附着式模板支撑体系在地铁车站施工中的应用

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:陈多谋 CHENDUOMOU
[导读] 摘要:在地铁车站侧墙施工中,常用三角大钢模为侧墙模板支撑,由于该模板重量大,施工中常需要起重机械配合等问题。
        中国水利水电第十一工程局有限公司 SINOHYDRO BUREAU 11 CO.,LTD  河南郑州  450000
        摘要:在地铁车站侧墙施工中,常用三角大钢模为侧墙模板支撑,由于该模板重量大,施工中常需要起重机械配合等问题。在空间受限的车站难以发挥优势。附着式模板重量轻,操作方便,在盖挖及半盖挖凸显其明显的优势,施工中严格施工管理和质量把控,会取得很好的效果。本应用结果可为后续同类车站侧墙施工提供参考。
        关键词:附着式;模板支撑体系;地铁应用;
        1工程简介
        钟屋站为深圳市城市轨道交通12号线工程的中间车站,为地下二层两岛三线式站台,车站总长595.8m。车站采用明挖法+半铺盖法施工,基坑深度21m,本站主体为地下二层钢筋砼框架结构。施工按照水平分段竖向分层施工,以减少由于温度应力和混凝土收缩所产生的裂缝。
       
        图1车站主体结构施工分层示意
        2分层主要参数
        将负二层侧墙分三段浇筑,按标准段位置侧墙最大高度进行划分。第一层浇筑至底板上1.8米处,第二层浇筑3.8米高,第三层与侧墙与中板同步浇筑位于中板下1.4米。
        第一层浇筑,底板浇筑时采用φ48×3mm钢管斜撑加固方法浇筑1.8米高度侧墙,次龙骨采用100mm×100mm方木竖向布置,间距250mm,主龙骨采用φ48×3mm双钢管水平向布置3道,第一道位于底板上300mm,第二道位于底板上800mm,第三道位于底板上1600mm。延侧墙方向每700mm设置3道φ48×3mm钢管斜撑,斜撑离侧墙外边线分别为1.2米,1.5米,2米。在浇筑侧墙时在施工缝下200mm位置每间隔500mm埋设一根M24螺杆作为中间侧墙加固螺栓。
        第二层浇筑,当底板养护达到设计要求后拆除钢支撑并搭设满堂支架,利用满堂支架在第二层侧墙施工缝上200mm处每间隔500mm采用植筋工艺植入M24螺杆,植入深度15D。面板采用18mm厚竹胶板,次龙骨采用100mm×100mm方木间距200mm一根,中间加水平向一层φ48×3mm双钢管龙骨间距500mm方便拼装侧墙模板及增加整体绕度。主龙骨采用双拼12#槽钢,与上下预埋M24螺杆连接加固,主龙骨间距500mm。在满堂支架上下步距1.5米位置,采用3米钢管与盘扣脚手架横杆采用十字扣件与盘扣脚手架横杆连接,采用顶托对双拼槽钢龙骨进行顶撑,辅助增加双拼槽钢龙骨挠度,满足施工要求。再进行模板平整加固时在下部搭设钢管操作平台,钢管横杆在立杆下10cm处连接,在上部沿侧墙纵向铺设方木与模板作为施工平台,再进行侧墙加固时,竖向方木与双拼120槽钢直接落在平台上,避免在主次龙骨安装时对预埋螺杆的剪切应力。
        3侧墙分层对比分析
        常规的侧墙分缝在底板倒角以上20-30CM,侧墙采用三角大钢模,单仓浇筑高度约4-6米。在半盖挖顺做法地铁车站施工中,大钢模在机械难以实施的条件下,通过施工缝调整优化侧墙分层高度,增加底板倒角每层浇筑的高度,减少侧墙单仓浇筑最大高度。本车站按照倒角增加1.5米,侧墙单仓按照4米高度浇筑。有效解决吊装设备施工的弊端,附着式支架体系采用上下螺杆内置与现浇混凝土中,采用双拼槽钢作为竖向围檩支架体系,利用自身刚度稳定性,独自支撑侧墙浇筑混凝土的侧向压力。
       
        4附着式模板体系计算
        验算采用最大浇筑高度进行验算,本车站单侧预埋螺栓浇筑侧墙最大高度为3.8米考虑预埋螺栓位置位于浇筑侧墙上固浇筑高度按4米进行验算。
       
        有效压头高度h=G4k/γc=24.288/24=1.012m
        ①承载能力极限状态设计值
        Smax=γ0×(1.3G4k+γL×1.5Q4k)=1.1×(1.3 × 24.288+ 1.1×1.5×2.000)=38.36kN/m2
        Smin=γ0×γL×1.5Q4k=1.1×1.1×1.5 × 2.000=3.63kN/m2
        ② 正常使用极限状态设计值
        Sˊmax=G4k=24.288kN/m2,      Sˊmin=0kN/m2
        根据《规范》JGJ162,面板验算按简支梁。梁截面宽度取单位宽度即b=1000mm
        W=bh2/6=1000×182/6=54000mm3,I=bh3/12=1000×183/12=486000mm4
        考虑到工程实际和验算简便,不考虑有效压头高度对面板的影响。
        板面验算  ⑴、强度验算
        q=bSmax=1.0×38.36=38.36kN/m
       
