地铁车站模板支撑体系技术经济性解析

梁猛 希格玛工程造价咨询有限公司

地铁车站模板支撑体系技术经济性解析

梁猛 希格玛工程造价咨询有限公司

地铁地下车站结构施工一般采用明挖顺做工法，车站结构采用何种模板方案施工将直接关系工期和效益。本文以标准地下车站结构施工段落为研究对象，从模板支撑体系的方案论述到方案的人材机资源消耗及工期的对比分析，提出地下车站结构工程采用侧墙、顶板共用满堂支架体系共同整浇的方案为经济性最优的模板施工方案。希望可以为施工企业地铁车站结构施工模板方案选择提供参考。

地铁车站 模板体系 经济效益

引言

在我国城市地铁施工中，对整条地铁线路的标段以区间、车站、车辆段划分地铁土建施工类型。从技术经济角度看，车辆段（停车场）工程多为房建类综合工程，本篇不做讨论；区间土建工程多为盾构工法施工，工程成本指标相对固定，受技术方案影响较小，而区间浅埋暗挖工法占比相对较小。因此，地铁车站工程施工是地铁施工的重中之重，建设投资大，施工工期长。本文主要从地铁车站施工角度入手，重点分析车站结构施工中，模板综合设计方案对施工经济性的影响。

一、技术经济分析背景

地铁车站设计中，除了特殊部位采用PBA（洞桩法）暗挖车站、盖挖逆做车站外，多数车站设计为明挖顺做法。标准的明挖顺做法车站结构体系中，结构分为水平构件和竖向构件；水平构件为底板（厚度约在800mm）、中板（厚度约在500mm）、顶板（厚度约在900mm）；竖向构件为立柱、侧墙（单面支模体系厚度约为800mm，局部为1000mm）。

明挖顺做法施工的地铁车站，地下车站钢筋混凝土主体结构均为定型尺寸，由于钢筋混凝土工法技术非常成熟，成本透明，已很难挖掘效益。因此，地铁车站结构所使用的模板工程成为结构工程挖掘效益的关键点。我们以此为背景，进一步深入分析。

二、明挖顺做法车站模板方案概论

根据国内地铁结构施工中常用的支撑体系形式，按照侧墙及顶板的施工先后顺序，可将结构施工分为侧墙顶板分别浇筑、侧墙顶板整体浇筑两种施工方案。依据侧墙模板浇筑方案支撑体系的不同，将侧墙模板浇筑方案分为独立三脚架支撑侧模体系和满堂支撑架支撑侧模体系。按照整体浇筑方案支撑架形式的不同，分为钢管扣件满堂支撑架支撑体系和碗扣支撑架支撑体系。

地铁结构模板施工方案分类图

根据众多地铁车站结构施工方案研究，可总结车站模板设计的关注重点：

1.侧墙构件混凝土浇筑压力大于水平构件中板、顶板混凝土浇筑压力，应作为模板设计重点。

2.车站水平构件中板、顶板结构施工中，只能采用满堂脚手架作为支撑体系，满堂架上部铺设模板，作为结构钢筋绑扎、混凝土浇筑受力构件。

3.地铁车站侧墙构建施工时，由于侧墙结构外侧需要设置完整的结构外包防水层、车站结构外设置深基坑围护结构，侧墙模板设计中只能通过模板支撑平衡混凝土浇筑过程中的施工荷载，形成了单面受力侧墙模板。

4.地铁车站侧墙模板施工中，可以选用型钢三脚架、满堂脚手架作为墙体模板的支撑体系。

5.车站侧墙模板方案设计中，应充分利用水平构件浇筑时满堂脚手架，节约施工成本投入。

三、模板经济分析

根据施工过程组织分析，选取某车站标准段23m施工结构为研究对象，对比三角支架侧墙模板支撑体系与满堂支撑架模板支撑体系的各项参数，主要从施工资源消耗、施工工期两个方面进行方案对比。综合分析不同模板方案组合下的效益比较：

