喬扣成

(中億豐建設集團股份有限公司總承包分公司，江蘇 蘇州215000)

0 引言

隨著城市土地資源的匱乏， 地下室外墻與圍護結構的距離越來越近， 給模板的加固帶來了困難。墻板混凝土澆筑過程中易產生跑模、 漲?，F(xiàn)象，因而工具式單側支模架應運而生，其具有構件標準化、周轉性強、受力合理、澆筑成型佳、澆筑后墻體防水性能好等特點，廣泛應用在地下室外墻、地鐵、污水廠等對防水要求高的地下構筑物中。本文以蘇州污水廠帶支撐工況下的超高單側支模為例，分析了單側支模體系在復雜工況下的適用性。

1 工程概況

蘇州高新區(qū)污水廠遷建項目位于蘇州高新區(qū)在建軌道5 號線索山橋站～雙橋站區(qū)間隧道南側，項目為盛水構筑物，抗?jié)B等級高，屬于新型城市花園背景下的全埋式污水廠。項目地下2 層，地下最大層高10.5 m，基坑支護采用1 000 mm 厚地下連續(xù)墻+4 道混凝土支撐，基坑最大開挖深度15.8 m。地下外墻最大厚度為1 100 mm， 結構外墻與圍護地下連續(xù)墻密貼無肥槽。

基坑由3 排灌注樁分為A-D 4 個小坑， 遵循時空效應，結構跳倉分坑施工，BD 區(qū)先行施工。

地下室層高高，一二道圍護混凝土支撐位于負一層，三四道支撐位于負二層。根據(jù)設計要求，結合現(xiàn)場情況，基坑支撐拆除工況調整為：底板強度達到設計值時拆除第四道支撐，中板強度達到設計強度時拆除二、一道支撐，頂板完成后拆除第三道支撐。由于拆撐工況的特殊性，負二層結構施工為帶撐工況下作業(yè)。

由于地下室外墻均與圍護結構密貼，外墻只能采用單側模板支撐，單側支模面積約8 000 m2。

2 單面支模方案的選擇

常規(guī)單側支模體系分為兩類。一種是以拉結為主、鋼管斜撐為輔的傳統(tǒng)單側支模體系。該體系由對拉螺桿、地錨斜撐組成，通過在圍護豎向結構上植入或焊接對拉螺桿形成拉結，在底板混凝土澆筑時預埋鋼筋形成地錨， 斜撐鋼管一端與地錨固定，另一端通過可調頂托與模板主龍骨回頂[1]，具體做法如圖1 所示。

另外一種支模體系則是由槽鋼組成的三角桁架支架系統(tǒng)、埋件系統(tǒng)、模板系統(tǒng)組成。該體系的工作原理為：隨墻板混凝土澆筑，對模板產生側向壓力，壓力傳遞至桁架的外側支撐點，支撐點的反力抵消混凝土澆筑過程中的側壓力， 從而達到側模支撐的效果。具體做法如圖2 所示。

圖1 拉結式單側支模系統(tǒng)

圖2 工具式單側支模架系統(tǒng)

與傳統(tǒng)植筋拉結做法相比， 采用工具式單側支模架具有滲漏風險小、成形質量好、施工方便、節(jié)約成本等特點。但采用工具式單側支模架體系施工時，模板僅封閉至樓面下口，墻板與樓面分兩次澆筑， 造成了施工周期延長， 增加了施工流水段，同時增加了水平施工縫的留設。

由于該項目外墻厚、澆筑高度大，綜合考慮工程的結構特點，降低后期結構滲漏風險，外墻支模選用工具式單側支模系統(tǒng)。

3 工具式單側支模架的實施

工程基坑周長587 m，分為四個功能區(qū)，結構形式各不相同，其中實施難度最大的為B、C 坑的雙層沉淀池及生物反應池， 該部分負二層層高10.8 m，負二層結構施工時為帶支撐工作， 同時由于負二層豎向構件較多，給施工帶來較大困難。

