新型模板支架在地铁车站工程的应用

2015-08-02李悦

河南建材 2015年4期

李悦

郑州市轨道交通有限公司（45000 0）

传统的盘扣式脚手架因其搭设速度快而广泛应用于脚手架领域，因其节点稳定性差而较少用于支撑系统。新型的盘扣式支撑材料，采取了加大外径，采用Q345型材质来提高其承载力，节点间采用拉杆斜向连接来增加其稳定性的改进措施，近期开始应用于模板支撑体系,具有竖向支撑荷载大、搭拆速度快、单根钢管承载力大的优点。

地铁车站一般为矩形框架结构,侧墙较厚，模板支撑体系侧向受力较大,不宜采用盘扣式支撑体系。近年来，人们对地铁车站混凝土外观质量的要求越越高，很多车站采用了大模板的三角形支撑体系来先施工侧墙，提高侧墙外观质量，但又带来了支撑体系搭拆繁琐、施工效率低的缺点。

某地铁车站系采用了盘扣式钢管支架、侧墙三脚架模板支撑体系。其具有侧墙施工安全性可靠、混凝土外观较好，梁板支撑体系搭拆速度快、支撑荷载大的优点。

1 工程概况

某地铁车站主体结构为地下两层两跨（局部三跨）矩形框架结构，西端为盾构始发，东端接明挖区间，车站总长326.7 m。标准段宽度为20.1 m，岔口处21.2 m，覆土厚度3.5～4.5 m，底板埋深17.57～19.623 m；车站西端设端头井，端头井宽度为25.5 m，端头井覆土厚度4.5 m，底板埋深19.623 m。

结构标准段尺寸为宽度20.1 m,高度14.08 m,负二层净空为6.53 m，负一层净空为5.45 m。扩大端结构尺寸25.7 m×15.79 m,负二层净空7.94 m，负一层净空5.45 m。

主要构件截面尺寸:底板厚1 000 mm，底板梁1 200 mm×2 280 mm；中板厚400 mm，中板梁1 000 mm×1 000 mm；顶板厚 800 mm，顶板梁1 200 mm×2 000 mm；立柱 800 mm×1200 mm；侧墙厚 700 mm。

2 施工方案

2.1 施工总体思路

该地铁车站工程量大、风险大，施工中采取逐段进行施工，“纵向分段，竖向分层、逐层由下往上顺筑”的施工原则进行组织[1]；主体结构施工顺序与基坑土方开挖方向一致（从西向东开挖），由西向东共分17段施工。

2.2 模板与支架施工设计

1）施工流程

第一步底板施工，第二步站台层立柱及侧墙施工，第三步中板施工，第四步站厅层立柱及侧墙施工，第五步顶板施工。

2）三角架预埋件部分安装设计

埋件材料选用螺纹二级钢，直径为25 mm、L=700 mm的螺杆,地脚螺栓出地面处与混凝土墙面距离:距混凝土面距离为175 mm；出地面为130 mm；各埋件杆相互之间的距离为300 mm。在靠近一段墙体的起点与终点处宜各布置一个埋件，具体尺寸根据实际情况而定（埋件系统图见图1）。

图1 埋件系统图

3）侧墙模板支架施工设计

①侧墙采用15 mm厚的竹胶板，支撑体系为三角钢架支撑。

②侧墙模板在地面预先拼装完成。竖向内背楞采用矩形管,水平间距400 mm，在面板拼缝处加密，为并列2道矩形管。

③横向外背楞采用10#双拼槽钢（槽钢背对背设置），间距1 000 mm。

④侧墙模板三角钢架沿侧墙纵向间距600 mm，于面板接缝处加密，为并列2道三角钢架（侧墙三角钢架支撑示意图见图2）。

图2 侧墙三角钢架支撑示意图

4）车站中板、顶板模板支架施工设计

车站中板、顶板采用盘扣式满堂支撑体系,面板采取厚15 mm竹胶板，竹胶板模板下部依次布置横向100 mm×100 mm方木（间距200 mm）、纵向采用单根L-185铝梁（间距900 mm）；纵、横向立杆间距为900 mm，立杆间步距为1 500 mm，顶梁底立杆横向间距为300 mm。

水平剪刀撑间距4 800 mm（至少顶、底层水平杆处设置二道）设置一道，竖向剪刀撑间距4 500 mm设置一道，两端头各布置一道，剪刀撑钢管搭接不少于1 m、不少于3扣，且与接触的每根立杆连接。剪刀撑与地面夹角应保持在45° ～60°。

