城市公交候車亭基礎(chǔ)澆筑中采用模具定位的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
——以江蘇省昆山市城市公交候車亭建設(shè)項(xiàng)目為例

武 峰

（江蘇省昆山市交通場(chǎng)站管理有限公司，江蘇 蘇州 215300）

在城市公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，城市公交候車亭已是其重要組成部分之一，不但代表著一個(gè)城市的先進(jìn)生產(chǎn)力和城市的智慧，更是現(xiàn)代施工工藝方法與科技智能化因素的融合，在城市形象和群眾服務(wù)上有了更高的提升和改變。因公交候車亭站臺(tái)基本設(shè)立在以市區(qū)為中心和主要干路以及新規(guī)劃設(shè)計(jì)的道路上，比如城市地鐵口、商城購(gòu)物中心、大小菜市場(chǎng)、居住小區(qū)、學(xué)校工廠、機(jī)關(guān)服務(wù)場(chǎng)所等人車流量大、商業(yè)繁華、交通聚集，影響較大的地方。

現(xiàn)代城市建設(shè)越來(lái)越要求建設(shè)精細(xì)化、高水平，尤其對(duì)公共服務(wù)設(shè)施的建立更是要求短、平、快。文章以江蘇省昆山市城市公交候車亭建設(shè)為例，包括7.5m城市款公交候車亭（見圖1）、2.5m城市款公交候車亭（見圖2），其亭體采用304不銹鋼結(jié)構(gòu)、獨(dú)立預(yù)埋基礎(chǔ)，上下部采用錨栓鏈接，亭體鋼結(jié)構(gòu)采用工廠化加工組裝，現(xiàn)場(chǎng)采用吊裝一體化方式進(jìn)行施工。

圖1 7.5m城市款公交候車亭

圖 2.5m城市款公交候車亭

1 公交候車亭設(shè)計(jì)和施工面臨的困難

昆山市公交候車亭采用全新的候車亭設(shè)計(jì)樣式，整體采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)工藝，采取上部為組裝鋼結(jié)構(gòu)，下部為獨(dú)立基礎(chǔ)的形式設(shè)計(jì)，上下部間采用高強(qiáng)度螺栓連接方式施工。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)其基坑深度尺寸、地基表面的標(biāo)高和平整度以及預(yù)埋件中心的坐標(biāo)有著非常嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求。以7.5m城市款公交候車亭為例，首先，每根柱子有6根獨(dú)立螺栓，就有30根獨(dú)立錨栓，錨栓之間定位，柱與柱之間定位，難度較大（見圖3、圖4）。其次，混凝土有較強(qiáng)的流動(dòng)性，平整性較差，各個(gè)基坑混凝土高差較大，不易控制，在混凝土澆筑過(guò)程中，易對(duì)鋼筋籠和預(yù)埋件造成沖擊，導(dǎo)致鋼筋籠、預(yù)埋件偏心偏斜等現(xiàn)象，無(wú)法確保亭體安裝要求。再次，公交候車亭采用道板磚或大理石進(jìn)行表面鋪裝，需要10cm厚的混凝土墊層，澆筑鋪裝墊層會(huì)出現(xiàn)分層、開裂等不良現(xiàn)象，整體性不強(qiáng)，強(qiáng)度不高等。最后，由于城市公交候車亭多設(shè)置在繁華、人車流量大的地方，主城區(qū)老舊路段較多，施工區(qū)域小，地下管線多且道路開挖難度大，再加上存在鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)要求高，單個(gè)標(biāo)高調(diào)校難度大，站臺(tái)施工流轉(zhuǎn)性大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，工人技術(shù)水平有限，施工車輛、機(jī)具周轉(zhuǎn)慢等實(shí)際問(wèn)題。因此，必須創(chuàng)新改進(jìn)施工工藝，進(jìn)行開發(fā)模具設(shè)計(jì)，解決以上問(wèn)題，使基礎(chǔ)建設(shè)簡(jiǎn)單化、便利化、快速化、標(biāo)準(zhǔn)化，把對(duì)公共交通的影響降到最低，最終達(dá)到節(jié)省社會(huì)資源的目的。

