米 斌

中鐵隆工程集團(tuán)有限公司

淺談明挖大跨度車站“墻板同步”施工工藝

米 斌

中鐵隆工程集團(tuán)有限公司

本文根據(jù)青島地鐵1號線某車站側(cè)墻及中(頂)板施工的總結(jié)，闡述大跨度車站采用“墻板同步”施工工藝，模板及支架的設(shè)計(jì)、可行性、工藝優(yōu)缺點(diǎn)和施工注意事項(xiàng)等相關(guān)問題，該工藝具有減少施工縫--強(qiáng)化結(jié)構(gòu)質(zhì)量，減少防水處理節(jié)--點(diǎn)節(jié)約成本，簡化施工工藝縮短工期等優(yōu)點(diǎn)等，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可供類似工程施工參考。

地鐵車站；大跨度；墻板同步支撐體系

幾十年來，隨著我國地鐵的快速發(fā)展，各種結(jié)構(gòu)施工工藝日臻成熟，在三角單側(cè)模板支撐體系推行以來，明挖地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工便形成了“先底板—后墻柱—再梁板” 的傳統(tǒng)步序，但在特殊工況下，該傳統(tǒng)工藝無法滿足現(xiàn)場施工需要。“墻板同步”法施工工藝卻能解決特殊工況施工作業(yè)，本文結(jié)合在青島市地鐵1號線某車站主體結(jié)構(gòu)“墻板同步”法施工的現(xiàn)況，總結(jié)該法在施工過中所遇到的問題，試就車站主體結(jié)構(gòu)“墻板同步”法施工情況﹑工藝優(yōu)缺點(diǎn)及控制要點(diǎn)談?wù)勛约旱拇譁\看法，旨在拋磚引玉，為進(jìn)一步探索大跨度地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工方法而努力。

1 技術(shù)分析

對于地鐵明挖大跨度車站主體結(jié)構(gòu)施工，施工工序?yàn)?，開挖見底后先施工底板結(jié)構(gòu)，再施工邊墻及立柱，直至完成中(頂)板結(jié)構(gòu)施工后再開展其他工序作業(yè)，該作業(yè)順序?yàn)榈罔F明挖車站非“墻板同步”施工工藝常規(guī)流程，該工藝特點(diǎn)為各構(gòu)件分別作業(yè)，先墻柱后梁板，反復(fù)倒用模板支架，模板支架投入較少，施工縫較多，適用工期正常，流水作業(yè)。

“墻板同步”施工工藝，即在車站底板及立柱完成混凝土澆筑后，側(cè)墻與中板(或頂板)同時(shí)各工序施工，側(cè)墻及中板(或頂板)同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，側(cè)墻與中板(或頂板)無節(jié)點(diǎn)施工縫為一整體結(jié)構(gòu)，該工藝特點(diǎn)為各構(gòu)件同時(shí)作業(yè)，先柱后墻板，一次投入模板支架，模板支架投入較多，施工縫較少，適合工期緊張，快速轉(zhuǎn)序。

2 工程案例

青島地鐵一期工程火車北站站，位于鐵路青島北客站下方。地鐵1號線(B3區(qū))為南北向地下三層雙柱三跨13m島式站臺車站，車站標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模208×22.2m最大跨度23.4m。地鐵1號線與3，8號線車站形成十字換乘，基坑開挖寬度約24m，最大開挖深度約23.3m；車站主體結(jié)構(gòu)底板厚1100mm，側(cè)墻厚900mm，地下二層與地下三層中板厚500mm，該車站采用明挖順作法一次施工成型。

由于本車站跨度大﹑工期較短，需全車站同時(shí)進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻施工，現(xiàn)有模板無法滿足側(cè)墻施工需要。根據(jù)前期C1區(qū)區(qū)間小跨度“墻板同步”施工的經(jīng)驗(yàn)，通過綜合比選，決定采用“墻板同步”施工工藝，即側(cè)墻與中板(或頂板)同時(shí)各工序施工，同步進(jìn)行混凝土澆筑。具體如圖1 所示。

