地下綜合管廊側(cè)墻單側(cè)支模施工工藝在受限空間中的應(yīng)用實(shí)踐

馬強(qiáng) 蒲飛

摘 ?要：在城市建設(shè)過程中，某個(gè)單一的建設(shè)項(xiàng)目因建設(shè)時(shí)序原因，在建設(shè)過程中往往受到條件限制無法采取常規(guī)方式施工。地下綜合管廊涉及基坑開挖，在結(jié)構(gòu)施工中，隨著板樁支護(hù)被廣泛采用，地下綜合管廊側(cè)墻施工多受到既有條件限制，在結(jié)構(gòu)混凝土施工中不得不采用單側(cè)支模。但是單側(cè)支模方式過程控制不當(dāng)容易造成混凝土模板錯(cuò)峰、混凝土平整度差等，難以保證施工質(zhì)量。該文通過在成都市天府新區(qū)福州路西段項(xiàng)目這一實(shí)際工程項(xiàng)目的運(yùn)用進(jìn)行案例研究，介紹在地鐵正常運(yùn)營線路外側(cè)施工綜合管廊工程單側(cè)支模施工工藝的應(yīng)用實(shí)踐。通過對(duì)施工工藝的控制，分析墻體外觀質(zhì)量，提出解決措施并取得良好效果。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；受限空間；單側(cè)支模；工程質(zhì)量；施工工藝

中圖分類號(hào)：TU990.3 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2024）18-0181-04

Abstract： In the process of urban construction， a single construction project is subject to construction time sequence reasons， in the construction process is often limited by conditions can not take the conventional way of construction. The underground comprehensive pipe corridor involves foundation pit excavation， and in structural construction. With the widespread use of sheet pile support， the construction of the side wall of the underground comprehensive pipe corridor is often limited by the existing conditions， so one-sided formwork has to be used in the structural concrete construction. However， the improper process control of unilateral formwork can easily cause the peak error of concrete formwork and the poor smoothness of concrete， which is difficult to ensure the construction quality. Through a case study on the application of the actual project of the west section of Fuzhou Road in Tianfu New District of Chengdu， this paper introduces the application practice of the construction technology of unilateral formwork in the construction of comprehensive pipe corridor project outside the normal operation line of subway. Through the control of the construction technology， the appearance quality of the wall is analyzed， the solving measures are put forward and good results are obtained.

Keywords： comprehensive pipe corridor; confined space; unilateral formwork; engineering quality; construction technology

隨著城市發(fā)展的不斷推進(jìn)，地下空間的利用日益廣泛。然而，由于地下空間受限，特別是在狹小的城市中心區(qū)域，常規(guī)的地下結(jié)構(gòu)施工方法往往面臨空間狹小、施工效率低下等問題。因此，尋找一種適用于受限空間的地下結(jié)構(gòu)施工工藝至關(guān)重要。在受限空間內(nèi)進(jìn)行綜合管廊施工，模板支架的搭設(shè)對(duì)綜合管廊施工質(zhì)量起到了至關(guān)重要的影響。模板支架在有限的空間內(nèi)無法按照常規(guī)的搭設(shè)方式進(jìn)行布置，但綜合管廊模板支架受力不能改變，對(duì)于模板支架搭設(shè)的布置是綜合管廊施工質(zhì)量、安全的一個(gè)重要考驗(yàn)[1]。

1 ?單側(cè)支模施工工藝的原理和特點(diǎn)

單側(cè)支模施工工藝是一種新型的混凝土澆筑技術(shù)，其原理是利用預(yù)先安裝好的單側(cè)模板作為支承體系，通過泵送混凝土澆筑和振搗，實(shí)現(xiàn)混凝土在模板內(nèi)的自密實(shí)。其主要特點(diǎn)為單側(cè)支模模架裝拆方便，支設(shè)速度快，省時(shí)省力。有效保證了墻體的垂直度、平整度，克服了常見的脹模、漏漿、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量通病[2-3]。可一次性支設(shè)模板高度7.5 m，對(duì)于較高墻體可以減少水平施工縫的留置數(shù)量，利于墻體防水。對(duì)超高墻體來說，底部混凝土側(cè)壓力很大，模板體系的設(shè)計(jì)要求高，模板的剛度要滿足使用要求。無須對(duì)拉螺栓，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的同時(shí)可提高防水效果。地下室外墻施工質(zhì)量直接影響主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及后期裝飾裝修施工[4]。

