、拱度→鋪模板→清潔刷油→檢查模板標高、平整度、牢固度→系筋→側模安裝→澆筑屋頂混凝土→混凝土養護→拆側模、底模→拆支架。

2.2 施工方法

2.2.1 澆搗墻身砼

首先對中墻、側墻進行模式搭建，在其可以完美驗收后再澆搗墻身砼，隨之進行驗收。然后，鋪設頂板底模，綁扎頂板鋼筋，頂板底模支撐與澆注了充分強度的主體結構進行拉結。在相關部門確認鋼筋和模板支持后，才能進行屋頂混凝土的澆筑。澆筑時，從頂中部向兩端對稱推進，從高程較低處向高程較高處[1]推進。根據混凝土澆筑和混凝土供應的時間間隔，應提前設計臨時施工縫。在混凝土施工完成并具有所需強度之前，不允許拆除支架安裝。

2.2.2 立桿及水平桿

立桿間距與水平桿步距應通過設計計算確定，但不得超過下列規定：當立桿采用Q235級材質鋼管時，步距不應大于1.8m，立桿間距不應大于1.5m；當立桿采用Q345級材質鋼管時，步距不應大于2.0m，立桿間距不應大于1.8m。本項目碗扣支架采用的是Q235級材質鋼管，正常步距設定為1.2m，立桿間距縱橫向均為0.9m；本項目的模板支撐架架體頂層兩步距應比標準步距縮小至少一個節點間距，頂層兩步距采用0.6m。豎桿需要加長時，應將支架第一層立柱錯開，長短不同。作為掃桿的底部垂直和橫向水平桿的高度應不大于等于地面400mm。施工時嚴禁拆下掃桿。如圖1所示。

圖1 立柱固定支座圖

模板支撐架每個豎直柱的頂部都要有一個可調節的支架。如果要支承的建筑物基底有斜度，則要根據斜率進行調整。通過調整支架，可以通過縱向桿槽連接的位置差異來增大橫向桿。在橫桿的頂端，可調整的托架的懸臂長度不能超過650mm，可調整的托架和可調整的基座螺栓的長度不能小于150mm，延長的豎桿長度不能超過300mm，固定螺絲必須與立桿鋼管同中心，并且立桿的內徑和螺釘的外徑間距不能3mm。

2.2.3 斜撐桿

豎向斜撐桿應該設置于板膜支撐架的周圍以及其內部各個方向，大概間隔在6m-9m。箱涵標準節為10m，分節可根據實際情況調整，采用Φ48＊3.2mm 扣件式鋼管，縱向每6跨設置一道豎向剪刀撐。本箱涵的模板支撐架高度小于5m，所以傳統的水平剪刀撐不能夠滿足要求，應當用一些鋼管式的扣件剪刀撐來滿足。同時應符合下面要求：

①對于安全等級Ⅱ的模板支撐框架，豎向鋼管扣件剪刀撐，其外圍和內部縱、橫斷面每隔9m安裝一次。水平剪刀撐安裝在模板支架的上部水平桿設置層。

②剪型支撐必須是連續的，其寬度為6m～9m。水平剪型支架與橫梁的角度為45°～ 60°，剪刀式支架與地基面的角度應為45°～ 60°。

2.2.4 周邊拉結

首先對豎向和橫向結構進行澆注，使之與支承框架相結合，從而形成一個穩定的整體。其次，各節點的縱向距離不得大于2級，且與橫桿水平方向相同。各節點的橫向間距不得超過8m，各節點與框體碗扣主節點的間距不得超過300mm。最后，在結構的兩端都有墻體的情況下，應設置橫梁和頂壁[2]。支架與結構連接示意圖如圖2所示。

圖2 支架與結構連接示意圖

2.2.5 頂板鋼筋安裝

頂板鋼筋安裝的工藝流程如下：清理模板→模板上畫線→綁下部鋼筋→鋪設預埋管件→綁上部鋼筋→綁扎分布筋。

首先清理模板上的雜物，用鋼筆在模板上繪制主筋，并分配各筋之間的空隙。然后按照設計的間隔進行施工，首先是鋼筋，然后是分配鋼筋，然后是各種預制構件，要及時進行安裝。在綁扎下部鋼筋時，采用八字型扣件，雙向板交接處必須全部綁扎，并用兩層鋼筋墊圈，保證上部鋼筋的定位[3]。應注意，雙向板中短向鋼筋應置于長向鋼筋的下方，并以灰泥作為襯砌。當主體結構的鋼筋遇到300mm以下的孔時，可以通過，而對于直徑大于300mm的孔，則必須將其切斷，并與其進行焊接。箱涵在頂板上的縱向分布鋼筋遇到煤氣管線等凹槽時，將其截掉。鋼筋綁扎示意圖如圖3所示。

圖3 鋼筋綁扎施工示意圖

2.2.6 頂板模板安裝

①在鋪設頂板模板前，先進行模板支撐架驗收，驗收合格后，方可鋪設頂板及模板。

②要求模板具有足夠的穩定性、鋼性和強度，保證不膨脹、不變形、不變形。內、外模具由圓木或鋼管支撐，并用適當的斜拉鋼筋固定。屋頂模板的固定支架由鋼架支撐。

③模板在拆卸過程中應盡量不變形、不損壞。脫模劑安裝前應刷凈，以保證表面光滑。安裝時接縫應緊密，不得漏漿。

④頂板模板從一側安裝。先安裝第一排龍骨，臨時固定后再安裝第二排龍骨。調整支架的高度，把龍骨壓平。平臺鋪設完成后，用水平尺測量模板標高并校正。標準完成后，將模板上的雜物清理干凈。并及時驗收。