2 模具設(shè)計(jì)和分類

目前，城市公共汽電車車站的站臺(tái)建設(shè)通常分為兩類：港灣式公交站臺(tái)和非港灣式公交站臺(tái)。在這兩種標(biāo)準(zhǔn)下，城市公交候車亭建設(shè)中因涉及老舊城區(qū)道路、改建道路、新建道路，通常會(huì)遇到三種路面情況：第一種是公交車站臺(tái)建設(shè)在機(jī)非側(cè)分帶中，側(cè)分帶長(zhǎng)度和寬度滿足亭體長(zhǎng)度和寬度要求（寬度不宜小于2.2m）[1]，滿足建設(shè)條件。第二種也是建設(shè)在側(cè)分帶中，側(cè)分帶長(zhǎng)度和寬度對(duì)公交候車亭建設(shè)有影響。其中，寬度對(duì)公交候車亭亭體和基礎(chǔ)部分影響最大（這里只對(duì)寬度進(jìn)行討論說(shuō)明），通常候車亭亭體屋蓋寬度在1.5～2.2m，高度在2.5m以上，但實(shí)際建設(shè)中有的側(cè)分帶只有1.5～1.9m。對(duì)于這樣的情況，只能靠著側(cè)分帶側(cè)石邊上進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，預(yù)埋板盡量靠近側(cè)分帶邊緣，以此保障公交候車亭頂蓬前邊檐口不伸出到道路上，確保公交車在進(jìn)站側(cè)邊停車時(shí)后視鏡不會(huì)撞到亭子頂棚。第三種是建設(shè)在道路邊緣綠化帶中，其寬度也應(yīng)滿足亭體基礎(chǔ)要求。

針對(duì)以上道路的施工難度現(xiàn)狀，為確保工程順利建設(shè)，保證基礎(chǔ)中心軸線偏差控制在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)保證在混凝土澆筑時(shí)的抗沖擊力和抗浮動(dòng)力，以及模具要有足夠的強(qiáng)度和重量，防止變形，文章提出以下設(shè)計(jì)。

2.1 碗模設(shè)計(jì)

（1）碗模的設(shè)計(jì)主要有兩種，一種是不需要直立邊的，適用于通常情況下的滿足寬度的側(cè)分帶和道路邊上綠化帶中建設(shè)的公交站臺(tái)（見圖5）；另一種是有直立邊的，適用于側(cè)分帶寬度受限帶立側(cè)石的情況（見圖6）。（2）碗口采用45°向外設(shè)計(jì)，高度180mm，檐口高30mm,碗底尺寸400mm×320mm，易脫模，保證足夠的流體型腔，保證混凝土澆筑，且可以起到防濺作用（見圖7）。（3）為保證精度要求，碗模底孔徑設(shè)置32mm，保證脫模和定位精確。（4）為抗變形，選擇3mm厚鍍鋅鐵板，能夠可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力以及施工荷載。

圖3 7.5m城市款基礎(chǔ)圖1（單位：mm）

圖4 7.5m城市款基礎(chǔ)圖2 (單位：mm)

2.2 支架設(shè)計(jì)

為保證足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，承受混凝土澆筑的重量、側(cè)壓力以及施工荷載，滿足自身抗浮力，支架需要保證足夠的剛度和強(qiáng)度以及重量。為此，在模具的用材上，采用雙向40mm×80mm×2.0mm鍍鋅方管，中間加固支撐，立柱采用上下加強(qiáng)筋方式與縱梁和底板焊接，底板尺寸400mm×320mm×30mm，為保證易操作，5m款模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為6.08m，7.5m款模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為8.50m（見圖8、圖9）。

3 施工技術(shù)要求

施工工藝流程：扣碗?！惭b預(yù)埋板和預(yù)埋螺栓—螺栓涂油包裹、碗模涂脫模劑—下放模具調(diào)整標(biāo)高和前后距離—固定模具—混凝土澆筑—養(yǎng)護(hù)—脫?！，F(xiàn)場(chǎng)模具安裝圖見圖10。

3.1 碗模選擇

無(wú)側(cè)分帶或者側(cè)分帶寬度滿足圖紙要求情況下，選擇通用型碗模；有側(cè)分帶且側(cè)分帶寬度不能滿足圖紙要求的情況下，選用直立邊型碗模。

圖5 通用型碗模（單位：mm）

圖6 側(cè)分帶碗模（單位：mm）

圖7 混凝土澆筑過(guò)程中流腔通道模擬

3.2 預(yù)埋板和預(yù)埋螺栓

放置預(yù)埋板前，先在碗模底板上涂脫模劑，再將底板放上。安裝螺桿前，將一側(cè)螺母擰到螺桿螺紋末端并套上彈簧墊片。安裝螺桿后，在碗口底板一側(cè)，套上彈簧墊片，將螺母擰到碗模底板上，使用扳手將兩邊螺母擰緊，其他采取同樣的操作方法。