2 ?單側(cè)支模施工工藝在受限空間內(nèi)的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 ?項(xiàng)目概況

福州路西段綜合管廊工程位于成都市天府新區(qū)，管廊起訖樁號(hào)FZLGLK0+000～FZLGLK2+781.633，起點(diǎn)對(duì)應(yīng)道路樁號(hào)K0+740，終點(diǎn)接益州大道管廊預(yù)留接口，管廊全長2 781.633 m，最大縱坡3.6%，最小縱坡0%，管廊位于福州路西段道路前進(jìn)方向左側(cè)，基本位于道路紅線以外。正興18路管廊起訖樁號(hào)K0+000～K0+135，管廊全長135 m，最大縱坡30.2%，最小縱坡0%，并于福州路管廊FZLGLK0+100處下穿福州路西段綜合管廊，交叉位置設(shè)置交叉節(jié)點(diǎn)。鹿角槽雨水箱涵工程位于福州路綜合管廊北側(cè)，起點(diǎn)位于正興27路西側(cè)，終點(diǎn)接入釣魚嘴景觀渠，水體最終排入錦江，全長2 106 m，采用地下箱涵。雨水箱涵起訖樁號(hào)K0+000～K2+106，最大縱坡為2.65%，最小縱坡0.3%。管廊工程采用鋼筋混凝土三艙箱型結(jié)構(gòu)，自西向東依次為綜合艙1#、高壓電力艙、綜合艙2#。位于福州路西段道路前進(jìn)方向左側(cè)，基本位于道路紅線以外，綜合管廊左側(cè)緊鄰雨水箱涵（與綜合管廊同槽施工），右側(cè)緊鄰成都市地鐵6號(hào)線，位置關(guān)系如圖1所示。

本項(xiàng)目綜合管廊分為9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)斷面，本文采取A1型標(biāo)準(zhǔn)斷面。A1型斷面為三倉室，高度4 450 mm，側(cè)墻寬度500 mm，底板厚650 mm，頂板厚600 mm。

2.2 ?支模設(shè)計(jì)原理

綜合管廊主體結(jié)構(gòu)緊鄰地鐵，受地鐵保護(hù)條件限制，對(duì)地鐵側(cè)采取支護(hù)樁基坑開挖，“支護(hù)樁+樁間噴錨”支護(hù)結(jié)構(gòu)外“模板”。由于側(cè)墻緊貼旋挖灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，空間有限，無法滿足雙面支模的要求。因此，只能采用單面支模體系。內(nèi)模采用“斜撐+橫撐”的方式且與頂板盤扣支架連接成整體對(duì)其進(jìn)行加固，如圖2所示。

圖2中側(cè)模斜支撐、橫撐均采用8號(hào)槽鋼加頂托支撐，頂托與主梁內(nèi)縫隙采用木楔加固，槽鋼兩端焊接200 mm長Φ48.3 mm×3.6 mm鋼管用于承插頂托和錨固鋼筋。坡面斜撐采用200 mm×50 mm厚木板支墊，木板支墊采用鋼釬350 mm長鋼釬加固，鋼釬入土深度200 mm。側(cè)墻內(nèi)模斜撐撐腳采用直徑為20 mm鋼筋預(yù)埋，埋入長度200 mm，外露長度100 mm。預(yù)埋鋼筋間距采用斜撐布置。

管廊采取2次澆筑成型，第一次混凝體澆筑至底板和側(cè)墻腋角以上200 mm。側(cè)墻澆筑工藝流程為：施工縫鑿毛及雜物清理→保護(hù)層墊塊安設(shè)→模板安裝→支撐體系安裝→混凝土澆筑→模板拆除→混凝土養(yǎng)護(hù)。對(duì)比雙側(cè)支模，單側(cè)支模工藝流程減少了對(duì)拉螺桿的安拆和孔洞處理。

