建筑物下地鐵車輛段蓋體變形縫處雙柱同時施工關(guān)鍵技術(shù)

張昆玨 （中鐵四局集團(tuán)房地產(chǎn)公司，安徽 合肥 230022）

1 現(xiàn)狀背景

目前國內(nèi)地鐵車輛段蓋體變形縫處的兩根框架柱施工方法主要分為兩類：第一類是傳統(tǒng)的“先后施工法”，先施工變形縫一側(cè)的框架柱，施工另一側(cè)框架柱時，由于定型鋼模厚度大于變形縫寬度，所以采用泡沫板或者聚苯板填充變形縫充當(dāng)單面模板，配合另外三面的定型鋼模進(jìn)行施工。采用這類方法施工的變形縫雙柱，變形縫填充物易受擠壓產(chǎn)生不規(guī)律變形，框架柱混凝土成型效果差，而且采用化學(xué)溶劑拆除聚苯板時會污染柱子表面。第二種是“同時施工法”，變形縫兩側(cè)框架柱同時綁扎鋼筋，同時支設(shè)模板，變形縫處采用木模板，模板中間設(shè)方木支撐，兩側(cè)框架柱同時澆筑混凝土。采用這類方法，框架柱成型質(zhì)量得以有效控制，但模板支設(shè)難度大，且混凝土澆筑完成后，變形縫處木模板和方木不易取出。

2 工程概況

該車輛段總征地面積約41.48ha，總建筑面積約168738.9m2。上蓋后期將進(jìn)行上蓋商業(yè)開發(fā)，需預(yù)留上蓋建筑條件。該車輛段是當(dāng)?shù)剀壍澜煌ˋ型車的第二個大架修基地，設(shè)計停車能力為36列位、雙周檢/三月檢4列位、大/架修3列位、定修2列位、臨修、靜調(diào)、吹掃及鏇輪線各1列位。

該車輛段上蓋蓋體投影面積218600m2。蓋體變形縫處均為2個及以上框架柱，變形縫寬度150mm，框架柱截面尺寸1400mm×1400mm，高度9.5m。

3 施工工藝流程

變形縫處雙柱施工時，同時綁扎雙柱鋼筋，然后支設(shè)模板，雙柱外模板采用定型鋼模拼裝成一個整體，內(nèi)模采用采用2cm厚木模板。再把板狀氣墊插入到兩塊相鄰內(nèi)模板間的縫隙里，充氣達(dá)到預(yù)定氣壓后，雙柱同時分層澆筑混凝土。拆模時，放出氣墊內(nèi)氣體，取出內(nèi)模板。

工藝流程：施工準(zhǔn)備→腳手架搭設(shè)→柱筋綁扎→模板安裝、放入氣墊→氣墊充氣→混凝土澆筑→氣墊放氣、模板拆除→整體吊裝腳手架至下一個變形縫雙柱處。

4 施工過程控制要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備期間，預(yù)制用于雙柱長方體形整體鋼模板，整體鋼模板由兩個長邊方向的側(cè)模板和兩個短邊方向的端模板構(gòu)成。在側(cè)模板的內(nèi)側(cè)面中心線兩側(cè)對稱設(shè)置兩個用于固定內(nèi)模板的限位裝置，以限定內(nèi)模板的位置，限位裝置外邊間距110mm。

圖1 定型鋼模預(yù)制，限位裝置預(yù)留

加工兩個框架柱之間的內(nèi)模板，采用2cm厚木模板，并沿長邊中心線方向斷開，斷開處通過合頁連接，便于后期內(nèi)模拆除。

4.2 腳手架搭設(shè)

基礎(chǔ)施工完成后，回填壓實(shí)，開始搭設(shè)框架柱施工腳手架，腳手架按照1.2m間距進(jìn)行搭設(shè)，頂端按照空心孔尺寸進(jìn)行搭設(shè)。腳手架搭設(shè)高度以高出柱頂標(biāo)高1.0m～1.5m為準(zhǔn)。該腳手架搭設(shè)一次，然后待柱子施工完成后整體吊裝到下一個變形縫雙柱處繼續(xù)使用。該車輛段采用高強(qiáng)承插式盤扣支撐架體系，搭拆簡便，穩(wěn)定性好。

圖2 腳手架搭設(shè)

