陳 亮 馬 潔

(1.石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院，河北石家莊 050043; 2.石家莊鐵道大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北石家莊 050043)

0 引言

高大模板［1］是指水平混凝土構(gòu)件模板支撐系統(tǒng)高度超過8 m，或跨度超過18 m，施工總荷載大于10 kN/m2，或集中線荷載大于15 kN/m的模板支撐系統(tǒng)。明挖順作法地下兩層多跨箱形鋼筋混凝土地鐵車站結(jié)構(gòu)雖然其單層高度Hmax＜8 m、單跨跨度Lmax＜18 m，但由于其模板所承受的施工總荷載大于10 kN/m2、線荷載大于15 kN/m，故屬于高大模板范疇，是地鐵安全監(jiān)控的重點(diǎn)。實(shí)踐證明，要做好地鐵高大模板的安全監(jiān)控工作，方案必須先行，而且方案必須具有一定的科學(xué)性、合理性、可操作性與完備性，否則其施工安全無法保障。因此，編制好地鐵高大模板安全專項(xiàng)施工方案有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在此，筆者擬從編制依據(jù)、工程概況、模板方案、模板檢算、施工措施等方面，對編制內(nèi)容及有關(guān)問題進(jìn)行較為系統(tǒng)地研究，以期對方案編制工作有所裨益。

1 編制依據(jù)

從筆者所了解到的情況看，大多數(shù)施工方案對技術(shù)性方面的主要依據(jù)均較明確，都能將JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范(依據(jù)1)，JGJ 166-2008建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(依據(jù)2)或JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(依據(jù)3)或JGJ 128-2010建筑施工門式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(依據(jù)4)，GB 50214-2001組合鋼模板技術(shù)規(guī)程(依據(jù)5)，JG/T 156-2004竹膠合板模板(依據(jù)6)等納入編制依據(jù)。除此之外，與方案密切相關(guān)的其他依據(jù)尚缺失較多，究其原因主要是:1)有的對高大模板法規(guī)性依據(jù)尚不十分明確，竟然缺少住建部《建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則》(依據(jù)7);2)對高大模板荷載方面的依據(jù)理解不十分透徹，尚未將主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖(依據(jù)8)、施工組織設(shè)計(jì)(依據(jù)9)或主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑專項(xiàng)施工方案(依據(jù)10)納入編制依據(jù)，前者與結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)制約永久荷載，后兩者與施工設(shè)備配備有關(guān)制約可變荷載，均是重要依據(jù)不可廢除;3)對其他不常用的一些技術(shù)性依據(jù)如《建筑施工手冊》(2012.12版)(依據(jù)11)，GB 50005-2003木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(依據(jù)12)，GB 15831鋼管腳手架扣件(依據(jù)13)尚不十分熟悉，未寫進(jìn)方案中來，其實(shí)這些標(biāo)準(zhǔn)不僅與模板設(shè)計(jì)有關(guān)，而且與安裝工藝關(guān)系密切，也是不能缺少的;4)對編制依據(jù)的理解尚不十分準(zhǔn)確，把握不夠，有的把《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等與模板方案基本無關(guān)的東西寫入方案中，這種不正確的現(xiàn)象需要糾正。通過上述分析、研究，地鐵高大模板安全專項(xiàng)施工方案的編制依據(jù)主要應(yīng)包括三大方面的內(nèi)容:

1)法規(guī)性依據(jù)(依據(jù)7)，這是關(guān)鍵依據(jù)，在眾多依據(jù)中應(yīng)居于首位。

2)技術(shù)性依據(jù)(依據(jù)1～6，11～13)，這是主要依據(jù)，應(yīng)根據(jù)采用模板支架體系的不同，逐一列出，不可遺漏。

3)荷載相關(guān)依據(jù)(依據(jù)8～10)，這是重要依據(jù)，不可缺失，均應(yīng)寫入方案。

2 工程概況

高大模板安全專項(xiàng)施工方案不同于施工組織設(shè)計(jì)，也不同于其他分部工程施工方案，工程概況應(yīng)各有區(qū)別，切忌照抄、照搬設(shè)計(jì)文件，應(yīng)緊扣高大模板這個(gè)主題，有選擇性地編寫。為達(dá)此目的，以筆者之管見，其編寫內(nèi)容及注意事項(xiàng)應(yīng)按如下要點(diǎn)予以掌握:

