高支模技术在地铁车站施工中的应用

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1、高支模技术在地铁车站施工中的应用摘 要：根据在广州市轨道交通四号线 车陂南站万胜围站 盾构区间土建工程，盾构始发井施工中所遇到的主体结构侧墙厚度达1800mm;侧墙一次浇筑的砼方量较大，属于大体积混凝土浇注；层间净空均超过 5m，而侧墙支模为单侧模等问题，重点围绕如何确保侧墙模板支撑体系的刚度、强度是始发井主体结构施工的难点问题，进行施工技术攻关、施工组织策划，攻克了我司高支模技术在地铁车站施工中的应用，使盾构始发井得以优质、优效的顺利完成，为今后类似工程施工提供了参考。关键词：始发井 单侧模 大体积砼 支撑体系1 前言 广州市轨道交通四号线车陂南站万胜围 站 区 间 盾 构 始 发 井 起

2、止 里 程 为YDK13+840.147YDK13+890.147，南接万胜围站，北接车万盾构区间，全长5 0 . 0 米，长宽（5 0 2 4 . 6 m ），呈南北向布置。始发井主体结构形式为两层和横向两跨闭合框架结构，采用明挖顺作法施工，结构最大埋深约 1 8 . 7 m ，顶板上履土厚约 44.5m。结构外皮净间距为 50m，南侧宽约23.60m，北侧宽（盾构竖井段）24.6m ，建筑总面积为 2446.4m2 。整个结构共分两层，地下负二层层高 8 . 4 2 m ，其中盾构竖井段层高为 9.17m，地下负一层层高6 m ；轨排井底板厚度为 1 8 0 0 m m ，而盾构吊装井底板

3、厚度为 2010mm，先后分两次浇筑，其中 9 0 0 m m 厚随主体施作，待盾构隧道完成后再进行 1110mm 厚砼浇筑回填。底板顶面由南向北按 0.3% 的坡率下降，中板厚 400mm，中板结构面由北向南按 0.3% 的坡率上升，顶板厚度 700mm；底板、中板、顶板纵梁最大断面尺寸为 1000 3050mm，底板、中板、顶板环框梁最大断面尺寸为1550 1200mm。盾构井段侧墙厚 800mm，端墙厚 800mm，中柱为 600 1200mm，轨排井段地下负一层侧墙厚 1200mm，地下负二层侧墙厚 1 8 0 0 m m ，端墙厚 8 0 0 m m ，中柱为 600 1200mm。

4、结构顶板、底板及侧墙均采用标号为 C30 、S 8 防水砼，结构中板采用 C30 砼，结构中柱采用 C40 砼。2 支撑体系实施部署 根据本工程基坑围护结构形式、主体结构为大体积混凝土的特点及设计图纸的要求，主体结构施工组织设计将主体结构分为、四个施工段进行施工，分段长度分别为 1 3 m 、1 1 m 、1 1 m 、1 5 m ，随着施工段的划分，每一施工段均采用满堂红脚手架支撑体系施作结构侧墙、板，单层间支撑体系自成一体。2.1 侧墙单侧支模主要材料 外侧墙模板采用 22 厚建筑胶合板、80 100mm 及 100 100mm 的木方及钢管组合成模板体系。竖向用间距 300mm 的 80

5、 100（m m ）木枋作内楞，木枋严格挑选木枋，以保证模板的平整，紧贴。用铁钉将木枋在夹板上定位。竖向木枋接头处要用小木枋连接，并在已浇底板上安装地脚铁件与侧模底排钢管拉结，以防止侧模上移。水平压檩为2 条 48 号钢管，用 8 号铁丝内外拉结作为临时固定，待满堂脚手架搭设好后，节点处由脚手架承担荷载，竖向间距 6 0 0 m m 。满堂红脚手架体系立杆间距为 600mm，横杆水平步距为 6 0 0 m m 。 外侧墙模板施工在墙体钢筋施工完毕，经监理等相关部门验收完毕后进行。外侧墙模板因不能采用穿墙螺栓，模板固定需要梁板满堂红脚手架支撑体系横杆支撑作对撑，并在底板混凝土中预埋钢筋地锚以加斜

6、撑加固，在墙的内部设内撑控制侧墙断面尺寸。2.2 梁、板模板的安装与拆除 结构板采用 180mm 厚建筑胶合板，由于楼层高（净空最大 4.968.05m），故此，为确保安全，板的模板安装以顶板为最不利因素进行考虑。 梁、板施工工艺 模板及支撑材料 a.梁板上、下两面预埋件的设置、预留洞位置，必须经监理检查验收无误后，方可浇注顶板及梁混凝土。 b.为保证下部建筑限界，沉降后净空仍能满足要求，板底标高应考滤支架、搭板沉降及施工误差。拆模时间应在顶板达到拆模强度后进行，不得过早拆模而发生下垂、开裂等现象 。 c.浇筑混凝土必须做好标高控制桩，并严格按有关技术规范的要求进行。 梁、板模板及支撑 a .

