楊士佳

(中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司,天津 300162)

隨著大中城市地鐵建設(shè)高速發(fā)展，地下車站快速高效美觀建造顯得尤為重要，城市建造安全文明施工要求更高。為確保地鐵車站質(zhì)量安全進(jìn)度指標(biāo)，經(jīng)過詳細(xì)市場(chǎng)調(diào)研及全面綜合方案對(duì)比，地鐵車站主體結(jié)構(gòu)梁板構(gòu)件現(xiàn)澆施工越來越多采用承插型盤扣式支撐體系，在地鐵車站施工中取得了良好的效果。

1 工程概況

天津地鐵10號(hào)線嶗山道站位于天津市嶗山道、雪山路路南，車站主體沿沙柳北路布置(平面圖見圖1)，為地下二層島式站臺(tái)車站。車站主體結(jié)構(gòu)長203.0 m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度約20.7 m，采用兩柱三跨的現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高度13.51 m，站中心頂板覆土厚度為3.1 m，車站共設(shè)兩個(gè)出入口及兩個(gè)風(fēng)道。

車站標(biāo)準(zhǔn)段頂板厚0.8 m、中板厚0.4 m、底板厚0.9 m(盾構(gòu)井處底板厚度為1.0 m)，側(cè)墻0.7 m厚(盾構(gòu)井范圍內(nèi)的側(cè)墻稍厚，為0.8 m)，頂、中、底縱梁斷面為1 m×1.6 m、1 m×0.8 m 、1 m×1.8 m，中柱為1 m×0.8 m。該工程涉及到的較大截面梁主要集中在頂板上，頂板最大梁截面尺寸為1.95 m(寬)×1.3 m(高)，風(fēng)道口位置，跨度7 m；頂板中間縱梁截面尺寸為1 m(寬)×1.7 m(高)，最大跨度9.75 m，中板最大梁截面尺寸為1 m(寬)×0.8 m(高)，最大跨度9.75 m。

對(duì)嶗山道站車站主體的梁、板的荷載情況進(jìn)行調(diào)查，車站頂板及頂板縱梁、中板縱梁荷載為超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大分部工程，混凝土荷載按照26 kN/m3，模板荷載按照1.2 kN/m2，施工活荷載按照3 kN/m2計(jì)算。

2 盤扣支架與碗扣支架綜合對(duì)比分析

2.1 安全和整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)比

地鐵車站梁板結(jié)構(gòu)澆筑過程中支架以立桿軸心受壓為主且整體支架的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。市場(chǎng)上地鐵車站梁板澆筑主要采用碗扣支架和盤扣支架兩種支撐形式。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，碗扣支架立桿一般采用外徑48 mm，壁厚3.5 mm的Q235普通低碳鋼鋼管，但市場(chǎng)上非標(biāo)碗扣鋼管居多，且使用周期長、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、磨損嚴(yán)重，壁厚很難達(dá)到3.5 mm，且噴漆翻新鋼管多，存在壁厚不均勻、扭曲變形嚴(yán)重、碗扣缺失、存在裂紋等質(zhì)量缺陷。承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程在2010年開始實(shí)施，推廣使用較晚，市面上租賃站的盤扣鋼管構(gòu)件大都保存完好，且因其采用Q345鍍鋅合金鋼，本身強(qiáng)度較高不易變形或生銹。盤扣鋼管立桿外徑60 mm,碗扣支架外徑48 mm,盤扣支架立桿截面積為碗扣支架的1.56倍，且Q345B低碳合金鋼比Q235普通碳鋼物理化學(xué)力學(xué)性能都顯著提高，最突出表現(xiàn)為強(qiáng)度提高、耐蝕性更強(qiáng)，在復(fù)雜地質(zhì)濕度大腐蝕性強(qiáng)的苛刻施工環(huán)境中低碳合金鋼構(gòu)件優(yōu)勢(shì)更加明顯。經(jīng)試驗(yàn)證明，市場(chǎng)上的盤扣支架單桿極限承載力可達(dá)20 t。盤扣支架作為整體支撐系統(tǒng)時(shí)其立桿、橫桿、斜撐桿件的軸線交于一處，傳力路徑明顯。具有自鎖功能的插銷，將水平桿、斜桿、立桿可靠連接成一個(gè)整體，大大提高了接點(diǎn)的抗扭能力和支撐體系的整體穩(wěn)定性。通過目測(cè)插入深度刻度線位置可迅速判定鎖緊插銷鎖緊程度，大大降低了盤扣支撐體系搭設(shè)過程質(zhì)量控制及完成后的驗(yàn)收難度。因此，從安全和整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上考慮，盤扣式支架優(yōu)勢(shì)明顯。