3 墻板模板及支架體系設(shè)計(jì)

3.1 工藝分析

“墻板同步”施工的難點(diǎn)是如何保證側(cè)墻模板在施工中的安全。與側(cè)墻單側(cè)模板三角支架相比，該工序受力工況為橫向傳力，因此施工前需對支架及模板所承受的荷載進(jìn)行詳細(xì)分析與計(jì)算，保證側(cè)墻支架橫向傳力順暢，設(shè)計(jì)出安全的支架模板體系。

3.2 模板體系設(shè)計(jì)

根據(jù)施工總體部署及工期要求，需配置兩段墻體及板模板，每段長約40m。

B3區(qū)車站，地下三層﹑地下二層側(cè)墻厚900mm，高度6.3～6.6m，側(cè)墻模板面板采用6015組合鋼模，模板定制成可吊裝的大模板，根據(jù)實(shí)際所需尺寸拼裝組合，每塊模板采用高強(qiáng)螺栓連接牢固。

單塊大模板寬1.5m，高6m，模板背后設(shè)主肋兩道，主肋采用I20a，間距0.75m；模板加固時(shí)主肋間加豎向方木次梁，保證豎向肋骨間距不大于200mm。

中(或頂)板采用15mm厚木膠板，主肋采用120×150mm方木，次肋采用100×100mm方木。肋木錯(cuò)頭布置，接頭處采用鐵釘釘牢。模板拼接嚴(yán)密，縫隙處用海綿體堵實(shí)，防止漏漿。對跨度L≥4m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，其模板中部應(yīng)起拱，起拱高度宜為跨度的1%～3%。

圖1 車站墻板同步施工砼澆筑順序

圖2 車站墻板同步施工碗扣支架圖

3.3 支架體系設(shè)計(jì)

“墻板同步”支架為碗扣支架+鋼管扣件支架復(fù)合支撐體系，先施工中(頂)板大面支架，預(yù)留板與墻體交接部位的腋角模板為側(cè)墻模板吊裝孔，待側(cè)墻模板安裝完成后再封閉該處中(頂)板模板。

頂板支架為碗扣式腳手架，采用600×900×1200mm模數(shù)，東西向橫桿間距600mm，南北向橫桿間距900mm。立桿頂部設(shè)可調(diào)頂托，底部設(shè)可調(diào)托座，支架頂端﹑底部和縱橫向連續(xù)設(shè)置水平剪刀撐，其間距應(yīng)小于或等于4.5m。

剪刀撐的斜桿與地面夾角45°～60°之間，斜桿應(yīng)每步與立桿扣接。剪刀撐采用Φ48×3.5mm鋼管，用扣件與鋼管立柱扣牢，剪刀撐采用搭接，搭接長度不得小于500mm，應(yīng)采用2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件分別在離桿端不小于100mm處進(jìn)行固定。(見圖2)

側(cè)墻大鋼模支撐采用鋼管扣件對撐體系，橫向支撐鋼管采用扣件連接在頂板碗扣支架上，保證橫向傳力。橫向鋼管支架搭設(shè)時(shí)應(yīng)充分利用結(jié)構(gòu)的底板縱梁和中柱作為傳力支撐點(diǎn)，鋼管縱向間距900mm，豎向間距600mm。

每塊1.5m寬鋼模根據(jù)每結(jié)構(gòu)段的長度逐塊吊裝拼接，兩塊模板之間采用高強(qiáng)螺栓連接牢固。

大墻模拼裝完成后，在I20a后安裝雙Φ48×3.5mm鋼管作為傳力肋，鋼管鋼管間距豎向600mm。模板加固時(shí)將橫向鋼管支撐端頭加頂托支撐在傳力肋上，用頂托調(diào)節(jié)支撐松緊。