圖8 城市5m款模具支架（單位：mm）

圖9 城市7.5米款模具支架（單位：mm）

圖10 現(xiàn)場(chǎng)模具安裝圖

3.3 螺栓涂油包裹、碗模涂脫模劑

為防止在混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)時(shí)損壞螺紋，使用黃油涂抹螺紋，然后用纏繞膜包裹好。為方便脫模，將脫模劑涂抹在碗口外面。

3.4 下模調(diào)整標(biāo)高和前后距離

（1）側(cè)分帶寬度足夠和道路邊上綠化帶施工要求。基槽尺寸開挖要求：80mm×90mm×1100mm。使用紅外線水平儀確定標(biāo)高，標(biāo)高參照物可以以路側(cè)石或基礎(chǔ)周邊固定建筑物為參照進(jìn)行標(biāo)高設(shè)計(jì)。柱基礎(chǔ)中心定位：為防止公交車靠邊停車后視鏡撞到亭體檐口，通常在定位柱中心尺寸時(shí)，沿路沿石退后250mm，確定柱中心位置1800mm。上下調(diào)整距離要求：從鋪裝完成面0標(biāo)高到碗模底為280mm。模具前后距離調(diào)整：平行馬路方向，兩端誤差控制在5mm。注意，如果在道路邊上綠化帶中施工，則要求站臺(tái)面高出路邊10cm。

（2）側(cè)分帶寬度不夠施工要求。基槽靠著側(cè)分帶開挖，使用直立邊碗模，其他要求同上。

3.5 固定模具

（1）模具的定位安裝參照候車亭基礎(chǔ)圖進(jìn)行，前后調(diào)整好后，為防止在澆筑混凝土過(guò)程中模具移動(dòng)，采用臨時(shí)焊接方式固定，采用袋沙放在碗模里（見圖10）。（2）模具采用方管和墊板支撐，模具支架以高出基礎(chǔ)面50mm以上為宜。（3）模具安裝偏差應(yīng)控制在技術(shù)要求范圍內(nèi)，具體控制參數(shù)要求見表1。（4）定位模板拆除時(shí)，應(yīng)水平網(wǎng)上抬升，避免碰壞螺栓絲扣。模具拆除后，地腳螺栓外漏部分應(yīng)再次涂上黃油，使用纏繞膜包裹好。