横向及纵向斜杆“隔一搭一”，且端头必须有斜杆，竖向斜杆满布，且顶端及底端必须有斜杆。

支架、模板验收搭设完成后要及时验收，特别要做好斜杆、扫地杆、剪刀撑、梁下横杆搭设的验收。

混凝土浇筑和模板拆除与其他支撑体系要求相同。

5）主要材料准备及模板支架搭设方案

①模板承重支架为承插型盘扣式钢管支架，承重管径Φ60.3×3.2，Q345低碳合金钢钢管，横杆管径 Φ48.3×2.5，Q235 钢管，剪刀撑采用 Φ48×3.5,Q235 钢管。斜杆 Φ34.5×2.3，Q195。

②中板、顶板及梁采用15 mm厚竹胶板，竹胶板模板下部依次布置横向100 mm×100 mm方木（间距 200 mm）、L185 铝梁（间距 900 mm）。

③梁侧:中梁、顶梁侧模采用15 mm厚竹胶板，模板外侧依次为水平纵向100 mm×100 mm小方木（间距300 mm）、2根1组的竖向钢管（与侧模等高，间距600 mm）。通过M14对拉螺杆将两侧竖向钢管相连（间距400～600 mm，根据需要选定），模板最外侧每2 m设置一道钢管撑与锚筋或脚手架相连，确保模板加固后不整体移动。

④梁底:中梁、顶梁底模采用15 mm厚竹胶板，底模下部依次布置横向100 mm×100 mm方木（间距100 mm），L185 铝梁（间距 900 mm）。

⑤标准段及扩大端侧墙:负一层和负二层侧墙模板采用15 mm厚竹胶板，次龙骨采用100 mm×50 mm×3 mm矩形管，主龙骨采用10#双拼槽钢，三角架H=4 000 mm标准节采用10#、14#槽钢双拼焊接形成，材质Q235级。

⑥柱子:本工程中主要有2种截面尺寸（800 mm×1 200 mm、700 mm×1 100 mm），柱模板采用组合模板，面板采用15 mm竹胶板，次龙骨采用50 mm×100 mm方木（间距205 mm），主龙骨采用双钢管 48 mm×2.7 mm。

⑦端头井:中板及顶板采用15 mm厚竹胶板,搭设盘扣式满堂脚手架，中板采用立杆纵距900 mm、横向距离900 mm、步距1 500 mm，顶板立杆纵距900 mm、横向距离900 mm、步距1 500 mm，由于盾构井负二层净空7.94 m，负二层侧墙分二次浇筑，第一次浇筑高度为4.5 m，剩下的侧墙和中板第二次一起浇筑。负一层侧墙分二次浇筑，第一次浇筑高度为4 m，剩下的侧墙和顶板第二次浇筑。

根据车站主体土方由东西端头向中间开挖的顺序，车站主体结构同样采取由西端头向东作业的流水施工，施工方法采用明挖顺做法。综合考虑施工组织筹划、施工缝及变形缝设置情况，三角架投入84片。

模板拼接时，相邻两块模板无论横向拼缝还是纵向拼缝，保证在同一根方木进行搭接，设钢钉进行固定，避免出现错台。模板工程的施工质量符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》的要求，保证工程结构和构件各部位尺寸及相互位置的正确性，实际施工中根据设计情况对支撑系统进行计算调整，保证支架工程满足《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》的要求。

3 模板、支架管理要求

3.1 验收管理

1）高大模板支撑系统搭设前，应由项目技术负责人组织对地基、基础进行验收，并留存记录。

2）高大模板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）对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%，发现质量不符合标准、情况严重的，要进行100%的检验，并随机抽取外观检验不合格的材料（由监理见证取样）送法定专业检测机构进行检测。

5）应对钢管扣件螺栓的紧固力矩进行抽查，抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130）的规定，对扣件应进行100%检查[3]。

6）高大模板支撑系统应在搭设完成后，由项目负责人组织验收，验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员，项目安全、质量、施工人员，监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格，经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后，方可进入后续工序的施工。

3.2 施工管理

1）搭设模板支撑架体的作业人员必须经过培训，取得建筑施工支架特种作业操作资格证书后方可上岗。其他相关施工人员应掌握相应的专业知识和技能。

2）模板支撑系统搭设前，项目工程技术负责人或方案编制人员应当根据专项施工方案和有关规范、标准的要求，对现场管理人员、操作班组、作业人员进行安全技术交底，并履行签字手续。

3）安全技术交底的内容应包括模板支撑工程工艺、工序、作业要点和搭设安全技术要求等内容，并保留记录。

4）作业人员应严格按规范、专项施工方案和安全技术交底书的要求进行操作，并正确配戴相应的劳动防护用品。

3.3 搭设管理

1）高大模板工程搭设的构造要求应当符合相关技术规范要求,支撑系统立柱接长严禁搭接；应根据施工方案设置扫地杆、纵横向支撑及水平垂直剪刀撑，并与主体结构的墙、柱牢固拉接。

