滑移軌道式單側(cè)支模施工技術(shù)應(yīng)用研究

賀杰++蘇劍云

摘 要：隨著深基坑項(xiàng)目的增多，地下室空間利用率的提高導(dǎo)致地下室外墻與臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的間距越來越近，外墻的澆筑工程中傳統(tǒng)的雙側(cè)鋼管架體加固支模施展不了，隨之單側(cè)支模應(yīng)用而生，但是常見的單側(cè)支模施工速度比較慢，現(xiàn)場(chǎng)大模及支架等材料的周轉(zhuǎn)及吊運(yùn)安裝耗用了地下室施工的大部分時(shí)間，該項(xiàng)目在常見的單側(cè)支模基礎(chǔ)上增設(shè)了滑移導(dǎo)軌，便捷了大模及支架的安裝就位，節(jié)省了施工時(shí)間，縮短了地下室安全隱患期。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)蝹?cè)支模 軌道滑移 深基坑 地下室外墻

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（a）-0011-03

因安信金融大廈地下室東西側(cè)外墻距塔樓核心筒墻體的最短距離僅為1.4 m，單側(cè)支模支架底部寬度為2.2 m，并且地下室樓板處還有高低跨及樓梯孔洞導(dǎo)致單側(cè)支模運(yùn)輸存在一定困難，地下室內(nèi)部有內(nèi)支撐環(huán)梁阻礙導(dǎo)致不能吊裝就位，為了使單側(cè)支模及時(shí)運(yùn)輸及安裝就位，結(jié)合以往的單側(cè)支模施工方法，在樓板上方的內(nèi)支撐環(huán)梁或加撐板上安裝滑移導(dǎo)軌，單側(cè)大模及支架采用軌道式滑移能迅速滑移安裝到位，為地下室施工階段節(jié)省了寶貴工期，縮短地下室主體施工周期，提前結(jié)束地下室支護(hù)的裸露時(shí)間，確保了地下室及周邊建筑物結(jié)構(gòu)安全。

1 工程概況

安信金融大廈位于深圳市福田中心區(qū)，該項(xiàng)目占地4 813.45 m?，總建筑面積為96 828.64 m?，大廈南北向74 m，東西向64 m，地上39層，地下室5層，地下建筑面積23 913.82 m?，建筑總高度193 m，結(jié)構(gòu)形式為框架（帶柱轉(zhuǎn)換）-兩端邊筒結(jié)構(gòu)。

在基坑及地下室施工階段該項(xiàng)目南側(cè)與中信銀行大廈外墻結(jié)構(gòu)共墻施工，共墻約60多米，項(xiàng)目距離深圳地鐵1號(hào)線香蜜湖隧道約63 m，項(xiàng)目基坑支護(hù)采用咬合樁加四道混凝土內(nèi)支撐進(jìn)行支護(hù)，項(xiàng)目南側(cè)沿用中信銀行外墻原有咬合樁，樁基采用人工挖孔樁，基坑平均深度為23.4 m，塔樓處深29.3 m。項(xiàng)目地下室施工階段難度大，為了提前確保基坑結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)安全以及確保周邊建筑物包括地鐵沉降控制等，地下室施工階段需速戰(zhàn)速?zèng)Q。

地下室主體施工階段外墻采用滑移軌道式單側(cè)支模施工，外墻施工面積約7 000 m2。所使用的模板為專用大模板，單塊重達(dá)1.3 t左右，高3.9 m，寬2.44 m，支架底部寬2.2 m，體型較大。詳見圖1。

2 工藝原理

此技術(shù)應(yīng)用是在原支護(hù)內(nèi)支撐體系上安裝滑移導(dǎo)軌，利用導(dǎo)軌把一片片的單側(cè)大模及支架滑移到位，通過調(diào)整預(yù)埋螺栓及壓梁等配件調(diào)整調(diào)直單側(cè)大模，使整側(cè)單側(cè)支模在同一直線和立面上，驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行外墻的澆筑。

施工流程為：施工準(zhǔn)備——滑移導(dǎo)軌體系安裝——單側(cè)支模滑移安裝——墻體混凝土澆筑——模板拆除。

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 模板組成

面板采用18 mm厚多層板，豎肋為200×80×40木工字梁，橫肋采用雙12#槽鋼；在單塊模板中，多層板與豎肋（木工字梁）采用釘子連接，豎肋與橫肋（雙槽鋼背楞）采用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置吊鉤。兩塊模板之間采用芯帶連接，用芯帶銷插緊，保證模板的整體性，使模板受力合理、可靠。

模板拼裝流程：放置背楞→木梁組裝→多層板上彈線下料→鋪面板→彈線鋪木梁豎肋上槽鋼背楞和吊鉤→釘端頭木方→模板吊升靠在堆放架上。

2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地布置

因現(xiàn)場(chǎng)樓板面有高低跨及孔洞的影響，提前應(yīng)在孔洞上方布置槽鋼或鋼板進(jìn)行鋪墊，以便于單側(cè)支模支架腿的置放及固定。