綜合管廊側(cè)墻采用單邊模實(shí)施，單側(cè)支模的側(cè)墻端頭模板采用山型卡+對(duì)拉螺桿與主筋連接，小梁采用40 mm×40 mm×2.5 mm矩管豎向布置，間距20 cm，主梁采用48.3 mm×3.6 mm短鋼管，間距同側(cè)墻主梁的豎向間距一致，如圖3所示。

底板端模板支架：主梁采用Ф48.3 mm×3.6 mm鋼管，上下布置2根，間距60 cm，小梁采用40 mm×40 mm×2.5 mm矩管，間距20 cm，采用鋼管斜支撐，間距90 cm，如圖4—圖6所示，具體參數(shù)配置見表1—表3，模板參數(shù)見表4。

最大澆筑高度考慮在3.95 m，澆筑速度高度方向不大于2 m/h，澆筑過程中混凝土側(cè)壓力計(jì)算如下

式中：F為新澆混凝對(duì)模板的側(cè)壓力計(jì)算值，kN·m-2；？酌c為混凝土重力密度，取值26 kN/m3；V為混凝土澆筑速度，m·h-1，取2 m·h-1；t0為新澆混凝土的初凝時(shí)間，h，取4 h；？茁1為外加劑影響系數(shù)，取1.0；？茁2為混凝土塌落度影響修正系數(shù)，取1.0；H為混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆筑混凝土頂面的總高度，取3.95 m。

計(jì)算得出F1=32.36 kN/m2，F(xiàn)2=102.7 kN/m2。

取兩式計(jì)算結(jié)果的最小值，F(xiàn)=32.36 kN/m2。

根據(jù)JGJ 162—2019《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》，面板驗(yàn)算按簡支梁計(jì)算，梁截面寬度取單位寬度，即b＝1 000 mm，面板驗(yàn)算公式如下

根據(jù)公式計(jì)算得出W=37 500 mm2，I=281 250 mm2。

考慮到工程實(shí)際和驗(yàn)算簡便，不考慮有效壓頭高度對(duì)面板的影響，則強(qiáng)度驗(yàn)算公式如下

由上式計(jì)算得出？滓=12.94 N/mm2<17 N/mm2，滿足要求。

2.3 ?影響因素分析

單側(cè)支模對(duì)墻體外觀質(zhì)量影響主要反映在脹模、裂縫、施工縫位漏漿、模板拼縫位置漏漿錯(cuò)峰和振搗不密實(shí)等方面。

單側(cè)支模加固的難度相對(duì)較大，無法像傳統(tǒng)的墻體模板那樣使用對(duì)拉螺桿進(jìn)行固定。本工程管廊側(cè)墻的厚度為0.5 m，高度為4.45 m，相對(duì)較厚且較高。混凝土在澆筑過程中會(huì)產(chǎn)生很大的側(cè)向壓力，因此對(duì)模板支撐體系的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性有很高的要求。如果加固不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致脹模、錯(cuò)臺(tái)，以及混凝土開裂。側(cè)墻高寬比大，混凝土分層澆筑振搗過程中肉眼觀察受限，振搗頻率難以控制，容易因少振過振造成蜂窩麻面等病害。

為了解決單側(cè)支模帶來的問題，采取加強(qiáng)模板支撐措施，單側(cè)支模側(cè)墻與頂板一次澆筑成型施工技術(shù)。在管廊底板施工完成后，安裝側(cè)墻模板和頂模支架同步安裝。支架采用承插型盤扣式鋼管支架，支架安裝完成后，采用Φ60鋼管作為對(duì)撐桿件與支架立桿通過十字扣件緊密連接，與支模架系統(tǒng)形成一個(gè)整體，使側(cè)墻模板加固體系更加穩(wěn)固。