2.2 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

從支架租賃費(fèi)、主次楞估計(jì)材料費(fèi)、運(yùn)雜費(fèi)、搭拆人工費(fèi)等成本進(jìn)行綜合分析，以天津地鐵10號(hào)線嶗山道站工程為背景對(duì)兩種支架進(jìn)行了詳細(xì)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析。盤扣支架只有租賃費(fèi)這一項(xiàng)略高于碗扣支架但市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)租賃站往往有盤扣的主次楞骨架槽鋼及成型上下通道安全爬梯，卻很少提供碗扣支架主次楞所用的方木，施工單位需重新采購方木，且方木周轉(zhuǎn)率低，殘值低。盤扣支架因其斜桿承插自鎖功能設(shè)計(jì)使得安拆較為方便，安拆人工費(fèi)降低，安拆節(jié)約工期的同時(shí)就節(jié)約了其他大型機(jī)械租賃費(fèi)及項(xiàng)目管理成本，盤扣支架拆除退場(chǎng)時(shí)破損丟失率遠(yuǎn)低于碗扣支架。綜合經(jīng)濟(jì)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)盤扣式支架經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于碗扣支架。

2.3 文明施工環(huán)境保護(hù)對(duì)比

盤扣支架采用熱鍍鋅后表面發(fā)銀灰金屬光澤，不僅防腐蝕而且美觀大氣，碗扣支架一般采用防銹漆噴涂，不僅防銹漆會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，桿件有時(shí)存在噴涂不勻且部分裂紋桿件噴漆后不易發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量隱患。盤扣采用立桿水平桿斜桿為整體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，搭設(shè)簡單，成模塊型布置，美觀大方，且配有盤扣專用定型安全爬梯。爬梯與支架采用同一材質(zhì)，整體穩(wěn)定性高，整體美觀。碗扣支架依靠掃地桿、橫縱水平方向剪刀撐提高穩(wěn)定性，搭設(shè)錯(cuò)綜復(fù)雜，主次楞采用方木，支撐體系所處地面易殘留木屑造成環(huán)境污染且有發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。在城市地鐵車站施工中使用盤扣支架更有助于提升施工現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工標(biāo)準(zhǔn)，更加有助于推動(dòng)企業(yè)形象宣傳。

盤扣支架在安全整體穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、整體形象等多方面均優(yōu)于碗扣支架。

3 盤扣支架的具體實(shí)施方法

3.1 施工工藝介紹

城市明挖順作法地鐵車站模板工程部位主要包括：側(cè)墻模板、柱模板、梁模板、板模板。板、梁模板采用滿堂承插型盤扣式鋼管支架支撐。結(jié)構(gòu)施工時(shí)先搭設(shè)側(cè)墻模板完成側(cè)墻澆筑施工，再搭設(shè)滿堂支架。

施工前根據(jù)不同地質(zhì)水文條件及工程施工環(huán)境要求，充分進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研開展方案比選，選定施工方法后制定專項(xiàng)施工方案按照程序報(bào)批，超規(guī)模危大工程需組織有關(guān)專家進(jìn)行充分論證后施工。施工前按照專項(xiàng)方案支架布置圖進(jìn)行測(cè)量放線，標(biāo)出每個(gè)立桿中心位置，具體搭設(shè)工藝流程如圖2所示。

