單側大模板在地鐵車站中的改進應用

朱 俊

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

隨著城市軌道交通工程的大力發展，工程中對于地鐵車站的施工質量、施工工藝、表面觀感度等各方面都提出了更高的要求。因此，大模板施工技術的使用越來越得到施工單位的認可，其相應的結構質量更高，安全性更可靠，表面也更加平整光滑，正不斷取代以往模板排架對撐的形式[1-2]。

大模板施工技術正越來越多地被應用在地鐵車站側墻的施工中。本文結合紹興地鐵1號線奧體中心站的施工實踐，對大模板施工技術的應用和改進工藝進行分析，總結出了一套較為有效的施工控制方法，對類似工程的施工有一定的適用性。

1 應用工程概況

紹興地鐵1號線奧體中心站長211.6 m，寬21.7 m，施工單位選用單側大模板系統進行側墻結構施工。

與傳統模板相比，單側大模板系統（圖1）的優點有：模板體系剛度大，安全性更高；成形后墻面縫隙少，外觀光滑、平整，表觀效果好；滿足施工要求，省去二次抹灰工序，減少因螺栓孔引起的滲漏水問題；縮短工期，周轉次數多，綜合經濟效益好。

圖1 大模板結構示意

本工程中應用的大模板具體組成及參數如下：

1）模板：高度4～5 m，寬度1.8 m或2.0 m。

2）面板：厚度6 mm，鋼材品種為Q235鋼。

3）背楞：2根140 mm×65 mm×8.5 mm的14#槽鋼，鋼材品種為Q235鋼。

4）主肋：1根100 mm×48 mm×5.3 mm的10#槽鋼，鋼材品種為Q235鋼。

5）次肋：寬度100 mm，厚度10 mm，間距400 mm。

2 施工中存在的問題

2.1 地腳螺栓

地腳螺栓作為大模板體系的最大受力點，主要采用螺紋鋼焊接螺栓的方式進行固定。該連接方式對焊接質量要求很高，既要保證焊接質量滿足要求，又要確保螺栓本身不受影響，以免澆筑過程中焊接部位在受力狀態下發生剪切破壞，導致安全事故的發生。在奧體中心站結構初始階段，拆模后混凝土根部蜂窩麻面多，錯槎較大。分析問題原因為拉桿系統與地腳螺栓之間采用焊接，部分焊接長度不能夠滿足規范要求，點焊、咬肉等質量問題均有出現，混凝土澆筑后，大模板腳部位移大，導致漏漿、錯臺等現象發生。

2.2 模底底托

在側向壓力作用下，若調節底托剛度不足，則模板易繞地腳螺栓為鉸點向外傾斜。在混凝土澆筑過程中，底托受力折彎變形，從而產生連鎖反應，使整個大模板體系向外傾斜。在模板安裝過程中，模板頂一般會向內傾斜10 mm，預留模板受混凝土側壓力作用下的變形量，以控制側墻垂直度。奧體中心站底板兩側腋角翻邊、中板上離壁溝上翻10 cm，大模板底部懸挑高度均超過15 cm。底托調節完成后，長度均大于15 cm，由于底托長細比大，故模板安裝各構件之間存在結構空隙。混凝土澆筑后，還是出現不同程度的差異變形，垂直度和平整度控制不如預期。

2.3 模板尺寸

受地鐵車站鋼支撐體系影響，不同的工況條件會導致不同高度的襯墻，很多時候會因為模板高度與支撐沖突而無法使用。奧體中心站站臺層樓層高度6.21 m，站廳層樓層高度5.2 m，施工中考慮樓板翻邊，站臺層需使用5 m大模板、站廳層使用4 m大模板。單一高度的大模板體系無法滿足不同層高的使用需求，模板利用率低。

2.4 模板拼縫

大模板的拼縫順直度直接影響到混凝土的表觀質量及平整度。奧體中心站側墻單段施工長度最大24 m，單面墻需用到12塊模板、11條接縫，相鄰2塊模板之間通過螺栓連接。由于螺栓與螺栓孔之間的結構間隙以及螺栓的緊固程度差異，拼縫之間易出現間隙，導致混凝土漏漿及錯臺現象。螺栓孔處在模板多次使用后存在不同程度的變形，對模板拼縫的密封性和模板對接的平順性影響很大。

3 改進措施

3.1 地腳螺栓埋件系統改進

在實際應用中，地腳螺栓采用D23地腳螺栓預埋入已澆筑結構內，利用D23外連桿，一端使用D23連接螺母，另一端使用D23蝶形螺母，將螺栓和桁架上雙拼12#槽鋼背墊連接。通過螺母緊固使模板下口緊貼已完成結構上沿（圖2）。在奧體中心站結構施工實際運用中，將螺栓間距調整為300 mm，減小了模板腳部側向位移，使因模板底部漏漿導致的腳部蜂窩麻面及爛根等現象有所減輕。模板與原混凝土面貼合更好，新老混凝土接合面錯臺減少，混凝土面的整體外觀得到了改善（圖3）。