2.4 ?質(zhì)量控制措施

2.4.1 ?模板支架質(zhì)量控制

模板結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的樹種應(yīng)避免使用有腐朽、霉變、蟲蛀、折裂和枯節(jié)的木材。主要承重構(gòu)件應(yīng)選用針葉材，重要的木質(zhì)連接件采用細(xì)密、直紋、無節(jié)和無其他缺陷的耐腐蝕的硬質(zhì)闊葉材?，F(xiàn)場制作木構(gòu)件其木材含水率滿足表5要求。

鋼管應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13793—2016《直縫電焊鋼管》或GB/T 3091—2015《低壓流體輸送用焊接鋼管》中規(guī)定的Q235、Q355普通鋼管的要求，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。不得使用有嚴(yán)重銹蝕、彎曲、壓扁及裂紋的鋼管。連接盤、扣接頭、插銷以及可調(diào)螺母的調(diào)節(jié)手柄采用碳素鑄鋼制造時(shí)，其材料機(jī)械性能不得低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11352—2009《一般工程用鑄造碳鋼件》中牌號(hào)為ZG230-450的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率的要求。

2.4.2 ?混凝土澆筑質(zhì)量控制

1）原材料質(zhì)量。原材料質(zhì)量對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，混凝土質(zhì)量又會(huì)對(duì)建筑工程整體質(zhì)量起決定性作用。因此，在正式開始配制混凝土之前，對(duì)于混凝土的原材料一定要在質(zhì)量上進(jìn)行非常嚴(yán)格的審查和檢驗(yàn)[5]。原材料骨料根據(jù)設(shè)計(jì)要求重點(diǎn)檢測針片狀含量、壓碎值、含泥量，相關(guān)添加劑符合設(shè)計(jì)技術(shù)和規(guī)范要求。

2）蜂窩麻面。混凝土振搗時(shí)，插入式振搗器振搗時(shí)間控制，可避免少振和過振，在施工縫位置鑿毛和凈漿濕潤的過程不能省略，同時(shí)密切關(guān)注施工縫位置，避免發(fā)生脹縫漏漿情況，發(fā)現(xiàn)趨勢及時(shí)采取應(yīng)對(duì)加固措施。

3）裂縫?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或者保護(hù)層厚度控制不到位容易造成溫縮裂痕甚至出現(xiàn)貫穿裂縫。在夏季混凝土澆筑后，側(cè)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.0 MPa左右時(shí)才可以進(jìn)行拆除，通常只要混凝土保證其表面及棱角不因拆除模板而受到損壞時(shí)即可拆除，拆除后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，根據(jù)天氣情況采取灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面始終保持濕潤狀態(tài)。

4）混凝土用量控制。在單側(cè)支模混凝土澆筑施工控制上，受到支護(hù)樁面垂直度、平整度等影響，對(duì)混凝土的下料不易控制，造成人為施工縫，影響混凝土成品質(zhì)量。在側(cè)墻外支護(hù)樁噴護(hù)后防水層外貼施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行測量計(jì)算預(yù)估側(cè)墻混凝土增加量，在側(cè)墻混凝土澆筑下料時(shí)，在計(jì)算用量加上增加量的基礎(chǔ)上再適當(dāng)增加一定混凝土方量，可避免人為施工縫。

5）防水質(zhì)量。支護(hù)結(jié)構(gòu)作為側(cè)墻外模板，在結(jié)構(gòu)防水上不受對(duì)拉螺桿影響，防水效果有所改善，需要重點(diǎn)加強(qiáng)施工縫和沉降縫的防水應(yīng)對(duì)措施。

3 ?結(jié)束語

在受限作業(yè)空間內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)單側(cè)支模的應(yīng)用是必然趨勢。單側(cè)支模的應(yīng)用，不受對(duì)拉螺桿影響，防水效果可以得到改善，但是單側(cè)支模受到施工工藝條件限制對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)成品質(zhì)量影響亦較明顯。本項(xiàng)目在實(shí)際應(yīng)用中，通過分析單側(cè)支模剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性的影響因素并針對(duì)性采取對(duì)應(yīng)且冗余的工程措施，結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量得到有效改善，為在受限空間作業(yè)單側(cè)支模工藝運(yùn)用上起到一定借鑒作用。

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