⑤支架上頂板作業平臺寬0.9m，安裝間距1.5m，高度1.2m 高的Φ48＊3.0mm 鋼管防護欄桿，欄桿外側掛設綠網安全防護。

⑥本模板跨度超過4m，需考慮模板中部施工起拱度，按2‰結構預拱度和支架彈性變形考慮。重要過路部位支架需要采取預壓措施，消除地基不均勻沉降和支架拼裝間隙等非彈性變形。

⑦模板加固支護順序:先垂直后水平，從左到右，從下到上。豎圍檁條為50×100@250方木，橫圍檁條為48×3.0@450鋼管，與對面的檁條螺栓連接，每排2根。外部用兩個山帽固定器或成品鐵板墊和雙螺母緊固。50×100方木襯里接頭是分開的。方木長度4000、2000兩種規格。墻面為“L”形時，陰陽角和模板接縫處必須用兩個50×100木方框固定，以免滲漏。采用模板內外墻10mm參照結構，距結構150mm以內用一根限位鋼@1000，外墻用一根Φ48鋼管沿墻長配置，外墻最遠須距墻端小于150mm一根拉螺釘。

⑧穿墻對拉螺桿安裝：外墻必須采用帶止水鋼片的穿墻對拉螺桿，內墻采用一般的穿墻對拉螺桿，根據模板安裝時留設的空位，將穿墻對拉螺桿安裝至內外墻孔位中。

⑨在橡膠止水帶位置需加強對模板的固定，不可采用鐵定將止水帶固定在木板上，應提前設置限位鋼筋固定。

⑩施工縫處理：在頂板鋼筋綁扎前，需采取鑿毛沖洗處理，露出砼粗骨料，施工縫處止水處理可采用預埋止水鋼板或預埋木條。

2.2.7 頂板混凝土澆筑與養護

頂板混凝土澆筑時，先從側壁兩側分層澆筑至頂板底部，從側壁兩側向中部分層斜面推進澆筑，縱向從兩端向中部分段，澆筑過程進行控制，隨時監測支座的穩定性、板的沉降情況等變化[4]。采用層慢鑄工藝。分層厚度不超過0.3m，為薄層澆注，以增加散熱面和散熱時間。但應在下層混凝土初凝時間達到之前覆蓋上層混凝土。要掌握好時間節奏，并相應地要求混凝土站的混凝土供應速度。應控制進入模具的混凝土溫度，夏季施工時應盡量選擇夜間澆筑。最終凝結后，混凝土應覆蓋塑料膜或土工布噴涂養護，養護時間不得少于14天。

3.施工安全措施

為保證模板支撐系統的安全及混凝土結構的順利施工，掌握模板支撐系統在架設、鋼筋安裝、混凝土澆筑、搗筑過程及最終混凝土設置前后的應力和變形情況，保證模板支撐系統在各種施工條件和荷載作用下，獲得模板支撐系統的實際變形數據，并對模板支撐系統進行實時監控。最終，達到最優的安全性。因此，需要重點監控以下操作。

（1）模板支架前，工長和安全員應檢查支架的底板。只有當底板的混凝土強度達到規范規定的施工強度時，才能進行模板支撐體系的施工。

（2）在模板支架安裝過程中，由工頭和安全員負責監督支架安裝施工，確保支撐體系施工安全。檢驗的關鍵要求如下:

1）桿、掃桿、支架、剪刀支架等部件的設置和連接是否符合要求。

2）底板是否進水，底座是否松動，立桿是否符合要求。

3）連接件是否松動。

4）施工過程中是否有超載現象。

5）支架、桿是否變形。

6）腳手架經受6級強風或大雨后，必須進行全面檢查。

（3）在澆筑混凝土之前，應先確定支架的牢固程度和固定構件的松動程度。在澆筑混凝土時，應在模板旁邊設立工作人員，指派專人監督，并隨時查看支架變形、松動情況，并及時組織人員進行回收。在混凝土澆注期間，必須進行實時觀測。通常，每隔20-30 分鐘進行一次監控，每隔2小時進行一次監控。

（4）鋼筋混凝土梁、板在跨度超過4米的情況下，必須拱形;工程模板按2/1000拱的整體跨度。

（5）上托桿是否直立，下托桿是否對準底板鋪設，底板要求寬度不小于100mm，厚度不小于50mm。

（6）是否按照方案要求，在模板支架的立桿外側設置從下往上的垂直連續剪式支架。

（7）立桿是否有搭接現象，立桿連接長度嚴禁搭接，必須采用對接扣件連接。

（8）當支座發生傾斜，或支座頂部發生傾斜時，應采取適當的措施，以確保支座的穩定。

（9）垂直桿連接長度不可交叉，應采用對接扣件。相鄰兩個豎直桿的對接不能處于同步狀態，并且在豎直方向上的間距不能低于500，每個對接中心與主結點的間距不能超過1/3。

（10）澆筑和夯實屋面混凝土前，項目部必須組織對支架進行全面檢查，合格后再澆筑，并且在混凝土澆筑過程中，工程技術負責人、質量人員、安全人員、施工人員必須隨時對模板支架進行觀察。

4.結束語

在嚴謹的施工方法以及嚴格的質量要求和保證措施下，按照規范要求施工，嚴把質量關，按期高效完成施工任務，各項技術指標都達到了設計要求，整體工程合格率100%，為箱涵頂板支撐施工提供了實踐經驗。