地鐵車站埋深較淺時(shí)采用明挖順作法施工，盤扣支架作為周轉(zhuǎn)臨時(shí)支撐材料在明挖順作法車站施工中應(yīng)用廣泛。

1)開挖至基坑設(shè)計(jì)底標(biāo)高，綜合接地及墊層完成后，施工底板及部分側(cè)墻防水。為防止底板與側(cè)墻處滲水，一般接縫不直接設(shè)置在底板與側(cè)墻交叉處，一般混凝土澆筑至底板腋角以上側(cè)墻高度0.5 m處。

2)待底板達(dá)到設(shè)計(jì)要求可拆支撐強(qiáng)度后(一般為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%)，拆除第四道臨時(shí)鋼支撐，施工部分負(fù)二層防水層，開始澆筑側(cè)墻混凝土，注意此時(shí)施做高度要在第三道鋼支撐之下。

3)待側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，拆除第三道臨時(shí)鋼支撐，搭設(shè)滿堂承插式盤扣支架，施做剩余負(fù)二層防水層，澆筑剩余處側(cè)墻、中柱、中板及中板縱梁等部位混凝土。

4)待中板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，拆除第二道臨時(shí)鋼支撐，施做負(fù)一層防水層，澆筑側(cè)墻混凝土，側(cè)墻混凝土一般施做高度在頂板腋角下0.3 m左右。

5)待負(fù)一層側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，搭設(shè)滿堂承插式盤扣支架，施做剩余負(fù)一層側(cè)墻防水層，澆筑剩余負(fù)一層側(cè)墻、頂板、頂縱梁等部位混凝土。

6)明挖基坑第一道支撐一般采用鋼筋混凝土支撐，待頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后拆除，施做頂板處防水層及抗浮梁。嶗山道地下車站采用明挖順作法施工，標(biāo)準(zhǔn)段和盾構(gòu)井結(jié)構(gòu)在豎向劃分為五個(gè)施工層，平面上分為九個(gè)施工段，車站主體分層分段澆筑，因此主體結(jié)構(gòu)的模板及支架根據(jù)不同施工部位制定有針對(duì)性的施工方案，采取不同的支架搭設(shè)方案。

3.2 地鐵車站盤扣支架施工要點(diǎn)

1)盤扣支架立桿應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)量定位位置安放，應(yīng)配合施工進(jìn)度進(jìn)行搭設(shè)施工，一次搭設(shè)高度不易過高，不應(yīng)超過相鄰連墻件以上兩步距。

2)連墻件應(yīng)隨支架搭設(shè)高度上升在規(guī)定位置處設(shè)置，嚴(yán)格按照施工方案中載明部位設(shè)置，嚴(yán)禁任意拆除。

3)作業(yè)平臺(tái)應(yīng)滿鋪腳手板，通道走廊作業(yè)平臺(tái)上應(yīng)設(shè)置踢腳板，支架外側(cè)應(yīng)設(shè)不低于1.2 m高防護(hù)欄桿，護(hù)欄應(yīng)外掛密目安全網(wǎng)。

4)作業(yè)層與車站主體結(jié)構(gòu)間的空隙應(yīng)設(shè)置內(nèi)側(cè)防護(hù)網(wǎng)，必要時(shí)設(shè)置雙側(cè)防護(hù)網(wǎng)。

5)當(dāng)架體搭設(shè)至頂層時(shí),外側(cè)立桿作為防護(hù)立桿應(yīng)高出頂層架體平臺(tái)1.2 m以上。

6)頂板易產(chǎn)生裂紋，除嚴(yán)格設(shè)置變形縫外還要控制好頂板混凝土的施工質(zhì)量，混凝土在終凝前的壓實(shí)、收漿、抹光、養(yǎng)生、拆模等每一個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。