        验算简图
        Mmax=ql2/8=38.36×0.2002/8=0.19kN·m
        σ=Mmax/W=0.19×106/54000=3.552N/mm2≤[f]=37.000 N/mm2     满足要求!
        ⑵、挠度验算
        qˊ=bSˊmax=1.0×24.29=24.29kN/m
       
        νmax=5qˊl4/(384EI)=5×24.29×2004/(384×10584×486000)=0.10mm≤[ν]=l/250=200/250=0.80mm
        满足要求!
        ⑶、支座反力计算
        承载能力极限状态
       
        剪力图(kN)
        Rmax=4.251/η=4.251/1.000=4.25kN
        正常使用极限状态
       
        剪力图(kN)
        Rˊmax=2.694/η=2.694/1.000=2.69kN
        ⑷、抗剪验算
        Vmax=2.23KN
        τ=3Vmax/(2bh)=3×2.23×103/(2×100×100)=0.33N/mm2≤[τ]=1.3 N/mm2
        满足要求!
        主梁验算
        将考虑有效压头高度后,各道小梁的承载能力及正常使用最大支座反力分别带入主梁验算中;当主梁合并根数为2时,乘以主梁受力不均匀系数ζ
        1、强度验算
       
        验算简图
       
        弯矩图(kN.m)
        Mmax=24.516kN·m        σ=Mmax/W=24.52×106/124274=197.3N/mm2≤[f]=205.000 N/mm2
        预埋螺栓验算
        支撑横向验算间距:
        m=max[L,L/2+d] =max[500,500/2+100]=500mm
        支撑竖向验算间距:
        n1=(h1+h2)/2 =(0+4000)/2=2000mm
        n2=H-(h2+h1)/2 =4000-(4000+0)/2=2000mm
        n=max[n1,n2]=2000mm
        N=0.95mnSmax=0.95×0.5×2×38.36=36.444kN≤Ntb=53.2kN
        满足要求!
        4监测管理
        浇筑砼前在模板设置沉降观测点,每段纵向4处断面,横向上3处断面。在侧墙模板上设置每5~8m设置一处位移观测点,每处3个。采用水准仪及钢尺进行测量,当沉降超过5mm,上浮超过3mm时立即调整施工,减缓砼浇筑速度和调整浇筑部位。施工中侧墙模板监测措施:在侧墙外侧50cm处用全站仪定位基准点,用锤球和钢尺结合进行测量,当模板变形超过3mm时,减缓浇筑速度,必要时进行临时加固,确保浇筑和施工质量,浇筑过程中专人盯控。
        5验收管理
        1)支撑系统施工前,应由项目技术负责人组织对基底平整度进行验收,并留存记录。
        2)支撑系统的结构材料应按要求进行验收、抽检和检测,并留存记录、资料。
        3)对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核,并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。
        4)为防止侧模整体移位,合模前,焊定位筋。要求定位筋距模板根部30mm,其水平间距为1500mm左右,长度=墙厚-1mm。要求定位筋竖筋为预埋钢筋头,横筋两头沾防锈漆,并按两排主筋的中心位置分挡,同时必须保证阴阳角和结构断面转折处的定位筋。
        5)墙体模板倾覆的防治:位于结构外边缘和盾构环等处的模板,由于一侧“悬空”,为防止“悬空”的模板就位后向外倾斜,在顶板施工前,在距离内模根部1500mm位置处预埋地锚,地锚钢筋φ20,每块模板设计两处地锚,用于拉结风缆。
        6)墙体埋件及支架施工直接影响模板安装质量和施工安全,由项目部质量人员及模板厂家配合人员共同参加,按质量要求进行严格检查,责任到人。确保预埋件安装的间距、位置和埋设深度。严格检查支架安装的质量,加强支架将钢管的连接,确保支架的垂直度、稳定性和牢固性。
        6、结论
        附着式模板支架体系,重量轻,操作方便,大大减少起重吊装设备配合,在盖挖及半盖挖车站施工时,有明显的优势。新型盘扣脚手架配合使用,减少满堂红脚手架搭设数量,弥补盘扣脚手架水平支撑的不足。该车站负二层侧墙全部采用附着式模板体系浇筑方式,在施工过程中加强验收管理,总体取得很好的经济效益,在同类地铁车站侧墙模板支撑具有借鉴意义。
        参考文献:
        (1)现行的国家、广东省及深圳市有关地铁工程设计、施工规范和规程;
        (2)《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008);
        (3)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015);
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