方案1：侧墙使用钢模板体系，使用钢三角支架侧模支撑体系，顶板使用木模板体系，使用碗扣式满堂支撑架支撑体系，施工过程中分别浇筑侧墙和顶板结构。

方案2：侧墙使用钢模板体系，施工碗扣式满堂支撑架支撑体系，顶板使用模板支撑体系，利用侧墙满堂支撑架体系，施工过程中侧墙和顶板结构同时浇筑，减少了侧墙与顶板结构水平施工缝。

（一）人材机消耗量对比

选取一个地铁主体结构施工标准段落长度23m的模板工程，按照施工侧墙模板、施工顶板模板所需的材料投入进行汇总。在方案选用时：

模板方案资源消耗对比表

（二）方案工期对比

我们同样还是选取一个地铁主体结构施工标准段落长度23m的模板工程，按照标准段构件的施工顺序，具体为：独立柱钢筋、独立柱模板、独立柱混凝土；侧墙防水、侧墙钢筋、侧墙模板、侧墙支架、侧墙混凝土；顶板支架、顶板模板、顶板钢筋、顶板混凝土等工序正常施工工期进行组织安排。

方案1：侧墙模板分别浇筑时，工程量较大的侧墙需要优先施工，完成后才具备满堂支撑架搭设条件。

方案1施工进度计划图

方案2：侧墙与顶板整体浇筑时，顶板钢筋可有通过侧墙模板加固同时施工，有效节省了施工时间。

方案2施工进度计划图

通过2个施工方案的模板组织顺序变更，所施工的单层结构施工工期，方案1工期23天。实施侧墙与顶板整体浇筑的方案2时，施工工期节约至13天。模板方案的选择对工程工期的节约起决定作用。

（三）经济效益分析对比

1.人材机费用对比

对比人材机消耗表中数据可知，方案2比方案1多消耗人工3工日，节约定型钢三脚架18t，节约龙门吊机械台班0.3台班，减少水平施工缝26m，其他消耗相同。

节约费用计算如下：

（1）模板人材机节约费用：3工日＊150元/工日+18t＊23天＊8元/ t.天+0.3台班＊1000元/台班=4062元

（2）26m镀锌钢板施工缝节约费用：26m＊90元/m=2340元。

每段共计节约施工成本6402元。

2.工期节约费用对比

对比工期可知，方案2比方案1节约工期13天，相应节约钢模板及脚手架租赁费用及管理费用计算如下：

（1）模板脚手架租赁节约费用：（276m2＊0.8元/m2.天+55t ＊8元/ t.天）＊10天=6608元；

（2）管理费（以站台层分段为例）：

①钢筋混凝土直接工程费用：（244m3+154m3+20m3）＊650元/ m3+75.24t＊4200元/t=587708元；

②管理费：（587708+6402+6608）＊3.5%=21025元

按照一座标准地下两层车站正常施工组织安排，主体结构工程一般需划分10个段落施工，按照段落划分，我们计算方案2比方案1节约的模板施工成本费约68.07万元，节约工期3个月。

四、模板经济分析结论

1.通过上述研究，满堂支撑架侧墙及顶板整体浇筑施工序，无论是材料的投入和施工工期的节约，都是最佳的施工步序组织。与之相对应的满堂架搭设作为侧墙及顶板支撑体系的方案最为经济。

2.侧墙和顶板整体浇筑模板方案中，虽没有加大资源投入总量，工期相对非常明显，提高了施工企业管理费支出，管理效益显著。带来的计会效益、经济效益良好。

[1]陈园卿，章雪峰，胡威诣．水平荷载作用下混凝土结构扣件式钢管模板高支撑体系受力分析[ J]．建筑技术，2007，38(8)：612-614

[2]巴松涛，贡金鑫，咚晓利．钢筋混凝土结构施工期可靠性分析方法[J]．大连理工大学学报，2000，40(4)：479-482．

[3]张军现浇混凝土模板侧压力及双向受力支撑体系研究报告．国家新型专利技术2947061号.