7、 本始发井主体楼板有多根 1 0 0 0 2300mm，而最大断面尺寸为1000 3050mm的钢筋混凝土纵向大梁。 b.材料 模板：厚度 1 8 m m 聚酯胶合板及 2 2 m m厚的聚酯胶合板 木方：方木 8 0 1 0 0 m m 。 钢管：顺直无缺陷。 扣件：保养良好，符合要求。2.3 模板支撑验算 模板支架计算(取 600 1000 6800mm 最大梁 ZZL 梁为计算对象) (1)模板支架立杆轴向力 N。 按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJl302001 N=1.2 NGK+0.85 1.4 NQK N G K 模板及支架自重、新浇砼自重与钢筋自重标准值产生的轴向力

8、总和。 模板、木枋取：1000N/m2，总重量为1000 0.6 6.8=4080N 新浇砼自重:0.6 1.0 6.8 2.5 104=1.02 105(N) 钢筋自重按每立方米钢筋含量为 150kg计算 1500N m3 即 4.08m3 1500N m3=6120(N) NGK=4080+1.02 105+6120=112200(N) NQK 施工人员及施工设备荷载标准值，振捣砼时产生的荷载标准值产生的轴向力总和。 施工荷载标准值取 1000N m2 振捣砼产生的荷载取 2000N m2 输送管倾倒砼时产生的荷载取 2000N m 2 NQK=(1000+2000+2000) 0.6 6

9、.8=20400(N) 整条梁模板支架立杆轴向 N 总 N 总=1.2112200+0.851.420400=158916(N) 立杆布置为梁两侧各一排,杆距 0.6m，每排 12 根，共 24 根 每根立杆承受轴向力 N = N 总 2 4 =158916/24=6621.5(N) (2)模板支架立杆的计算长度 支架立杆排距和行距为 0.6m，所以计算长度lo=0.6m (3)立杆采用48 3.5 钢管，查表得： Q235 钢抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=205N mm2: 截面积 A=489mm2 截面模量 W=5.08cm3 回转半径I=1.58cm 每米长质量：3.84kg=38.4N

10、 (4)计算长细比，查表取轴心受压构件的稳定系数 长细比=lo/I=60/1.58=38 =0.906 由于支架设置在基坑内，基本不存在风荷载影响，所以不考虑风荷载所产生的附加弯矩 M W ，M W = 0侧墙模板计算：（取负二层侧墙 1800 厚、墙高 6.32m） (1)荷载计算 1) 恒载 根据现浇砼侧压力的有关计算公式，当采用内部振捣时，新浇砼作用于模板的最大侧压力标准值，按下列二式确定，并取其中较小值： F=0.22 to 1 2 1/2 F = H 式中：F 新浇筑砼对模板的最大侧压力（k N / m 2 ） 砼重力密度（k N / m 3 ） 砼的浇筑速度（m / h ）（在本工

11、程中取每小时浇注 0.51m 砼计算） to 砼的初凝时间(h)=200/(T+15)，（T 为混凝土的温度25） 1 外加剂影响系数，本工程砼不掺外加剂取 1.0 2 砼坍落度影响修正系数。当坍落度小于 30mm 时，取 0.85；坍落度为 5090mm 时，取 1.0；坍落度为 110150mm时，取 1 . 1 5 ； H 砼的侧压力计算位置处至新浇砼顶面的总高度（m m ）。本工程保守考虑按最大值取。 计算结果：F=0.22 to 1 2 1/2=0.22 25 200/（25+15） 1 1.15 11/2=31.63kN/m2 F= H=25 6.32=158kN/m2 取小值 3

12、1.63kN/m2。 有效压头高度为：h = F / = 3 1 . 6 3 /25=1.27m 2)活载 根据施工人员及设备荷载，拟采用泵送砼浇注，活载为 2 k N / m 2，不考虑风荷载。 3)荷载设计值 F 恒 1.2 31.63 37.96kN/m2 F 活 1.4 2 2.8kN/m2 荷载组合:F=37.96+2.8 40.76kN/m 2 (2)模板选用 采用聚酯胶合模板，规格为12202440 22 计算，内木楞竖向间距为 0.3m，外钢楞水平间距为 0.6m。 模板参数如下： 抗弯强度设计值 f 模 = 1 5 M P a = 1 5 N /m m 2 弹性模量E 模 =

13、6.0 103MPa=6.0 103N/mm2 木楞参数如下： 抗弯强度设计值 f 木 = 1 7 M P a = 1 7 N /m m 2 在既定的时间内，科学、合理组织好主体侧墙防水、侧墙钢筋、围护结构钢支撑拆除等各交叉工序的流水作业及平行施工，是本工程施工组织的重点。而满堂红脚手架模板支撑体系工艺的应用，加快了工程的整体进度，保证了主体结构施工的质量、安全问题，创造了广州地铁车站建设史上之最。3 结语 满堂红脚手架模板支撑体系工艺在地铁车站施工中的应用，克服了厚墙体（厚度大于 1 0 0 0 m m ）、大体积砼、高支模等施工技术问题，加快了工程的整体施工进度，为企业创造了良好的经济效益和企业信誉，为今后类似工程施工提供了参考。参考文献1 北京市城乡建设委员会主编.地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999.2003年版.中国计划出版社,2003,10.2 孙更生,朱照宏,孙钧,等.中国土木工程师手册,中册M,上海:上海科学技术出版社,2001.3 中国建研院等.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范,JGJ130-2001,中国建筑工业出版社,2001,3.4 江正荣等编.建筑施工计算手册(精).中国建筑工业出版社,2001,7,1.