鄭書朝(中鐵十六局集團有限公司,北京 100018)
在軌道交通地下車站內(nèi)部結構施工中,由于木模板腳手架支撐體系剛度差,所以在混凝土澆筑過程中容易出現(xiàn)漲模、跑?,F(xiàn)象。又由于木模單塊面積小、接縫多,所以往往接縫處拼裝不嚴密,容易造成漏漿而出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象。拆除木模后,模板表面的浮漿不易清除,在下次使用時,容易造成混凝土表面不光滑。為了確?;炷帘砻婀饣?,在質(zhì)量要求標準高時,木模往往只能正反面使用兩次。這就造成了木模的周轉(zhuǎn)利用次數(shù)低、攤銷費用高等缺陷,而且不利于節(jié)能環(huán)保。
本文以上海軌道交通13號線二期工程陳春東路站施工項目為研究對象。本項目位于滬南公路與陳春路路口,沿滬南公路南北向布置。車站總長 307 m,標準段寬22.5 m(外皮),為地下二層雙柱三跨 12.5 m 的島式站臺車站,站前設單渡線,渡線范圍局部單跨結構。車站圍護結構為地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐形式,共計 5 道支撐,其中第一道為 800 mm×800 mm鋼筋混凝土支撐,其余為 Φ 609 鋼支撐。在內(nèi)部結構回筑階段,負二層第四道鋼支撐留撐,在內(nèi)部結構回筑完畢后,予以拆除。
組合大鋼模的尺寸應根據(jù)內(nèi)部結構尺寸、吊裝能力、模板體系穩(wěn)定性以及可操作性而定。以陳春東路站為例,負一層凈空為 6550 mm,頂板下腋角高 300 mm,中板與中板上 300 mm 側(cè)墻同時澆筑,因此負一層側(cè)墻組合大鋼模最小有效高度為 5950 mm。陳春東路站負一層模板高度為 6000 mm??紤]到負二層第三道鋼支撐留撐,采用組合大鋼模,側(cè)墻無法一次澆筑至中板底,因此選用 4000 mm高組合大鋼板,側(cè)墻第一次澆筑至支撐底端。為減少模板拼縫,并結合吊裝能力以及可操作性,選用 3000 m寬鋼模板。組合大鋼模由面板、支撐結構和連接件 3 部分組成。
立柱組合模板依立柱尺寸確定。陳春東路站立柱為 600 cm×1300 cm 和 700 cm×1200 cm 兩種。因此,制作了兩種尺寸的立柱組合鋼模板,模板高度為 6550 mm,以凈空高為標準。
側(cè)墻組合鋼模板面板采用 6 mm 板。內(nèi)龍骨采用 10 號槽鋼 U 口水平。外桁架間距 1000 mm,外桁架采用 16 b號雙槽鋼。
面板鋼板厚 6 mm,剪切強度 110 N/mm2,抗彎強度190 N/mm2,彈性模量 206 kN/mm2。槽鋼剪切強度 110 N/mm2,抗彎強度 190 N/mm2,彈性模量 206 kN/mm2。側(cè)墻鋼模板組裝實物圖,如圖1 所示。
圖1 側(cè)墻鋼模板組裝實物圖
立柱模板采用定型鋼模。面板采用厚 5 mm 鋼模板;豎肋采用 8 號槽鋼,間距 300 mm;橫肋采用 12 號槽鋼,間距 600 mm;柱子周邊采用 Φ 25 mm 對拉桿進行固定。立柱鋼模實物圖,如圖2 所示。
圖2 立柱鋼模實物圖
施工工藝流程如下:鋼模板清理、涂刷脫模劑→拼縫及底部貼雙面膠→鋼模板地面預拼裝→定位放線→模板安裝→模板調(diào)整、緊固螺栓→鋼模板+背撐驗收→分層澆筑混凝土→鋼模板拆除→鋼模板清理、打磨、涂刷脫模劑、周轉(zhuǎn)使用。
(1)鋼模板進場后,應對鋼模板依據(jù)設計圖紙進行驗收,核對模板各構件的規(guī)格型號、連接處的焊接或者螺栓連接質(zhì)量、模板表面的平整度等。
(2)組拼式鋼模板使用前在現(xiàn)場進行預拼裝,拼裝無誤后,用紅色油漆對模板依次進行編號,確保模板安裝的順序準確無誤。
(3)鋼模板預先在結構上進行試安裝,檢查模板拼縫處的嚴密情況、螺栓孔的對應情況、模板的平整度情況,在符合要求后,正式進行安裝。
(4)模板使用前,在地面上預先進行打磨處理、涂刷油性脫模劑,脫模劑必須涂刷均勻,脫模劑涂刷完畢后,立即進行安裝,避免泥土等污染模板表面。
(5)工人進場后,應針對鋼模板進行模板安裝的技術交底。
(6)模板安裝前必須對模板根部的腋角上側(cè)墻位置進行核實并進行修整,確保根部側(cè)墻的位置準確,從而確保鋼模板的位置準確。
(7)合模前對鋼筋網(wǎng)片內(nèi)部的泥土、浮渣、鋼筋頭、扎絲等雜物進行清理;合模前還應進行隱蔽工程驗收,驗收合格后,方可進行模板安裝。
(1)鋼模板安裝應符合規(guī)范要求,垂直度、線性必須滿足要求。
(2)鋼模板根部和頂部要有固定措施。