2.1.3 前序工序已完成

外墻防水、鋼筋綁扎分項(xiàng)工程已完成并驗(yàn)收合格具備外墻封模，外墻導(dǎo)墻已施工完成，外墻邊線按要求等彈線處理。

2.2 滑移軌道體系安裝

2.2.1 滑移軌道定位

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)大模安裝位置確定鋼梁位置，按照?qǐng)D紙每隔1 700 mm或1 500 mm設(shè)置吊桿鉆孔，且確保遇到支撐梁時(shí)必須鉆孔設(shè)置拉桿。為確保軌道平直，軌道定位需準(zhǔn)確、不偏位。

2.2.2 軌道安裝

布置25#工字鋼在梁底作為行走鋼梁，鋼梁與鋼梁之間平直焊接對(duì)接，保證行車可以順利滑動(dòng)；2個(gè)滑車之間焊接1 800 mm的10號(hào)鋼筋保持固定連接，軌道兩端安裝定滑輪作為牽引（如圖2）。

2.2.3 細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理

型鋼軌道上部采用D20拉桿將軌道固定在支撐梁處，上部采用D20螺帽擰緊，螺桿與螺帽之間放置5 mm厚100 mm×100 mm鋼板墊片，鋼板開孔大小為（20±1）mm，確保螺帽與鋼板開洞之間連接可靠，以防滑落。

螺桿與型鋼軌道之間同樣采用機(jī)械連接，在工字鋼翼緣處開孔，采用螺帽固定。型鋼梁安裝前需對(duì)支撐梁表面進(jìn)行處理，確保鋼梁可水平安裝，節(jié)點(diǎn)見圖3。

型鋼梁下左右翼緣特殊加工，放平處理，上部焊接滑車軌道，兩側(cè)均安裝移動(dòng)滑車，滑車沿滑道運(yùn)行平順。

2.3 單側(cè)大模滑移安裝

2.3.1 單側(cè)大模滑移就位

在需要橫向移動(dòng)的單元模板頂部，布置25#工字鋼當(dāng)作行走鋼梁，保證行車可以順利滑動(dòng)。在工字鋼上部設(shè)置吊耳，用D20拉桿將工字鋼固定在支護(hù)梁上。

模板吊裝移動(dòng)，給每塊標(biāo)準(zhǔn)單元模板設(shè)置2個(gè)吊點(diǎn)，用手拉葫蘆掛在行走滑車上，葫蘆下端吊在模板吊夠處，拉緊葫蘆使模板離地20 cm后，分別將模板和架體吊裝到位。

2.3.2 單側(cè)大模拼接

（1）單片大模之間的連接：當(dāng)每片單側(cè)大模滑移就位后，相鄰單側(cè)大模之間通過木梁模板的芯帶進(jìn)行連接，并用芯帶銷進(jìn)行固定，保證模板之間拼縫嚴(yán)密不錯(cuò)臺(tái)并且保證單側(cè)大模是一個(gè)整體，通過樓板預(yù)埋螺栓及單側(cè)大模支架下設(shè)的頂托來調(diào)直調(diào)平（見圖4）。

（2）陽(yáng)角連接：陽(yáng)角處模板通過45°的斜拉連桿連接，斜拉桿為D20長(zhǎng)度450。豎向間距同背楞槽鋼間距。角部合成企口形式，因?yàn)樾崩瓧U為45度方向受力，能有效保證角部不開模、不漏漿。

（3）陰角連接：陰角處模板為定型角模連接，定型角模和直墻模板再用直芯帶和芯帶銷連接固定，可以保證接口處嚴(yán)密、不開模、不漏漿。

（4）模板接高及吊鉤節(jié)點(diǎn)：兩根木梁端頭都開兩個(gè)?22孔，用兩塊鋼板通過M20螺栓夾緊木梁腹板進(jìn)行連接。

（5）單側(cè)支架，是用槽鋼和連接件制作的一個(gè)三角形支架，它通過三角形的直角平面抵制模板。當(dāng)混凝土接觸到模板面板時(shí)，側(cè)壓力也作用于模板。模板受到向后推力。而三角形架體平面在壓制著模板，因架體下端直角部位有埋件系統(tǒng)固定，使架體不能后移，主要受力點(diǎn)為埋入底板混凝土45°角的埋件系統(tǒng)。混凝土的側(cè)壓力及模板的向上力均由埋件系統(tǒng)抵消。單側(cè)支架由埋件系統(tǒng)和架體兩部分組成，其中埋件系統(tǒng)部分包括：地腳螺栓、連接螺母、外連桿、連接螺母和壓梁。該工程架體采用H=3 600 mm的支架；為了架體受力合理，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)自備鋼管及扣件把幾榀架體連成整體。

