上海申伸強(qiáng)建設(shè)有限公司 上海 201201

1 軌交暗埋段墻體、頂板整體支模技術(shù)

軌交暗埋段整體支模技術(shù)是指通過合理調(diào)整施工工序及支架布局，將頂板模板支撐體系兼作墻體模板支撐體系，即墻體、頂板支模體系合二為一，使混凝土一次或二次（需換撐部位）澆筑成型的支模技術(shù)和支撐體系。該體系由核心支架系統(tǒng)、頂撐連接系統(tǒng)、安全構(gòu)造系統(tǒng)3部分組成（圖1）。

圖1 整體支模技術(shù)系統(tǒng)組成示意

整體支模技術(shù)種類主要分為無中隔墻整體支模系統(tǒng)、有中隔墻整體支模系統(tǒng)2大類，其區(qū)別在于有中隔墻時(shí)先澆筑中隔墻混凝土，這樣邊墻及頂板支模體系一側(cè)有可靠支撐，該側(cè)的斜撐可適當(dāng)減少，且另一側(cè)墻體混凝土澆筑對整個(gè)支撐系統(tǒng)的影響較小[1-3]。

整體支模技術(shù)關(guān)鍵工序?yàn)椋?/p>

1）搭設(shè)核心支架：搭設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐間的頂板模板支架立桿及橫桿（肋角處留900 mm寬通道）→搭設(shè)縱向、豎向剪刀撐（共3道：兩肋處各1道、中間1道，間距5～6 m）→搭設(shè)縱向、豎向剪刀撐（共2道：鋼管支撐處各1道，間距3～4 m）→搭設(shè)水平剪刀撐（共4道：上下各1道，支架每兩步1道）→形成核心支架。

2）形成墻體支模體系：立邊墻模板→將墻體模板支桿與核心支架連接（需換撐部位澆筑下段墻體混凝土）。

3）形成頂板支模體系：將頂板肋角、換撐鋼管上方處模板支桿與核心支架連接→鋪設(shè)頂板模板。

2 整體支模技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、驗(yàn)算及效果分析

2.1 工程概況

上海軌交12號線土建工程K40+406～RDK0+170為暗埋段，基坑寬度10.6～19.2 m，基坑深度7.3～11.8 m，墻、頂板厚0.7～1.0 mm，箱室凈高6.8 m，與車站相連的200 m（共8倉）無中隔墻，其余為厚300 mm中隔墻；圍護(hù)鋼管支撐間距3.5 m；采取φ800 mm鉆孔灌注樁圍護(hù)、3道φ609 mm鋼管支撐；采用無中隔墻、有中隔墻底板無高差的墻、頂板整體支模技術(shù)系統(tǒng)施工，排架為扣件式鋼管（φ48 mm×3.0 mm）支模體系，搭設(shè)高度6.8 m；頂板厚1 000 mm、兩側(cè)肋寬900 mm、凈寬13 m，立桿縱距、橫距為500 mm（四周2排400 mm），步距為1.0 m；墻厚1 000 mm，頂撐縱橫間距均為500 mm。

2.2 穩(wěn)定性驗(yàn)算

2.2.1 計(jì)算假定

1）只對單元體進(jìn)行驗(yàn)算，單體間連桿等為安全儲備；

2）由于對稱、均衡地澆筑墻體混凝土，并考慮到每個(gè)支架單元體四周立桿加密及其與中間的豎向剪刀撐，頂肋角、換撐鋼管上方的較大空當(dāng)通過斜撐傳力，故所有的豎向荷載由核心支架系統(tǒng)承擔(dān)，立桿按壓彎桿件計(jì)算；

3）施工時(shí)兩邊墻澆筑高差一般在0.3～0.4 m，故按1 m澆筑高差產(chǎn)生的側(cè)向壓力來驗(yàn)算體系整體抗側(cè)壓穩(wěn)定性；

4）頂撐連接系統(tǒng)均按懸臂壓桿計(jì)算，同時(shí)驗(yàn)算與之相連的核心支架桿件的強(qiáng)度及變形。2.2.2 整體穩(wěn)定計(jì)算

每個(gè)計(jì)算單元（13 m×3.5 m）的核心支架立桿數(shù)量為161根，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0取0.9，荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值S=1 635.8 kN，核心支架立桿的抗力設(shè)計(jì)值R=11.55 kN；則γ0S=1 472.22 kN＜nR=1 859.55 kN。

