盤扣式模板支撐架在地鐵車輛段（帶上蓋開發(fā)）厚板工程中的應(yīng)用

李偉，黃劍

（中交四航局第五工程有限公司，福州 350008）

1 盤扣支撐架概述

盤扣式模板支撐架技術(shù)起源于德國，是歐美國家的主流產(chǎn)品。我國于20世紀(jì)80年代從歐洲引進(jìn)，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、油田、橋梁、高架、高鐵建設(shè)項(xiàng)目等領(lǐng)域，而對于房建工程應(yīng)用較少。但隨著建筑施工環(huán)境變化，目前盤扣式模板支撐架體系應(yīng)用越來越廣泛，其以安全可靠性高、接頭自鎖能力可靠、抗剪能力強(qiáng)、承載力高、制造工藝簡單、成本適中、不易丟失、易于管理和方便運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)得到普廣泛運(yùn)用[1]。

福州地鐵4號線螺洲車輛段在進(jìn)行1.8 m厚結(jié)構(gòu)板施工之初，綜合考慮到盤扣式模板支撐架立桿承載能力強(qiáng)、特有的斜拉桿設(shè)計、格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、支撐架的整體安全穩(wěn)定性高以及完全模塊式結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，工程實(shí)施前編制了盤扣式模板支撐架安全專項(xiàng)方案。然而隨著盤扣支撐架體系的出現(xiàn)和不斷推廣，盤扣支撐架以其材料強(qiáng)度高、直徑大、搭拆便捷、少維護(hù)、節(jié)省人工成本的優(yōu)勢，在建筑市場中逐步占據(jù)重要地位。全國各城市或部分地鐵行業(yè)陸續(xù)開始全面強(qiáng)制性推行盤扣式模板支撐體系的應(yīng)用。在密集的城市地鐵工程建設(shè)過程中，新型盤扣支撐架應(yīng)用更有利于施工安全、質(zhì)量和工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2 福州市地鐵4號線螺洲車輛段蓋板簡介

根據(jù)設(shè)計圖紙揭示，蓋下區(qū)域結(jié)構(gòu)形式為：A區(qū)采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，B區(qū)采用托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。蓋下分為14個區(qū)域，其中A區(qū)為A1～A6、B區(qū)為B1～B8。蓋板樓層±0.00 m為軌道軌面標(biāo)高，相當(dāng)于羅零標(biāo)高1.8 m。蓋下區(qū)域單體建筑，結(jié)構(gòu)頂相對標(biāo)高分別為9.5 m和10.3 m。首層板為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，板厚類型為1 800 mm，其中墻柱混凝土強(qiáng)度等級為C50，蓋板混凝土強(qiáng)度為C40。

結(jié)合專家對專項(xiàng)方案評審意見，本工程模板支撐體系在實(shí)施前重點(diǎn)考慮了以下3個方面的要求：（1）模板支撐體系搭設(shè)高度8.7 m，最大樓板厚度為1 800 mm，單區(qū)厚板面積約為2 000 m2，施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為大于60 kN/m2，屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項(xiàng)工程，安全等級為Ⅰ級；（2）福州地鐵4號線車輛段范圍地表為雜填土，下部為細(xì)粉砂層，支撐架體底部為600 mm厚結(jié)構(gòu)防水板；（3）樓板一次性分層澆筑，需要提高模板支撐體系的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3 盤扣支撐架設(shè)計

盤扣支撐架設(shè)計包括立桿、橫桿、頂托和底座設(shè)置。盤扣支撐架體系實(shí)景照片如圖1所示。

圖1 盤扣支撐架體系實(shí)景照片

模板支撐架根據(jù)所承受的荷載選擇立桿的間距和步距，根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)和空間特點(diǎn)，1.8 m厚頂板立桿間距為900 mm×900 mm（橫×縱），橫桿步距為1 500 mm，主楞采用單根12.6工字鋼；次龍骨采用50 mm×50 mm×2.5 mm方鋼，間距100 mm；面板采用15 mm膠合板。

支架架體四周外立面向內(nèi)的第一跨每層均應(yīng)設(shè)置豎向斜桿，架體整體底層以及頂層均應(yīng)設(shè)置豎向斜桿，并應(yīng)在架體內(nèi)部區(qū)域由底至頂縱、橫向均設(shè)置豎向斜桿。沿高度在頂上、中部、底部各設(shè)置3道水平扣件鋼管剪刀撐，采用φ48.3 mm壁厚3.6 mm鋼管，每層水平剪刀撐連續(xù)設(shè)置，單幅剪刀撐寬度為6～9 m。剪刀撐斜桿用旋轉(zhuǎn)扣固定在與之相交的水平桿上，剪刀撐先行搭設(shè)八字形，保證鋼管與盤扣均能扣住。周邊有結(jié)構(gòu)物時，架體與周邊結(jié)構(gòu)形成可靠拉結(jié)。薄厚板交接處采用獨(dú)立盤扣立桿支撐，用水平鋼管采用直角扣件與薄厚板滿堂盤扣每一個步距均進(jìn)行連接，水平鋼管至少延伸一跨橫距搭接。