3.4 模板支架受力驗(yàn)算

經(jīng)過對支架及模板的剛度﹑強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算，該工程中設(shè)計(jì)的支架及模板所使用材料的力學(xué)性能均能滿足規(guī)范要求，能保證施工質(zhì)量和施工安全，在此不再贅述計(jì)算過程。

4 工藝優(yōu)缺點(diǎn)分析

無論是采用單側(cè)模板，還是采用“墻板同步”施工工藝，通過對墻體模板與支架體系的設(shè)計(jì)，均可以保證模板及支架的強(qiáng)度﹑剛度及穩(wěn)定性，保證安全施工?，F(xiàn)將“墻板同步”施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)分析總結(jié)如下。

4.1 墻板同步施工的優(yōu)點(diǎn)

⑴減少施工縫，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)質(zhì)量，減少質(zhì)量隱患。地下結(jié)構(gòu)防水核心為盡量減少施工縫等防水薄弱點(diǎn)，采用“墻板同步”施工工藝可以減少墻體兩側(cè)各一道施工縫，使墻體與中(頂)板連接更牢固。施工縫指的是在混凝土澆筑過程中，因設(shè)計(jì)要求或施工需要分段澆筑而在先﹑后澆筑的混凝土之間所形成的接縫。

因混凝土先后澆注形成的結(jié)合面為結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)，容易出現(xiàn)各種隱患及質(zhì)量問題，因此，對施工縫的處理要求較高。采用“墻板同步”施工工藝，墻體與中(頂)板混凝土同時(shí)澆筑，結(jié)構(gòu)整體性好，結(jié)合部位再無施工縫，可以降低因施工縫存在而易出現(xiàn)各種隱患及質(zhì)量問題(可以保證節(jié)點(diǎn)位置內(nèi)實(shí)外美，降低節(jié)點(diǎn)部位滲漏水發(fā)生的概率)。

⑵減少節(jié)點(diǎn)處理工藝，節(jié)約施工成本。采用“墻板同步”施工工藝，可以省去對施工縫防水及二次施工的加強(qiáng)措施。按該項(xiàng)目側(cè)墻防水設(shè)計(jì)施工圖，施工縫節(jié)點(diǎn)防水加強(qiáng)措施每一延米可以少用1m鋼邊橡膠止水帶，0.5m2雙面粘合Ⅱ型瀝青基聚氨酯胎防水卷材，1m雙道遇水膨脹止水條，同時(shí)可以省去二次施工時(shí)對施工縫的鑿毛處理措施。

根據(jù)項(xiàng)目清單報(bào)價(jià)每延米施工縫處理費(fèi)用為304.724元，1號線車站兩層框架結(jié)構(gòu)均采用“墻板同步”施工工藝，共計(jì)省去施工縫208×4=832m，節(jié)省造價(jià)832×304.724≈25.4萬元。若結(jié)構(gòu)較長則可以節(jié)省一大筆費(fèi)用，對于施工方來說是一個(gè)不錯(cuò)的利潤創(chuàng)造點(diǎn)。

⑶簡化施工工藝，縮短施工工期。不必事先對墻體流水施工，可以大面積同步對結(jié)構(gòu)施工，快速進(jìn)入下一道施工工序。采用“墻板同步”施工工藝，底板澆筑后即可進(jìn)行立柱﹑側(cè)墻及部分中(頂)板支架﹑模板及鋼筋施工，對于工期壓力大的項(xiàng)目相當(dāng)適宜采取該法施工。

4.2 板墻同步施工的缺點(diǎn)

⑴支撐體系工序多，加固與拆除繁瑣?！皦Π逋健笔┕すに嚍閺?fù)合支撐體系，頂板為碗扣式腳手架，側(cè)墻為鋼管扣件腳手架，且兩種支架固結(jié)為一體，共同承受豎向及水平荷載。碗扣支架施工時(shí)需預(yù)先將鋼管留置在碗扣支架內(nèi)，待后續(xù)進(jìn)行側(cè)墻支撐加固。

