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摘要：随着社会的发展，地铁逐渐成为城市内部主要的交通工具之一，在地铁建设的过程中，其施工技术依然有很大的进步空间。基于此，本文以佛山地铁为例，从原理、工艺以及支架计算三方面分析地铁单侧墙体模板支架施工技术的应用，旨在缩短单侧墙体的施工周期，提高地铁工程的施工质量。
关键词：单侧墙体；模板支架；施工技术
前言：地铁工程在施工时，单侧墙体模板存在不平整、色泽不均、裂缝、露筋、孔洞、蜂窝麻面、接缝错位等问题，虽然上述问题可以利用装饰物掩盖，但是混凝土工程的适量依然很重要。因此，需要施工单位、监理部门严格遵守操作准则以及流程，推动地铁在各大城市的发展。
1.地铁工程概况
佛山地铁3号线高村站~北滘站区间的施工主要采用盾构法与明挖法相结合的方式。其中，盾构段左线为27.086m，左线长度为1153.259m、右线长度为1180.345m；明挖隧道为左右各一条、中间两条的四线隧道方式，左右两条隧道的长度相等为443.788m，中间隧道的长度均为443.550m。在隧道里程为为DH35+180处，需要将坡度调整为25%，并直接接入盾构隧道段，在里程为SSKO+300处，要将坡度调整为2%，再次接入盾构隧道段。明挖隧道的标准宽度为19.7~46.0m，基坑深度为16.15~24.70m，双层结构覆土厚度约为3.20~3.65m，单层结构覆土厚度为9.45~13.25m。同时，浇筑时要将侧墙、顶板与中板分离，但同样会在墙体出现施工的缝隙。
2.地铁单侧墙体模板支架施工技术的应用分析
2.1施工原理
墙体模板的实际受力支撑就是单侧的支架，使用单侧支架时，墙体模板不再需要使用穿墙螺栓。单侧支架使用角度为45度的受力螺栓，一端连接墙体模板，另一端连接地脚螺栓，斜拉的螺栓受到F（拉锚力）的作用，将其分成两个作用力，即水平力F1与垂直力F2。其中，水平力能够保障墙体支架不会发生水平移动的现象，垂直力则能够有效的制衡墙体支架上浮的力量。具体情况如下图所示[1]。
图 1 单侧支架受力原理
2.2施工工艺
就地铁单侧墙体的模板支架施工而言，其施工工艺分为三部分：
（1）单侧支架的组成部分。单侧支架是由架体、埋件系统两部分组成，其中埋件系统有包含横梁、外螺母、外连杆、连接螺母以及地脚螺栓。以佛山市地铁站地下工程的高度为基础，确定墙体支架的具体高度：标准规格为H=3.8米，加高节的高度为H=1.8米、H=0.5米。
（2）安装埋件。首先，确定各项部件的规格：1）使用一级钢材作为埋件的材质，长度为700毫米，直径为25毫米。2）混凝土墙面与地脚螺栓的距离为250毫米，高出水平地面130毫米，各个埋件之间要保障300毫米的距离。另外，最好在墙体的起止点位置安装埋件（如图 2 所示）。其次，地面与埋件之间呈现45度的倾角，在预埋是必要拉通线，保障各个埋件处于同一直线上。再次，预埋前需要保护螺纹，使用塑料布将其绑牢并全面包裹，避免混凝土附着在上面。最后，由于地脚螺栓与主筋的连接无法使用点焊的方式，就需要在相应的位置加设钢筋，完成点焊工作，从而保障埋件的稳定性。
图 3 安装支架流程图
2.3单侧支架计算
计算单侧支架的工作，具体分为以下几部分：
（1）（1）计算混凝土侧压力。墙体模板会受到混凝土的侧压力，当浇筑混凝土高度达到某一数值时，模板的承受力便达到极限，此时浇筑混凝土最大的压力即为侧压力，浇筑混凝土的高度被称为有效压头。具体的计算，可以按照下列两组公式进行：1） ，2） 。
在两组公式中，F表示模板承受混凝土的最大侧压力值，kN/㎡； 表示混凝土的实际重力密度，通常取值为24kN/立方米； 所表示的是混凝图最初凝固所需的时间，单位位h，如果资料欠缺，可以通过t=200/（T+15）的方式来计算；T表示混凝土的实际温度，通常会取25度为计算值；V是浇筑混凝土的速度，一般为1.0m/min；H是计算取值的位置与顶面的高度，可以取1.0米作为计算的数值；β1是在外加剂影响下的系数，可取1.2为计算值，如果没有添加外加剂，其系数为1.0；β2表示混凝土的坍落系数，当其实际坍落度小于30毫米时，可以取0.85为计算值，坍落度处于50毫米至90毫米之间时，其系数为1.0，坍落度在110毫米至150毫米之间时，可取1.15，此次计算中取值为1.15。
计算结果为： =0.22*24*5*1.0*1.15*1.51/2=37.18kN/平方米； =24*1.0=24kN/㎡。计算结束以后，取来两个结果中最小的数值：F=37.18kN/㎡，将其作为模板承受混凝土侧压力的标准值。另外，要考虑浇筑混凝土时产生的荷载，取值为4kN/㎡，分项系数为1.2与1.4，那么模板所承受的荷载为：q=37.18*1.2+4*1.4=50.22kN/㎡。最后，结合上述公式，计算有效压头为2.09米[2]。
（2）计算支架受力。佛山地铁站在布置支架时按照800毫米的间距规格进行操作，以此分析支架的受力：按照q=50.22*0.8=40.18kN/m来计算，分单侧支架的受力，如图4 所示。计算结果表示压杆的各项数值均符合要求，由于7号杆在支架中的受力较小，因此可以忽略不计。
图 4 计算支架受力分析图
结语：综上所述，将单侧墙体模板支架施工技术应用在地铁工程之中，需要施工人员严格遵守施工要点。以此为基础，在施工时能够有效的提高墙体的质量，增强架体的稳定性，减少人工支出与施工时间，同时还能节省施工材料，落实可持续发展政策。所以，施工单位可以将单侧墙体模板支架施工技术广泛的应用在地铁建设施工中，为城市化的进展贡献力量。
参考文献
[1]李旭，刘继红.深圳地铁单侧墙体模板支架施工技术[J].福建建筑，2012，04：82-83.
[2]李小奇.地铁车站侧墙模板施工技术及稳定性分析[J].交通标准化，2011，18：121-124.
论文作者:王永辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/14
标签：支架论文; 墙体论文; 混凝土论文; 单侧论文; 模板论文; 地铁论文; 螺栓论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;