1)與高大模板有關(guān)的工程情況需納入編寫范圍。如工程名稱、主要工法、起止里程、車站總長、基坑寬度與深度、車站類別與結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)斷面尺寸(主要是底板、側(cè)墻、頂板及頂縱梁等斷面尺寸)、混凝土等級、結(jié)構(gòu)高度與跨度等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)均應(yīng)寫明，篇幅力求控制在600字以內(nèi)。

2)與高大模板有關(guān)的施工組織安排、工序銜接關(guān)系等也應(yīng)在方案中反映。如施工段劃分?jǐn)?shù)量與長度、結(jié)構(gòu)施作方法(采用三次施作法還是五次施作法)［2］、模板支架安裝與鋼支撐拆除關(guān)系、澆筑混凝土后搭設(shè)腳手架的最小間隙時(shí)間、工序流程(是單工序順序作業(yè)，還是多工序平行流水作業(yè))、拆模時(shí)間等等也需說明。此部分涉及的內(nèi)容較多，編寫時(shí)應(yīng)梳理清楚，按照合理的順序分項(xiàng)敘述，篇幅不超過400字為宜。

3)施工材料及施工設(shè)備的配備情況是方案的重要組成部分，不可遺漏。如模板支架配備的總套數(shù)(兩層結(jié)構(gòu)每段為1套)，模板支架是否周轉(zhuǎn)倒用，澆筑混凝土所配備的機(jī)具、設(shè)備，是否使用布料機(jī)等等，文字要簡練，說明即可，篇幅150字～200字為宜。

4)與高大模板作業(yè)安全攸關(guān)的事項(xiàng)也需在方案中說明。如上下基坑的安全通道如何設(shè)置，各施工段是否配備臨時(shí)簡易爬梯，基坑吊裝作業(yè)基本形式、基坑施工期間排降水情況等，說明事項(xiàng)即可，不可贅述，篇幅100字～150字為宜。

3 模板方案［2］

模板方案主要包括工期目標(biāo)、施作方法、施組安排、材料選用、安裝尺寸及構(gòu)造要求等等?，F(xiàn)分述如下:

1)工期目標(biāo)。

說明工程工期、施工任務(wù)及工期目標(biāo)即可，務(wù)求簡練。

2)施作方法。

明挖順做法地鐵車站，是在土方開挖見底后，縱向分段，水平分層進(jìn)行的，施作方法主要有兩種:三次施作法和五次施作法。三次施作法為墻板梁整體式施作法，每段結(jié)構(gòu)三次完成，工序轉(zhuǎn)換少，材料投入量較大，施工周期較短;五次施作法為側(cè)墻與板梁分離式施作法，每段結(jié)構(gòu)分五次才能完成，工序轉(zhuǎn)換較多，材料投入量相對較少，施工周期較長。目前我國大多數(shù)城市地鐵均實(shí)行明挖車站、區(qū)間盾構(gòu)綜合招標(biāo)法，施工招標(biāo)以后，開工在即，工程工期均較緊張，此類工程一般采用三次施作法較為合適。如果工期較長，僅主體結(jié)構(gòu)施工工期就能達(dá)到1年以上時(shí)，則可采用五次施作法進(jìn)行，這樣施工成本相對較低一些。方案編制時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。

3)施組安排。

采取五次施作法時(shí)，一般為單工序順序作業(yè)，施組安排較為簡單。采用三次施作法時(shí)，對施組安排有特殊要求:a.關(guān)鍵線路上的工作必須安排兩個(gè)工班平行流水作業(yè)，安排不當(dāng)時(shí)，工序銜接會(huì)出現(xiàn)混亂，工期無法保證;b.模板支架不能周轉(zhuǎn)倒用，使用材料必須充分保證。這些因素屬施組重要內(nèi)容，編寫方案時(shí)，必須高度重視，妥善作出安排。