由于該支架體系，桿件眾多，拆模空間狹小，拆模順序應(yīng)按照后裝先拆﹑先裝后拆，先拆非承重模板﹑后拆承重模板，并應(yīng)從上而下進(jìn)行拆除，拆除過程繁瑣。

⑵需增加額外支撐材料，措施費(fèi)用高。采用“墻板同步”施工工藝雖然不用一次性投入一套單側(cè)模板三角支撐，但是投入了大量的周轉(zhuǎn)性材料，如型鋼﹑鋼管﹑扣件及托撐等。

⑶多交叉作業(yè)，安全管理難度大。采用該種工藝，出現(xiàn)側(cè)墻﹑立柱及中(頂)板同時(shí)施工，涉及支架﹑模板及鋼管工種作業(yè)橫向交叉﹑豎向重疊，這要求相關(guān)參建人員加強(qiáng)安全管理，勤溝通﹑多協(xié)調(diào)，保證安全施工的條件下完成每一道工序。

5 施工注意事項(xiàng)

⑴做好砼澆筑過程中變形監(jiān)測。本工程采用碗扣式鋼管腳手架+鋼管扣件復(fù)合支撐體系，該支架體系跨度大，受力復(fù)雜，在支架及模板搭設(shè)﹑鋼筋安裝﹑砼澆搗等施工過程中以及砼終凝前后，必須隨時(shí)對支撐體系變形進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)反饋監(jiān)測信息，確保施工安全。

⑵確保支架搭設(shè)及加固質(zhì)量。本支架體系加固節(jié)點(diǎn)眾多，橫向支撐全為扣件與碗扣式腳手架立桿相連，施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)排查節(jié)點(diǎn)處扣件﹑扣碗的加固質(zhì)量，防止支架變形。

⑶嚴(yán)格控制側(cè)墻模板垂直度及平整度。該種側(cè)墻支撐體系，墻體支撐點(diǎn)眾多，支架加固時(shí)，應(yīng)拉線控制支撐端頭豎向及縱向垂直度從而控制側(cè)墻模板垂直度，保證實(shí)體結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

⑷注意砼澆筑順序。側(cè)墻模板為對撐受力，為防止兩側(cè)側(cè)墻支架在砼澆筑過程中不均勻受力，引起模板變形，在砼澆筑過程中應(yīng)該注意砼澆筑順序，側(cè)墻混凝土澆筑時(shí)，兩側(cè)墻體應(yīng)同時(shí)分層對稱進(jìn)行澆筑且澆筑高度需大致一致。

6 結(jié)束語

地鐵車站框架結(jié)構(gòu)施工一直為地鐵土建施工的重點(diǎn)，框架結(jié)構(gòu)墻板施工方法靈活多樣，但只要經(jīng)過對項(xiàng)目的特點(diǎn)﹑難點(diǎn)等進(jìn)行綜合分析，選擇適合項(xiàng)目自身的施工方案，同樣能殊途同歸保質(zhì)保量的完成施工任務(wù)。

“墻板同步”施工工藝，有其自身的優(yōu)點(diǎn)，亦有自身缺點(diǎn)，本文針對青島地鐵1號線某車站墻板施工成果進(jìn)行簡要的分析和總結(jié)，為明挖車站大跨度主體結(jié)構(gòu)墻板施工提供一定的參考作用。

[1] 中華人民共和國住建部.《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》( JGJ162-2008).北京：中國建筑工業(yè)出版社.2008.

[2] 中華人民共和國住建部.《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》( JGJ166-2008).北京：中國建筑工業(yè)出版社.2008.

[3] 中華人民共和國住建部.《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》( JGJ130-2011).北京：中國建筑工業(yè)出版社.2011.

[4] 青島地鐵一期工程火車北站設(shè)計(jì)圖、施工方案及工程量清單報(bào)價(jià)表.青島.