4.3 柱筋綁扎

同時綁扎變形縫兩側(cè)框架柱的鋼筋，在最外側(cè)鋼筋外表面均勻設(shè)置保護(hù)層墊塊。

4.4 模板安裝、放入氣墊

①模板安裝前，將模板與混凝土接觸的面滿刷脫模劑。

②首先安裝雙柱長邊方向單側(cè)的鋼模板，然后安裝雙柱短邊方向的兩塊端模板，將該側(cè)模板的兩側(cè)邊緣與兩塊端模板相連接。再安裝內(nèi)部木模板，根據(jù)長邊方向單側(cè)模板上的內(nèi)模限位裝置，將木模板從長邊方向尚未安裝模板的一側(cè)推入，分別插入限位裝置內(nèi)，將整體鋼模分成2個框架柱和1個變形縫共計3個獨(dú)立的空間。

圖3 模板安裝，放入氣墊

③將一塊充入少量空氣板狀氣墊放入兩塊內(nèi)模板之間的空隙中。

④安裝雙柱長邊方向另一側(cè)的鋼模板，同時讓兩塊木模板的外邊緣分別插入該側(cè)模板上的限位裝置內(nèi)，然后用卡扣固定，最后將該側(cè)模板的兩側(cè)邊緣與兩塊端模板相連接。

4.5 氣墊充氣

將變形縫內(nèi)板狀氣墊充滿氣，充氣氣壓通過計算確定，確保能夠支撐兩邊木模板。以該車輛段工程為例，計算充氣氣壓：

4.5.1 計算參數(shù)

框架柱邊長（mm）：1400×1400；

框架柱的計算高度（mm）：8000；

混凝土重力密度 γc（kN/m3）：24；

新澆混凝土初凝時間t0（h）：4；

外加劑影響修正系數(shù)β1：1；

混凝土坍落度影響修正系數(shù)β2：1.15；

混凝土澆筑速度 V（m/h）：2.5；

混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度 H（m）：3；

傾倒混凝土?xí)r對垂直面模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q3k(kN/m2)：2；

4.5.2 新澆混凝土對模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值G4k

4.5.3 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計值S承

4.5.4 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計值

S正=G4k=30.4kN/m2

4.5.5 面板驗(yàn)算

①面板類型：木模板；

②面板厚度t（mm）：20；

③面板寬度 b（mm）：150；

④面板長度（mm）：1400；

⑤面板截面慣性矩I（cm4）：33.75；

⑥面板截面抵抗矩W（cm3）：22.5；

⑦面板抗彎強(qiáng)度設(shè)計值[f]（N/mm2）：15.44；

⑧面板彈性模量 E（N/mm2）；9350；

⑨單塊面板一端懸臂長（mm）：250；

4.5.6 充氣模強(qiáng)度驗(yàn)算

4.5.6 充氣模撓度計算

經(jīng)過計算，氣墊氣壓加到40kPa，即可支撐起兩邊木模板。

4.6 混凝土澆筑

同時澆筑變形縫雙柱混凝土，同時控制澆筑速度，保持兩個空間內(nèi)的混凝土高度同比例升高。隨著混凝土高度的升高，加大氣墊內(nèi)的氣壓，保證內(nèi)模板的穩(wěn)定性。

4.7 氣墊放氣、模板拆除

待雙柱混凝土凝固并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，先拆除整體鋼模板，然后放出氣墊內(nèi)氣體，取出氣墊。最后從縫隙兩端拆除內(nèi)模板，必要時可以將合頁拉斷，至此同時完成蓋體變形縫處的雙柱施工。

5 施工成效

該車輛段蓋體變形縫處雙柱施工時，一方面利用板狀氣墊填充變形縫，充氣后保證內(nèi)模板的穩(wěn)定；一方面利用雙柱同時同速度澆筑混凝土?xí)r對模板的側(cè)壓力相等進(jìn)行相互支撐。該方法簡化了施工工序，縮短了施工工期；放出氣體后的氣墊可以輕松取出重復(fù)利用，內(nèi)模板拆模方便；拆模后的框架柱表面平整，變形縫位置精確，均不需要做后期處理。采用該方法，簡便有效地保證了該車輛段蓋體變形縫處雙柱的施工質(zhì)量和表面觀感，對類似工程施工具有一定借鑒作用。