4)材料選用。

材料選用基本原則是:既要充分保障地鐵實(shí)體結(jié)構(gòu)的基本質(zhì)量，又要考慮模板支架易于安裝。為達(dá)此目的，根據(jù)筆者的工程經(jīng)驗(yàn)，建議優(yōu)先選用φ48×3.6碗口式滿堂鋼管支架、P6015組合鋼模及竹膠合模板，次楞選用方木，主楞選用槽鋼。

5)模板方案還應(yīng)包括安裝尺寸及構(gòu)造要求等。

原則上安裝尺寸不能大于檢算尺寸，構(gòu)造要求應(yīng)繪制具體安裝圖并加文字說明，才能有效地指導(dǎo)安裝。安裝圖應(yīng)包括總體構(gòu)造圖(橫斷面構(gòu)造圖)及側(cè)墻、頂板、頂縱梁模板細(xì)部構(gòu)造大樣圖。受篇幅所限，各種圖示在此從略。

4 模板檢算［3，4］

1)模板檢算時(shí)，需要在方案中妥善解決如下問題。

a.正確確定檢算結(jié)構(gòu)及檢算項(xiàng)目。從地鐵結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來講，軌行區(qū)結(jié)構(gòu)凈空較高，其側(cè)墻模板應(yīng)檢算;頂板、頂縱梁荷載較大，其模板應(yīng)檢算。具體檢算項(xiàng)目包括這三大類模板及相應(yīng)次楞、主楞的抗彎強(qiáng)度及撓度，另外立桿和水平桿的穩(wěn)定性也需檢算。

b.模板及各類構(gòu)(桿)件承受何種荷載，其結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)如何，檢算類型該如何確定。從荷載類型看，鋼模板、竹膠合模板承受均布荷載，可按三跨或四跨連續(xù)板檢算;次楞、主楞承受集中荷載，可按三跨連續(xù)梁檢算;立桿承受集中荷載，穩(wěn)定性應(yīng)按最大步距檢算，水平桿承受水平集中荷載應(yīng)按最大跨距檢算。

c.地鐵高大模板按什么受力特性進(jìn)行檢算，在確定的受力特性狀態(tài)下，荷載效應(yīng)組合控制情況怎樣。一般來講，可按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行檢算。由于地鐵結(jié)構(gòu)尺寸較大，側(cè)墻厚度一般為70 cm，頂板厚度在80 cm～100 cm之間，頂縱梁最大斷面尺寸可達(dá)高120 cm×寬200 cm，永久荷載很大，故主要由永久荷載效應(yīng)組合控制檢算。在此種情況下荷載計(jì)算公式分別為:

在上述公式中，永久荷載有G1K模板自重，G2K結(jié)構(gòu)混凝土自重，G3K鋼筋自重，G4K內(nèi)部振搗器對側(cè)墻模板產(chǎn)生的側(cè)壓力;可變荷載有Q1K施工人員及設(shè)備荷載，Q2K振搗混凝土產(chǎn)生的荷載，Q3K傾倒混凝土對側(cè)墻模板產(chǎn)生的荷載。

d.在上述模板荷載計(jì)算中，每一種具體的荷載取值怎么確定。其中G4K需要根據(jù)JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范(以后簡稱“模規(guī)”)4.1.1-1 公式 F=0.22γctoβ1β2V1/2及 4.1.1-2公式F=γcH計(jì)算取小值，其余均視不同情況根據(jù)模規(guī)“4.1.1～4.1.2”條之規(guī)定取值即可。頂板與頂縱梁由于模板類型與結(jié)構(gòu)尺寸不同，相應(yīng)的G1K，G2K，G3K值是不同的;在施工設(shè)備配置上兩者沒有差異，故Q1K，Q2K是相同的。側(cè)墻與板梁的模板類型不同，故其Q2K值是有區(qū)別的。