（6）調(diào)直調(diào)平：為了保證單側(cè)大模及支架水平、垂直性及穩(wěn)定性，需在結(jié)構(gòu)板面里先預(yù)埋Ⅱ級(jí)螺紋鋼?25作為地腳螺栓，埋件與地面成45°，現(xiàn)場(chǎng)埋件預(yù)埋時(shí)要求拉通線，保證埋件在同一條直線上，通過雙12號(hào)槽鋼壓梁把支架固定成一個(gè)整體，通過調(diào)整預(yù)埋的腳螺栓和支架頂托來調(diào)整，使整個(gè)一側(cè)的單側(cè)大模及支架在同一條直線上，立面在同一垂直面上。

3 應(yīng)力驗(yàn)算

3.1 側(cè)壓力計(jì)算

單側(cè)支模受力主要是混凝土作用于模板的側(cè)壓力，根據(jù)測(cè)定，隨混凝土的澆筑高度而增加，當(dāng)澆筑高度達(dá)到某一臨界時(shí)，側(cè)壓力就不再增加，此時(shí)的側(cè)壓力即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力。側(cè)壓力達(dá)到最大值的澆筑高度稱為混凝土的有效壓頭。通過理論和實(shí)踐，按F=0.22γcβ1β2V1/2、F=γcH二式計(jì)算，取二者中的較小值F=44.41 kN/m2作為模板側(cè)壓力的標(biāo)準(zhǔn)值，并考慮傾倒混凝土產(chǎn)生的水平載荷標(biāo)準(zhǔn)值4 kN/m2，分別取荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2和1.4，則作用于模板的總荷載設(shè)計(jì)值為：（折減系數(shù)為0.85）q=44.41×1.2×0.85+4×1.4=50.90 kN/m2。

單側(cè)支架主要承受混凝土側(cè)壓力，取混凝土最大澆筑高度為5.35 m，側(cè)壓力取為F=50.90 kN/m2，有效壓頭高度h=2.4 m。

3.2 支架受力計(jì)算

單側(cè)支架按間距800 mm布置。

（1）分析支架受力情況：取o點(diǎn)的力矩為0，則：

2964×R=F1×（2400/3+3250）+F2×（3250/2）

R=139.3 kN

其中：

F1=0.5×2.4×0.8×50.90=48.86 kN

F2=1.0×3.25×0.8×50.90=132.34 kN

（2）支架側(cè)面的合力為：F合=F1+F2=181.2 kN，再取o點(diǎn)的力矩為0，則L=[F1×（2400/3+3250）+F2×1625]/181.2=2 279 mm。

根據(jù)力的矢量圖得F合和R的合力為：

（F總）2=（F合）2+（R）2=181.22+139.32=228.56 kN

與地面角度為α=37.6°。

由F總分解成兩個(gè)互為垂直的力，其中一個(gè)與地面成45°，大小為：T45°=226.63 kN，T45°共有8/3個(gè)埋件承擔(dān)，其中單個(gè)埋件最大拉力為：F=T45°/（8/3）=84.99 kN。

3.3 埋件強(qiáng)度驗(yàn)算

3.3.1 埋件強(qiáng)度驗(yàn)算

預(yù)埋件為Ⅱ級(jí)螺紋鋼d=25 mm，埋件最小有效截面積為A=3.14×102=314 mm2（注意：此截面為最小有效截面）。

軸心受拉應(yīng)力強(qiáng)度：σ=F/A=28.65×103/314=91.24 MPa

3.3.2 埋件錨固強(qiáng)度驗(yàn)算

對(duì)于彎鉤螺栓，其錨固強(qiáng)度的計(jì)算，只考慮埋入砼的螺栓表面與砼的粘結(jié)力，不考慮螺栓端部的彎鉤在砼基礎(chǔ)內(nèi)的錨固作用。

錨固強(qiáng)度：F錨=πdhτb=3.14×25×550×3.5=151.1 kN>F=84.99 kN，符合要求。

4 項(xiàng)目應(yīng)用

滑移軌道式單側(cè)支模在安信金融大廈項(xiàng)目得到了有效應(yīng)用，地下室外墻一層面積約1 200 m2，5層地下室外墻面積約7 000 m2，地下室每層分4個(gè)區(qū)域進(jìn)行流水施工，采用滑移軌道式單側(cè)支模施工技術(shù)和常規(guī)的單側(cè)支模施工技術(shù)相比，除外墻混凝土質(zhì)量能夠得到有效控制外，在工期上每一層外墻施工可縮短15 d左右時(shí)間，在經(jīng)濟(jì)上可以節(jié)省100個(gè)人工，在地下室施工階段共縮短75 d，因工期的提前大量節(jié)省了工地機(jī)械設(shè)備的租賃時(shí)間，項(xiàng)目的管理費(fèi)用也得到了節(jié)約，為項(xiàng)目節(jié)約近200多萬造價(jià)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)縮短了地下室施工期間的安全隱患周期，提前保證了基坑本身及周邊建筑物的結(jié)構(gòu)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 段春偉.安德大廈工程地下墻體單側(cè)支模施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2008，37（6）：41-43.