承插型盤扣支撐架由可調(diào)底座、立桿、橫桿、斜桿、可調(diào)托座組成。其將立桿、橫桿、斜桿等桿件預(yù)先在工廠全自動焊接、標(biāo)準(zhǔn)化制作成品，在工地快速組成一套穩(wěn)定、安全的結(jié)構(gòu)體系。桿件結(jié)合采用盤扣式承插結(jié)合，立桿采用套管承插連接，水平桿和斜桿采用桿端扣接頭卡入連接盤，用楔形插銷快速連接，形成結(jié)構(gòu)幾何不變體系，可調(diào)托座與可調(diào)底座用于調(diào)節(jié)支撐高度。

4 盤扣支撐架體系施工

4.1 基礎(chǔ)處理

（1）車輛段范圍場坪開挖至墊層標(biāo)高上20 cm后停止開挖，局部超挖采取分層回填碾壓恢復(fù)至設(shè)計墊層標(biāo)高，分層厚度不超過30 cm。（2）車輛段主體范圍場坪采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)至設(shè)計墊層標(biāo)高，保證壓實(shí)系數(shù)大于0.94。（3）根據(jù)地勘報告地基極限承載力特征值要求，粉細(xì)砂地基承載力為130 kPa。600 mm厚C35混凝土結(jié)構(gòu)底板施工前采用釬探試驗(yàn)檢驗(yàn)地基承載力，地基承載力要求不小于130 kPa。

4.2 支架搭設(shè)

1）安裝支架前，為了使每根立桿受力均勻，減少不均勻沉降，可調(diào)底座基礎(chǔ)盡量坐落在防水板上，立桿間距嚴(yán)格按0.9 m進(jìn)行放樣控制，水平桿間距為0.9 m，當(dāng)頂部懸臂端超過650 mm時，增設(shè)橫桿進(jìn)行調(diào)整。

2）為保證支架有足夠的剛度和穩(wěn)定性，在支架底、中、上部搭設(shè)3道水平剪刀撐，架體豎向滿布斜桿。

3）根據(jù)設(shè)計和施工規(guī)范要求，各跨按設(shè)計要求進(jìn)行起拱，同時保證架體沉降量在10 mm以內(nèi)。

4.3 盤扣支撐架與碗扣支撐架對比

將盤扣支撐架與碗扣支撐架的工效進(jìn)行對比可知，盤扣支撐架具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）盤扣支撐架立桿、橫桿布置間距大，較碗扣支撐架用鋼量??；（2）同等區(qū)域和同施工人數(shù)的情況下，盤扣支撐架較碗扣支撐架工期短；（3）盤扣支撐架鋼管直徑大于碗扣支撐架，立桿材料強(qiáng)度高于碗扣支撐架（盤扣支撐架材料強(qiáng)度為Q345），搭拆方便，安全穩(wěn)定性好。表1所示為兩者支撐架對比分析表。

表1 支撐架對比分析表（以架體搭設(shè)體積30 000 m3為例）

5 施工效果分析

福州地鐵4號線螺洲車輛段高支模盤扣式模板架支撐體系施工過程中，項(xiàng)目部專門成立了支撐架驗(yàn)收小組，根據(jù)JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》和專家論證方案對過程中搭設(shè)的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)收，確保架體在混凝土澆筑過程中安全可靠，模板及架體拆除后收到良好的效果，工程內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量都達(dá)到了施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)證明：盤扣式鋼管架支撐體系以其獨(dú)特的自鎖功能，使得架體搭設(shè)完畢后形成幾何不變結(jié)構(gòu)體系。立桿使用Q345B鋼管，具有承載力大、安拆人力資源投入少、節(jié)省人工成本、安全可靠、少維護(hù)、工期短等特點(diǎn)。優(yōu)勢明顯優(yōu)越于扣件及碗扣式支撐架體系，同時也得到了專家和各驗(yàn)收方的認(rèn)可，為以后的施工積累了很多盤扣支撐架搭設(shè)的工作經(jīng)驗(yàn)。相信隨著承插型盤扣式鋼管支架施工技術(shù)的不斷完善，新型盤扣支撐架體系作業(yè)搭設(shè)將逐漸規(guī)范，在今后的地鐵工程、發(fā)電廠、油田、船廠、橋梁、高架、高鐵及房建項(xiàng)目中將得到廣泛應(yīng)用。

6 結(jié)語

在福州地鐵4號線螺洲車輛段施工實(shí)踐中，1.8 m厚板采用滿堂紅盤扣式支撐架體系進(jìn)行搭設(shè)，方案設(shè)計時根據(jù)JGJ 231—2010《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)范》為技術(shù)支撐，采用PKPM軟件進(jìn)行驗(yàn)算，通過工程實(shí)踐檢驗(yàn)，支架設(shè)計、施工、驗(yàn)收等管理過程，能夠滿足車輛段超厚版頂板模板盤扣架支撐體系工程搭設(shè)的安全性要求，最終取得了良好的應(yīng)用效果。