圖2 改進后地腳螺栓埋件系統

圖3 澆筑完成后的側墻混凝土面

3.2 模底底托改進

經分析比選，通過底托下墊12#工字鋼，對奧體中心站大模板底托長度進行控制，減小模板底托長細比，實際底托長度控制在5 cm內（圖4）。

圖4 改進后底托應用現場

調節之后模板外傾量可以大幅縮小，實際按照5 mm模板外傾量控制。混凝土澆筑后，相鄰模板面之間差異變形量減小，墻面平整度大幅提升。實測4 m模板施工后的垂直度偏差均控制在3 mm內，較改進前提升明顯。原模板變形導致的拼縫間隙漏漿情況也大有改善，混凝土麻面、錯縫減少。

3.3 模板尺寸改進

為適應不同樓層高度的使用需求，項目部在施工過程中對大模板體系進行了優化改進，將原有大模板面高度降低1 m，同時在大塊模板上部增加2塊小鋼模（2×0.5 m），在實際施工過程中可以根據支撐標高，靈活、合理地調整大模板施工高度。

根據奧體中心站站廳層、站臺層層高以及支撐體系凈空的不同，改進后模板凈高可在4～5 m內調節，分別采用4.0、4.5、5.0 m拼裝模板體系施工，滿足現場不同工況條件的施工需求，大幅提升了施工工效及模板利用效率。

改進后選取5 m高度模板驗算，主要包括側壓力計算、主次梁驗算。通過對大模板體系進行受力分析和計算，各構件的結構強度和剛度都能滿足要求。

3.4 模板拼縫改進

奧體中心站使用的模板背楞為雙拼14#槽鋼，沿水平方向布置。為增強相鄰模板間拼接穩固程度，對相鄰模板之間背楞進行改造，在雙拼槽鋼上開孔增設錨栓系統，槽鋼之間插入開孔鋼板，配合錐形鋼楔，對模板體系進行加強。通過鋼楔的緊固程度，調節相鄰模板間順直度。在模板拼接過程中，對稱擰緊連接螺栓，并使用扭力扳手，對螺栓的擰緊扭力進行復核統一（圖5）。加固后側墻拼縫漏漿減少，混凝土表觀質量得到明顯改善。

圖5 模板拼縫加固系統

4 施工質量管理控制

施工流程：彈外墻邊線→鋼筋綁扎并驗收→合外墻模板→單側支架吊運到位→安裝單側支架→安裝加強鋼管（單側支架斜撐部位的附加鋼管，現場自備）→安裝壓梁槽鋼→安裝埋件系統→調節支架垂直度→安裝上操作平臺→再緊固檢查一次埋件系統→驗收合格后澆筑混凝土。

施工過程中的質量管理措施如下：

1）模板材料要求有耐久性和高強度，而且加工必須滿足高精度要求，能反復周轉使用，保證混凝土結構件的外形一致。鋼模板變形時，特別是邊框變形時，要及時修整平直。

2）通過底托螺桿調節，用上口順直度和下口的貼緊度確保模板的垂直度與墻面最終的垂直度一致。通過掛鉛錘驗證模板上、下口垂直度偏差，施工中預留寬5 mm的預傾量，保證混凝土墻體的垂直度要求。

3）采用雙邊銑邊和自動焊接的精制全鋼模板進行拼接，避免了漏漿。在模板下口與頂板平整度不平整時，需要用海綿條和水泥砂漿封堵。

4）埋件材料選用直徑23 mm、長650 mm的螺紋二級鋼螺桿。地腳螺栓出地面處與混凝土墻面距離：距混凝土面175 mm，出地面為130 mm，各埋件桿相互之間的距離為300 mm。地腳螺栓在預埋前應對螺紋采取保護措施，用塑料布包裹并綁牢，以免施工時混凝土黏附在絲扣上影響螺母連接。螺栓擰緊后要進行復查，防止因螺栓漏擰緊等問題造成模板脹模及跑模。

5）支架模板失穩前有變形和聲響等先兆，發現情況時要立即停澆混凝土，并迅速采取加固或補撐措施，在混凝土澆筑期間要加強對支架模板的巡查。

6）澆筑混凝土前應在支架模板上設置監測標記，隨時量測懸吊在支架體系中的垂體下沉量和偏移量，發現異常或超出限值時要進行分析和加固處理。

7）對支架、模板等材料要嚴格把關，杜絕使用有缺陷的原材料。

8）按照規范要求嚴格設置掃地桿和剪刀撐，以保證支架體系的穩定。

9）嚴格按照支架驗算書中的要求進行選材并按要求間距進行布置。

5 結語

本文結合紹興地鐵1號線工程中的大模板應用實踐，收集了大模板改進前后的不同參數，總結了一套較為有效的施工控制方法。相比傳統的大模板，改進后的大模板體系在結構質量與安全上均具有更好的表現，可以適用于復雜工況條件下的地鐵車站施工，可為后續類似項目的施工提供參考。

[1] 姜濤.大模板施工中常見問題分析及施工細節探討[J].環球市場信 息導報,2011(7):67.

[2] 劉春安,候光,馬長濤.拼裝式全鋼大模板的設計及在工程中的應用 [J].建筑技術開發,2005,32(12):93.