表1 基礎(chǔ)控制參數(shù)要求

3.6 混凝土澆筑及其質(zhì)量控制要求

昆山市公交候車亭基礎(chǔ)采用單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)深度1.1m，設(shè)計(jì)采用C30商品混凝土澆筑，保護(hù)層厚度不小于5cm，鋪裝面層采用木模板方式進(jìn)行支模固定，當(dāng)幾個(gè)基礎(chǔ)相鄰之間出現(xiàn)深淺不一時(shí)應(yīng)先施工深基礎(chǔ)，當(dāng)淺基礎(chǔ)的地基被挖掉或被擾動(dòng)時(shí)，必須對(duì)地基進(jìn)行處理。（1）混凝土澆筑前，對(duì)地基應(yīng)按照設(shè)計(jì)標(biāo)高和軸線進(jìn)行校正，并應(yīng)清除基坑內(nèi)淤泥和雜物以及積水。（2）混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)施工方案認(rèn)真做好交底工作，并做好澆筑前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)模具支撐，鋼筋籠、預(yù)埋件，預(yù)埋管和預(yù)埋管數(shù)量等認(rèn)真細(xì)致檢查。只有待檢查合格且監(jiān)理單位做好隱蔽工程驗(yàn)收后，才可以澆筑混凝土。（3）澆筑前，應(yīng)根據(jù)混凝土基礎(chǔ)頂面的標(biāo)高在碗口彈出標(biāo)高線，或在基礎(chǔ)兩側(cè)打入長(zhǎng)度為20cm左右的標(biāo)桿，并漏出20～50mm，標(biāo)桿面與基礎(chǔ)頂面標(biāo)高平，標(biāo)桿之間距離約3m，依據(jù)5m款和7.5m款定標(biāo)桿數(shù)量。特別注意鋼筋籠位置，防止出現(xiàn)位移和傾斜的情況，發(fā)生偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)糾正。（4）采用基礎(chǔ)和鋪裝面層一體連續(xù)澆筑形式進(jìn)行，不留施工縫。（5）為保證碗口杯型基礎(chǔ)口底標(biāo)高的正確性，應(yīng)先將碗底混凝土振實(shí)并稍停片刻，再澆筑振搗杯口模四周的混凝土，振動(dòng)時(shí)間應(yīng)盡量縮短，同時(shí)還應(yīng)特別注意杯口模板位置，在澆筑單個(gè)基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)兩次對(duì)稱澆筑，以免杯口模擠向上一側(cè)或由于混凝土泛起而導(dǎo)致模具上浮抬升[2]。（6）澆筑順序。按“先基坑，后墊層”的順序，采用人工插入式振搗器振搗，保證快插慢拔，移動(dòng)間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，振搗插入基礎(chǔ)混凝土的深度不能小于50mm，并應(yīng)避免碰撞鋼筋和預(yù)埋件以及接地角鐵等，采取邊澆筑邊振搗方式，每一振點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間，應(yīng)使混凝土不再往上冒氣泡，表面不再呈現(xiàn)浮漿和不再沉落時(shí)為止。（7）在澆筑混凝土過(guò)程中，應(yīng)派專人觀察支架，鋼筋預(yù)埋件的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位、上浮時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加壓沙袋等措施進(jìn)行處理。在澆筑時(shí)，為抗浮力，應(yīng)邊加沙袋邊檢測(cè)，及時(shí)核對(duì)標(biāo)高。（8）初凝期間，混凝土表面應(yīng)收光，進(jìn)行薄膜養(yǎng)護(hù)。（9）螺栓控制要求：螺紋長(zhǎng)度不得少于170mm。（10）公交候車亭建設(shè)一般在5～12個(gè)月，周期長(zhǎng)，跨度大，尤其是南方雨期多，梅雨季節(jié)施工時(shí)，原則上小雨、中雨天氣時(shí)不進(jìn)行澆筑。

3.7 養(yǎng)護(hù)

昆山公交候車亭采用自然養(yǎng)護(hù)的覆蓋澆水方式進(jìn)行，在澆筑完成后8～12h內(nèi)開始進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，要求覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7d。

4 公交候車亭基礎(chǔ)澆筑模具實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

（1）通過(guò)模具控制鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)定位的軸線，平整度及標(biāo)高，可節(jié)約后續(xù)吊裝作業(yè)時(shí)間。（2）基礎(chǔ)與鋪裝層一體成型，實(shí)現(xiàn)了柱與板的有效結(jié)合，避免分層，確保整體性，保證碗口光滑，面層整體美觀。（3）碗口45°角設(shè)計(jì)，改變混凝土流體型腔，有利于澆筑混凝土的落漿、密實(shí)，確保鋼筋籠和預(yù)埋件不出現(xiàn)一邊倒甚至扭曲的現(xiàn)象，有利于混凝土澆筑控制。（4）碗模和支架易拆卸，可以重復(fù)利用，節(jié)約資源，防飛濺，有利于環(huán)保，可以有效提高生產(chǎn)效率。（5）優(yōu)化施工工藝，縮短工期。節(jié)約人工成本，原來(lái)一個(gè)基礎(chǔ)需要反復(fù)觀察并反復(fù)調(diào)整標(biāo)高，現(xiàn)在只需一次調(diào)整即可，調(diào)整時(shí)間從原來(lái)的5h縮短到1h。（6）實(shí)行工廠集成化加工生產(chǎn)、基礎(chǔ)同步施工的模式，可在一定程度上減小交通阻斷。

5 結(jié)論

綜上所述，候車亭基礎(chǔ)澆筑模具的設(shè)計(jì)可用于同類建筑施工建設(shè)，從以下三個(gè)方面總結(jié)：（1）實(shí)用性。模具設(shè)計(jì)保證了構(gòu)件形狀尺寸和相互位置的正確，且構(gòu)造簡(jiǎn)單，支拆方便，表面平整、接縫嚴(yán)密不漏漿等。（2）安全性。具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，在施工中保證不變形、不破壞、不倒塌。（3）經(jīng)濟(jì)性。在確保候車亭基礎(chǔ)質(zhì)量、安全和工期要求的前提下，增加可周轉(zhuǎn)性，減少支模用工，實(shí)現(xiàn)文明施工。