根據(jù)設計工況及單側支模體系的運行， 負二層墻板施工分為三部分，如圖3 所示。

第一部分為臨時圍檁兼做永久墻板部分。該部分墻板在第三道支撐施工時澆筑， 在第三道支撐拆除前作為水平支撐圍檁的一部分，第三道支撐拆除時切除圍檁多余部分，剩余部分作為地下室墻板的一部分。在隨圍檁施工時應預留墻板的豎向插筋，以及下部墻板混凝土的澆筑孔[2]，具體做法如圖4 所示。

圖3 負二層外墻分區(qū)示意

圖4 第三道圍檁優(yōu)化節(jié)點

第二部分為底板施工縫至第三道圍檁下口區(qū)域，該部分墻板高度5.35 m，一次澆筑完成，從三道支撐圍檁上方預留的澆筑孔澆筑。

第三部分為第三道圍檁上口至中板下方施工縫區(qū)域，該部分墻板澆筑高度2.3 m。

采用工具式支模架的墻體主要為區(qū)域二、三部分。

3.1 工具式單側支模架的規(guī)格

單側支模架模板體系選用18 mm 厚WISA板，豎肋采用200 mm×80 mm×40 mm 木工字梁，背楞采用雙拼12#槽鋼，背楞通過連接爪與木工字梁連接。支架體系由埋件系統(tǒng)和支撐架體組成，埋件系統(tǒng)主要為地腳螺栓，支撐架體則是由10#、14#槽鋼和連接件組成的三角桁架片。

3.2 單側支模的現(xiàn)場實施

3.2.1 底板至三道圍檁下方單側支模

地下室外墻第一次單側支模范圍為：底板至三道圍檁下方外墻， 即區(qū)域二， 施工范圍從-12.4～-7.15 m 標高，澆筑高度為5.25 m。該區(qū)域施工的前置條件為第三道圍檁按優(yōu)化節(jié)點施工完成，底板達到設計強度，第四道混凝土支撐拆除完成。

由于底板及三道圍檁均已預留墻板豎向鋼筋，因此主筋連接采用I 級正反絲扣型鋼筋接頭連接，類似分倉施工中隔墻兩側鋼筋連接。墻板鋼筋連接過程中鋼筋長度的控制是實施的重難點，應根據(jù)現(xiàn)場實際測量長度進行鋼筋翻樣、加工絲牙。墻板鋼筋綁扎完成后預埋預備注漿系統(tǒng)，防止混凝土收縮后施工縫部位發(fā)生滲漏。

根據(jù)設計要求， 地下室墻體根部設有300 mm高加腋，因此導墻高度為600 mm，隨底板澆筑，地腳螺栓采用直徑25 mm 二級螺紋鋼，間距300 mm，底板澆筑前預埋，并做好絲牙的保護措施，避免澆筑時混凝土附著在絲牙上，影響后續(xù)施工。

根據(jù)澆筑高度，模板單元尺寸為2.4 m×5.4 m，木工字梁采用2.85 m+1.5 m+1.0 m 分段接長，三角支架高1.6 m（加高節(jié)）+3.6 m（標準節(jié)）+0.5 m（標準節(jié)）=5.7 m，每塊模板單元配3 榀支架。

由于墻體厚度為1.1 m，澆筑高度5.25 m，因此需對支撐架體的力學性能進行復核，計算簡圖如圖5所示。根據(jù)混凝土坍落度、澆筑速度及初凝時間計算出混凝土對模板的側壓力為F=59.78 kN/m2， 相鄰支架間距為0.8 m， 折算到支架上的線荷載為59.78×0.8=47.82 kN/m， 采用3D3S 建模對架體進行受力分析，根據(jù)驗算，桿件應力分布如圖6 所示，最大軸力186.2 kN，最大應力比0.635，各桿件受力滿足要求。

受棧橋板及支撐影響，外墻單側支模屬于在半封閉式深基坑內作業(yè)，為提高工作效率，模板體系及支架體系均在棧橋板上按單元拼裝，通過位于基坑內的塔式起重機將模板、支架單元吊入基坑內，通過叉車進行短駁[3]。通過叉車將模板單元短駁至既定位置，相鄰單元采用芯帶連接，并臨時固定，依次安裝支撐架體，架體通過鋼管連接形成穩(wěn)定的整體，如圖7 所示。