2)檢算結(jié)果。

因篇幅所限，檢算在此從略。經(jīng)檢算可知，地鐵明挖兩層結(jié)構(gòu)，側(cè)墻厚70 cm，頂板厚80 cm，頂縱梁斷面高×寬為180 cm×120 cm時(shí)，側(cè)墻次楞按30 cm間距豎向布置φ48×3.6單肢鋼管、板結(jié)構(gòu)次楞按30 cm間距沿車站橫向布置50 cm×50 cm方木、頂縱梁次楞按30 cm間距沿車站橫向布置100 mm×100 mm方木、側(cè)墻按90 cm間距水平布置［8槽鋼主楞、板結(jié)構(gòu)按90 cm間距沿車站縱向布置［8槽鋼主楞、頂縱梁按60 cm間距沿車站縱向布置［10槽鋼主楞、板結(jié)構(gòu)按縱橫間距90 cm搭設(shè)φ48×3.6碗口式鋼管立桿、頂縱梁按縱距90 cm橫距60 cm搭設(shè)φ48×3.6碗口式鋼管立桿、水平桿按豎向1.2 m間距搭設(shè)φ48×3.6碗口式鋼管即可保證施工安全的需要。方案最終確定的安裝尺寸只要不大于上述檢算數(shù)據(jù)即可。

5 施工措施

施工措施切忌照抄、照搬規(guī)范，或套用其他電子版，一定要結(jié)合工程實(shí)際和施工隊(duì)伍所具有的施工經(jīng)驗(yàn)，有針對性、有重點(diǎn)地編寫。以下重要內(nèi)容攸關(guān)高大模板施工安全，必須納入施工措施認(rèn)真編寫:

1)目前市場上φ48的鋼管，壁厚δ=2.8 mm～3 mm的較多，材料進(jìn)場時(shí)必須嚴(yán)加檢查驗(yàn)收。為確保支架安全受力的要求，δ＜3.6 mm時(shí)應(yīng)對其材料進(jìn)行更換。

2)板梁次楞一般采用方木，其順直性和接觸面的平整度對安裝工藝影響較大。因此，在這兩個(gè)方面不符合要求的材料，要予以更換。

3)搭設(shè)支架時(shí)，嚴(yán)禁直接在基礎(chǔ)面上安裝立桿。為確保支架的穩(wěn)定性和基本工藝要求，立桿底部必須安裝平板底托，底托、頂托、水平支托外露長度必須符合規(guī)范要求(≤20 cm)。

4)側(cè)墻鋼管次楞與槽鋼主楞應(yīng)采用U形螺栓連接;槽鋼主楞搭接點(diǎn)應(yīng)位于支托處，原則上也應(yīng)用U形螺栓連接;竹膠合模板與方木次楞可用鐵釘頂固。

5)側(cè)墻、板梁整體施作時(shí)，每段側(cè)墻頂部須預(yù)留3個(gè)～4個(gè)投料孔，澆筑混凝土?xí)r，泵車投料管應(yīng)伸至側(cè)墻內(nèi)，投料高度控制在2 m左右為宜，嚴(yán)禁在側(cè)墻頂部直接投料。

6)支架搭設(shè)的基本原則:先縱向、后橫向。縱向應(yīng)從兩施工段結(jié)合部開始向另一端順序搭設(shè)。橫向應(yīng)從中間向兩側(cè)搭設(shè)，先搭設(shè)中間縱梁處支架，然后再搭設(shè)兩側(cè)板支架。搭設(shè)板支架時(shí)，位于側(cè)墻處1跨～2跨支架應(yīng)最后搭設(shè)，以便安裝側(cè)墻模板。

7)搭設(shè)板支架時(shí)，單跨跨中應(yīng)考慮支架的施工沉落量，以確保結(jié)構(gòu)凈空的需要。

［1］建質(zhì)［2009］254號，建設(shè)工程高大模板支撐系統(tǒng)施工安全監(jiān)督管理導(dǎo)則［S］.

［2］陳 亮，馬 潔.地鐵明挖車站模板施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.國防交通工程與技術(shù)，2013，11(2):77-80.

［3］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］秦桂娟.建筑工程模板設(shè)計(jì)實(shí)例與安裝［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.