(3)鋼模板安裝應由已澆筑混凝土一側(cè)向另一側(cè)按預拼裝時的編號進行安裝,安裝、調(diào)整完畢后,對模板根部處采取砂漿堵縫措施。
(4)混凝土澆筑前應在模板上作出澆筑高度標記。
(1)嚴格控制鋼模板的加工質(zhì)量,確保模板的外形尺寸、平整度、平直度和孔洞尺寸符合允許偏差要求。
(2)鋼模板安裝前必須做好定位放線工作,安裝時應對號入座,安裝后要保證鋼模板的整體穩(wěn)定性,保證鋼模板在施工中不變形、不錯位、不漲模。
(3)鋼模板就位前必須認真清理模板,涂刷脫模劑。
(4)鋼模板脫模時不得撬動或錘砸,以保護成品。
(5)對鋼模板制作材料的質(zhì)量必須進行控制,控制質(zhì)量的要點包括:① 鋼模板應具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性,鋼模板所配的對拉螺栓及其配件應能承受混凝土的側(cè)壓力并控制墻體厚度;② 全鋼鋼模板的面板宜選用原平板,其割口及孔洞必須作密封處理;③ 鋼模板的鋼骨架及面板材質(zhì)均為 Q 2350,吊環(huán)材料不得冷彎。
(1)墻鋼模板荷載的標準值計算。計算方法同以往普通木模板荷載計算。
(2)墻鋼模板面板計算。面板需要驗算鋼板抗彎強度和剛度。面板鋼板按照連續(xù)梁計算,如圖3 所示;面板鋼板彎矩計算,如圖4 所示;面板鋼板剪力計算,如圖5 所示。
圖3 面板鋼板計算簡圖
圖4 面板鋼板彎矩圖(kN·m)
圖5 面板鋼板剪力圖(kN)
面板鋼板變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值,如圖6 所示。
圖6 面板鋼板變形圖(mm)
(3)墻模板內(nèi)龍骨的計算。內(nèi)龍骨直接承受鋼面板傳遞的荷載,通常按照均布荷載連續(xù)梁計算。撓度計算按照 3跨連續(xù)梁進行計算。內(nèi)龍骨計算簡圖,如圖7 所示。
圖7 內(nèi)龍骨計算簡圖
(4)墻模板外桁架 16 b 號雙槽鋼的計算。16 b 號雙槽鋼承受內(nèi)龍骨傳遞的荷載,按照集中荷載下連續(xù)梁計算。外桁架 16 b 號雙槽鋼彎矩,如圖8 所示。
圖8 外桁架16b號雙槽鋼彎矩圖(kN·m)
外桁架變形的計算按照規(guī)范要求采用靜荷載標準值,如圖9 所示。
圖9 外桁架變形圖(mm)
在常溫下,側(cè)墻或立柱混凝土強度達到 1.2 MPa,冬季達到 4 MPa以上,且在不損壞混凝土棱角情況下方可拆模。拆模順序為:拆除鋼背撐上鋼管桁架→采用 25 t 汽車吊吊住鋼背撐,拆除地錨螺栓,拆除鋼背撐→采用吊車吊住鋼模板,拆除水平連接螺栓以及固定設施;旋轉(zhuǎn)吊車大臂,使鋼模板和已澆筑墻體脫離,如有吸附,可在模板下口采用撬棍進行撬動,拆下并吊走鋼模板→最后拆除接縫處和底部防漏漿處雙面膠。拆下的模板必須一次放穩(wěn)在方木上,存放時確保墊木的水平度,避免模板變形。及時安排人員對模板表面進行清理,刷脫模劑。
鋼模板堆放場地必須平整,底部無積水情況,墊木盡量水平,鋼模堆放層數(shù)不超過兩層,避免模板豎向受壓變形;鋼模板在地面上存放時,應面對面。
側(cè)墻及立柱鋼模最重為 0.8 t,大背撐最重為 1 t,采用25 t 汽車吊進行安裝及拆除作業(yè)。考慮到鋼模板與側(cè)墻混凝土面存在一定的黏附力,起吊重量會超過 1 t,根據(jù)本工程具體施工情況,黏附力最大達到 2.1 t,即起吊重量達到 2.9 t。針對常規(guī)的地鐵約 20 m 寬車站施工,25 t 汽車吊不滿足起吊基坑另一側(cè)鋼模板,如場地僅能滿足一側(cè)吊裝時,需配備 50 t 吊車進行模板拆除。
定型鋼模板+鋼背撐安裝與拆除時,必須配備指揮人員,模板吊裝到位后,操作工人方可就近開始作業(yè)。模板拆除時,人員遠離工作面后,吊車方可進行起吊作業(yè)。
側(cè)墻、立柱組合大鋼模的使用,減少了模板拼縫的數(shù)量,且墻面線性良好,未出現(xiàn)一次跑?,F(xiàn)象,墻面、柱面光潔。使用組合大鋼模后內(nèi)部結構的施工質(zhì)量較以往使用木模板有了較大提高。
現(xiàn)今全國各地城市軌道交通地下車站內(nèi)部結構施工仍以木模板腳手架支撐體系為主,造成巨大的材料浪費和經(jīng)濟損失。使用組合大鋼模,可以在提高施工質(zhì)量的同時,大量節(jié)約施工成本。因此,在城市軌道交通地下車站內(nèi)部結構施工中具有較大的推廣意義。
目前組合大鋼模在側(cè)墻以及立柱中已進行了應用,效果良好,然而在中板、頂板、梁的施工中尚未進行應用,因此需要對這些方面進行探索。這對軌道交通地下車站內(nèi)部結構的施工具有深遠的意義。