該區(qū)域墻板混凝土通過圍檁上方預留的Φ180 mm@2 000 mm 澆筑孔進行澆筑、振搗。澆筑時應控制澆筑速度，充分振搗，避免墻板空洞，造成后期滲漏。

圖5 三角支撐桁架內力計算

圖6 三角支撐桁架應力分布

圖7 三道支撐以下單側支模示意

3.2.2 三道圍檁以上單側支模

受第三道支撐的限制，三道圍檁以上的負二層墻板在支模時，成品單側支架需在第三道支撐上進行搭設。由于第三道支撐由3 道南北向對撐、2 道東西向對撐以及角撐組成，因此部分單側支模架的尾部位于三道支撐上， 大量支撐架的尾架懸空，無支撐點，具體位置如圖8 所示。該段范圍的單側支模的重難點是尾架支撐點的設置。

圖8 支撐架與圍護支撐的相對關系平面

尾撐騰空時，常規(guī)做法是采用混凝土塊、鋼馬凳等將尾撐區(qū)域可調底托墊高。但該段范圍外墻澆筑時，尾撐支撐點距離底板高度達6.3 m，結合項目特點及現(xiàn)場實際情況， 采用鋼管扣件式支撐架作為尾撐支撐架， 鋼管扣架式支撐架具有操作靈活、整體性強等特點，滿足尾架承載力要求，具體搭設如圖9 所示。

圖9 三道圍檁以上單側支模搭設示意

該段外墻澆筑高度2.3 m， 根據(jù)三道圍檁節(jié)點，根部300 mm 高導墻隨三道圍檁一并澆筑。該段單側支模體系木工字梁采用單根3.0 m，三角支架3.6 m（標準節(jié)）支撐架。

單側支模體系安裝前完成下方鋼管支撐架的搭設，立桿搭設間距800 mm×800 mm，步距1 500 mm，架體搭設高度6.3 m， 為滿足架體高寬比要求，支撐架體橫向搭設三跨（0.8 m×3 m）。在三腳架架尾區(qū)域采用雙立桿，頂部安裝可調頂托，頂托內擱置雙拼10# 槽鋼作為擱置主梁，由于設置雙立桿、雙頂托，因此每根頂托內各擱置一個槽鋼，主梁上方設置雙拼10# 槽鋼聯(lián)系梁作為三角支架尾部可調底托的支架。在安裝單側支模架前通過放置在尾撐鋼管支撐架上的可調頂托調整擱置主梁的水平，便于后期三角支撐架可調底托的安裝調節(jié)。

3.3 單側支模的周轉

根據(jù)構筑物結構形式、 中隔墻位置及成品單側支模體系的尺寸， 單側支模架的平面布置如圖10 所示。

現(xiàn)場實施過程中先行施工雙層沉淀池內外墻，然后通過塔吊、叉車駁運至粗細格柵及旋流沉淀池進行外墻施工，負一層外墻施工完成后，再進行河泥脫水及料倉、生物反應池外墻施工?？紤]施工工況及流水施工， 每榀單側支模架的周轉達到18 次，由于模板選用高品質WISA 板，整個周轉過程中無須更換模板，避免了板材的損耗，降低了施工成本。

圖10 成品單側支模架平面布置

4 結語

以蘇州新區(qū)污水廠項目為例，對特殊工況下的超高單側支模施工技術進行研究，通過分解墻板豎向施工段，解決了10.5 m 高、1.1 m 厚的超高、超厚地下室外墻混凝土澆筑?；炷翝仓瓿珊?，混凝土內堅外美、觀感質量良好，無滲漏點。

同時，在三道圍檁上方的墻板支模時，就地取材，采用現(xiàn)場最常見的鋼管、扣件、可調頂托作為尾架支撐架，安全可靠，既保證架體的承載力需求又可兼做施工平臺，獲得了較高的經濟效益。

由于工程地下2 層，且分為4 個小坑進行分坑施工， 因此可大大減少成品單側支模架的進場數(shù)量，充分發(fā)揮其周轉效率高的特點。