2）搭设高度2 m以上的支撑架体应设置作业人员登高措施。作业面应按有关规定设置安全防护设施。

3.4 使用与检查

1）模板、钢筋及其他材料等施工荷载应均匀堆置，放平放稳。施工总荷载不得超过模板支撑系统设计荷载要求。

2）模板支撑系统在使用过程中，立柱底部不得松动悬空，不得任意拆除任何杆件，不得松动扣件，也不得用作缆风绳的拉接。

3）施工过程中检查项目应符合下列要求:

①垫木应满足设计要求；②底座位置应正确,顶托螺杆伸出长度应符合规定；③立柱的规格尺寸和垂直度应符合要求，不得出现偏心荷载；④扫地杆、水平拉杆、剪刀撑等设置应符合规定，固定可靠；⑤安全网和各种安全防护设施符合要求。

4）浇筑过程应有专人对高大模板支撑系统进行观测，发现有松动、变形等情况，必须立即停止浇筑，撤离作业人员，并采取相应的加固措施。

4 模板与支架施工安全措施

4.1 高处作业安全措施

1）从事高处作业要定期进行体检，不适于高处作业的禁止其作业。

2）高处作业衣着要灵便，禁止穿硬衣和带钉易滑的鞋。

3）高处作业用材料要堆放平稳，工具随手放入工具袋内，上下传递物件，禁止抛掷。

4）遇有雾、雨、大风等恶劣天气影响施工安全时，禁止进行露天高处起重作业。

5）梯子不得缺档，不得垫高使用。

6）没有安全防护设施，禁止在脚手架和挑架上行走，高处作业应与地面联系专人负责。

4.2 支架搭设安全措施

1）当搭设高度不超过8 m的满堂模板支架时，步距不宜超过1.5 m,支架架体四周外立面向内的第一跨每层均应设置竖向斜杆，架体整体底层及顶层均应设置竖向斜杆，并应在架体内部区域每隔5跨由底至顶纵横向均设置竖向斜杆或采用扣件钢管搭设的剪刀撑。当满堂模板支架的架体高度不超过4个布局时，可不设置顶层水平斜杆；当架体高度超过4个步距时，应设置顶层水平斜杆或扣件钢管水平剪刀撑。

①盘扣节点应由焊接于立杆上的连接盘、水平杆杆端扣接头和斜杆杆端扣接头组成。

②插销外表面应与水平杆和斜杆杆端扣接头内表面吻合，插销连接应保证锤击自锁后不拔脱，抗拔力不得小于3 kN。

③插销应具有可靠防拔脱构造措施，且应设置便于目视检查楔入深度的刻痕或颜色标记。

④立杆盘扣节点间距宜按0.5 m模数设置；横杆长度宜按0.3 m模数设置。

2）模板支架可调托座伸出顶层水平杆或双槽钢托梁的悬臂长度严禁超过650 mm,且丝杆外漏长度严禁超过超过400 mm,可调托座插入立杆或双槽钢托梁长度不得小于150 mm。

3）高大模板支架最顶层的水平杆步距应比标准布局缩小一个盘扣间距。

4）模板支架可调底座调节丝杆外漏长度不应大于300 mm,作为扫地杆的最底层水平杆离地高度不应大于300 mm。当单肢立杆荷载设计值不大于40 kN时，底层的水平杆步距标准步距设置，且应设置竖向斜杆;当单肢立杆荷载设计值大于40 kN时，底层的水平杆应比标准步距缩小一个盘扣间距，应设置竖向斜杆。

5）模板支架立杆搭设位置按专项施工方案放线确定。模板支架搭设应根据立杆放置可调底托，应按先立杆后水平杆再斜杆的顺序搭设，形成基本的架体单元，应依此扩展搭设成整体支架体系。

6）立杆应通过立杆连接套筒连接，在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头的位置宜错开，且错开高度不宜小于750 mm。模板支架高度大于8 m时，错开高度不宜小于500 mm。.

7）水平杆扣接头与连接盘的插销应用铁锤击紧至规定插入深度的刻度线[2]。

8）每搭完一步支模架后，应及时校正水平杆步距，立杆的纵横距，立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差，立杆的垂直偏差不应大于模板支架总高度的1/500，且不得大于50 mm。

9）架体四周必须搭设斜杆，其他部位纵横向斜杆“隔一搭一“，竖向斜杆满搭。