2.2.3 立桿豎向位移

立桿變形量Δ= 4.56 mm＜[Δ] =6.8 mm。

2.2.4 立桿側(cè)向穩(wěn)定

式中：Nz——不考慮新澆筑混凝土自重的荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

φ——軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)；

A——鋼管的截面積；

Mz——核心支架計(jì)算立桿由混凝土澆筑高差產(chǎn)生的彎矩；

W——截面模量；

f——鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

2.2.5 頂撐、架體局部計(jì)算

1）撐桿強(qiáng)度驗(yàn)算：按懸臂長0.9 m，則撐桿允許承受的壓力值[N]=28.33 kN＞N實(shí)際值=8.03 kN。

2）核心架體橫向變形驗(yàn)算（按3跨連續(xù)考慮）：核心支架立桿實(shí)際變形值υ=1.39 mm≤[υ]=6.7 mm。

3）頂板混凝土澆筑時(shí)核心架體四周立桿強(qiáng)度驗(yàn)算：按加密間距計(jì)算立桿豎向荷載及頂撐力產(chǎn)生的附加效應(yīng)：

2.3 整體支模技術(shù)安全構(gòu)造措施

1）核心架體抗浮措施：在底板靠肋角及板中埋設(shè)鋼筋頭或鋼管作地錨，伸出板面15 cm，縱向鋪設(shè)鋼管與其焊牢或扣牢。

2）模板下端固結(jié)措施：因邊墻較厚，近止水鋼板內(nèi)側(cè)豎向留置長30 cm的φ25 mm@500 mm鋼筋頭，伸出墻體施工縫10 cm；φ16 mm對拉螺栓一端彎成“∩”形并與預(yù)埋的鋼筋頭鉤住并焊牢，另一端伸出模板、木方、雙鋼管、蝶形扣件，并用螺母與模板緊固。

3）通道處支撐加固措施：底板肋角處留2步橫桿，伸出核心支架外側(cè)10 cm，作為行走、運(yùn)送材料的通道，其余橫桿均伸至離墻邊15 cm（預(yù)留模板、木方、雙鋼管的厚度）；頂部肋角處用2根斜撐將橫向鋼管角點(diǎn)、中點(diǎn)頂牢。

4）核心架體連接措施：在鋼支撐上下方用橫桿及水平剪刀撐將兩側(cè)的單元體連牢。

5）變形控制措施：模板采用地腳螺栓固定，其變形可忽略不計(jì)，變形模式可簡化為一端固定的懸臂梁體系，模板安裝時(shí)將模板預(yù)先向內(nèi)傾斜，以達(dá)到預(yù)變形的目的。

2.4 實(shí)施效益

1）與車站相連的200 m暗埋段，從底板混凝土澆筑完畢到頂板混凝土完成，每倉比傳統(tǒng)方法節(jié)省15～18 d；

2）節(jié)省周轉(zhuǎn)材料：由于整體支模技術(shù)采取單側(cè)模板安裝技術(shù)，僅在模板下口埋設(shè)對拉螺栓，則每延長米結(jié)構(gòu)（雙墻）可節(jié)省對拉螺栓105 kg；

3）方便施工操作：為節(jié)省工期，墻體鋼筋綁扎、立模、支架搭設(shè)交叉進(jìn)行，而核心支架四周700～900 mm的空當(dāng)可作為通行、運(yùn)料通道，在最后立墻體、頂肋角模板時(shí)封閉，方便施工而不影響該支模體系安全；

4）變形控制效果：經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際分析，澆筑高度為6.855 m段，模板預(yù)先向內(nèi)傾斜8 mm；澆筑高度為5.645 m段，模板預(yù)先向內(nèi)傾斜5 mm，以抵消混凝土澆筑的變形量，達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)偏差最小的目的。澆筑完成后側(cè)墻垂直度偏差不超過 3 mm，部分墻體垂直度達(dá)到零偏差。

3 結(jié)語

1）軌交暗埋段整體支模技術(shù)縮短了結(jié)構(gòu)施工周期、節(jié)省了周轉(zhuǎn)材料、方便施工，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益；

2）按照先核心支架系統(tǒng)、后頂撐連接系統(tǒng)的施工工序，注重剪刀撐、頂桿連接的施工質(zhì)量，控制兩側(cè)墻體混凝土澆筑速度和高差是該體系施工的關(guān)鍵點(diǎn)；

3）結(jié)合圍護(hù)支撐布局，對核心架體的整體穩(wěn)定、抗側(cè)壓穩(wěn)定、豎側(cè)向變形及連桿的強(qiáng)度等進(jìn)行驗(yàn)算，為該體系的工程實(shí)踐提供了理論依據(jù)[4,5]。