7)底板與墻體接縫處易積水滲水，除按規(guī)定設(shè)置止水帶外，還要注意二次澆筑部位的鑿毛清理及其他防水工作。

8)為了保證梁板平整度，所用模板不低于20 mm。

9)設(shè)置合理預(yù)拱度及對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件處支架的模擬預(yù)壓是控制支架整體性、保證構(gòu)件外觀和垂直度的關(guān)鍵。

10)盤扣支架施工過程中提前規(guī)劃防排水措施，防止雨季基坑積水未及時(shí)排出引起地基局部下沉從而影響支架支撐體系。

11)大型車站盤扣支架施工可分區(qū)搭設(shè)分區(qū)驗(yàn)收，最后再整體性驗(yàn)收，保證施工質(zhì)量全面受控?；炷翝仓捎帽盟头绞?，樓板混凝土應(yīng)連續(xù)水平，分臺(tái)階由邊墻分別向中線方向進(jìn)行灌注，混凝土澆筑至標(biāo)高,初凝前需要表面振搗器振搗一遍后再作壓實(shí)、收漿、抹面工作。

12)施工過程中，樓板上盡量不擺放零散支架、半成品鋼筋、模板等物料，確有施工需要時(shí)要均勻碼放，使受力合理。在沒有澆筑混凝土的模板上，物料荷載嚴(yán)格控制在25 kN/m2范圍內(nèi)，不允許集中堆放，防止超過架體負(fù)荷能力，帶來安全隱患。施工過程中安全員、施工員對(duì)物料碼放情況隨時(shí)進(jìn)行跟蹤和管理，及時(shí)將所需要的物料安裝到位，避免長時(shí)間在模板上放置。要求吊車司機(jī)按照少量、多次、均勻的原則調(diào)運(yùn)物料，避免短時(shí)間內(nèi)模板上物料積累過多，給架體帶來不利影響。搬運(yùn)物料時(shí)，輕搬輕放，避免對(duì)架體造成沖擊作用。

13)高度在1.0 m以上的梁在支架搭設(shè)時(shí)，為消除支架間因構(gòu)件混凝土重量引起的彈性形變沿梁跨度方向，按2次拋物線方程預(yù)留預(yù)拱度，跨中要預(yù)留0.3%預(yù)拱度。

4 結(jié) 論

通過對(duì)碗扣式鋼管腳手架、承插型盤扣式支架全面綜合對(duì)比，得出承插型盤扣支架比碗扣支架施工速度快、安全性強(qiáng)、整體穩(wěn)定性高、外觀美觀大方、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)。盤扣支架因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材質(zhì)升級(jí)，使得其單桿承載力及整體受力都趨于更加合理穩(wěn)定。帶有刻度的插銷具有自鎖功能，目測(cè)即可檢驗(yàn)搭設(shè)質(zhì)量。滿堂盤扣支架體系標(biāo)配上下頂板的安全爬梯，二者渾然一體美觀大方。每處節(jié)點(diǎn)配置斜桿，比碗扣支架橫縱向剪刀撐施工方便，整體穩(wěn)定性更強(qiáng)。

天津地鐵10號(hào)線嶗山道站滿堂承插式盤扣支架體系安全成功實(shí)施，使該工程順利通過“天津市市級(jí)安全文明工地”驗(yàn)收，車站梁板等構(gòu)件垂直度、外觀均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，順利通過“天津市海河杯優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)定”及“海河杯初評(píng)”。該支撐體系具有經(jīng)濟(jì)效益良好、安全可靠、美觀大方、環(huán)保節(jié)材等顯著優(yōu)點(diǎn)，隨著大中城市地鐵不斷發(fā)展，未來該方法在地鐵車站建設(shè)及各類城市建筑承重構(gòu)件澆筑支撐施工中將得到普遍推廣應(yīng)用。