城市公交候车亭基础浇筑中采用模具定位的设计及应用——以江苏省昆山市城市公交候车亭建设项目为例

武 峰

（江苏省昆山市交通场站管理有限公司，江苏 苏州 215300）

在城市公共服务基础设施建设中，城市公交候车亭已是其重要组成部分之一，不但代表着一个城市的先进生产力和城市的智慧，更是现代施工工艺方法与科技智能化因素的融合，在城市形象和群众服务上有了更高的提升和改变。因公交候车亭站台基本设立在以市区为中心和主要干路以及新规划设计的道路上，比如城市地铁口、商城购物中心、大小菜市场、居住小区、学校工厂、机关服务场所等人车流量大、商业繁华、交通聚集，影响较大的地方。

现代城市建设越来越要求建设精细化、高水平，尤其对公共服务设施的建立更是要求短、平、快。文章以江苏省昆山市城市公交候车亭建设为例，包括7.5m城市款公交候车亭（见图1）、2.5m城市款公交候车亭（见图2），其亭体采用304不锈钢结构、独立预埋基础，上下部采用锚栓链接，亭体钢结构采用工厂化加工组装，现场采用吊装一体化方式进行施工。

图1 7.5m城市款公交候车亭

图 2.5m城市款公交候车亭

1 公交候车亭设计和施工面临的困难

昆山市公交候车亭采用全新的候车亭设计样式，整体采用装配式钢结构工艺，采取上部为组装钢结构，下部为独立基础的形式设计，上下部间采用高强度螺栓连接方式施工。这样的设计对其基坑深度尺寸、地基表面的标高和平整度以及预埋件中心的坐标有着非常严格的技术标准和要求。以7.5m城市款公交候车亭为例，首先，每根柱子有6根独立螺栓，就有30根独立锚栓，锚栓之间定位，柱与柱之间定位，难度较大（见图3、图4）。其次，混凝土有较强的流动性，平整性较差，各个基坑混凝土高差较大，不易控制，在混凝土浇筑过程中，易对钢筋笼和预埋件造成冲击，导致钢筋笼、预埋件偏心偏斜等现象，无法确保亭体安装要求。再次，公交候车亭采用道板砖或大理石进行表面铺装，需要10cm厚的混凝土垫层，浇筑铺装垫层会出现分层、开裂等不良现象，整体性不强，强度不高等。最后，由于城市公交候车亭多设置在繁华、人车流量大的地方，主城区老旧路段较多，施工区域小，地下管线多且道路开挖难度大，再加上存在钢结构基础要求高，单个标高调校难度大，站台施工流转性大，劳动强度高，工人技术水平有限，施工车辆、机具周转慢等实际问题。因此，必须创新改进施工工艺，进行开发模具设计，解决以上问题，使基础建设简单化、便利化、快速化、标准化，把对公共交通的影响降到最低，最终达到节省社会资源的目的。

2 模具设计和分类

目前，城市公共汽电车车站的站台建设通常分为两类：港湾式公交站台和非港湾式公交站台。在这两种标准下，城市公交候车亭建设中因涉及老旧城区道路、改建道路、新建道路，通常会遇到三种路面情况：第一种是公交车站台建设在机非侧分带中，侧分带长度和宽度满足亭体长度和宽度要求（宽度不宜小于2.2m）[1]，满足建设条件。第二种也是建设在侧分带中，侧分带长度和宽度对公交候车亭建设有影响。其中，宽度对公交候车亭亭体和基础部分影响最大（这里只对宽度进行讨论说明），通常候车亭亭体屋盖宽度在1.5～2.2m，高度在2.5m以上，但实际建设中有的侧分带只有1.5～1.9m。对于这样的情况，只能靠着侧分带侧石边上进行基础开挖，预埋板尽量靠近侧分带边缘，以此保障公交候车亭顶蓬前边檐口不伸出到道路上，确保公交车在进站侧边停车时后视镜不会撞到亭子顶棚。第三种是建设在道路边缘绿化带中，其宽度也应满足亭体基础要求。

针对以上道路的施工难度现状，为确保工程顺利建设，保证基础中心轴线偏差控制在技术标准要求范围内保证在混凝土浇筑时的抗冲击力和抗浮动力，以及模具要有足够的强度和重量，防止变形，文章提出以下设计。

2.1 碗模设计

（1）碗模的设计主要有两种，一种是不需要直立边的，适用于通常情况下的满足宽度的侧分带和道路边上绿化带中建设的公交站台（见图5）；另一种是有直立边的，适用于侧分带宽度受限带立侧石的情况（见图6）。（2）碗口采用45°向外设计，高度180mm，檐口高30mm,碗底尺寸400mm×320mm，易脱模，保证足够的流体型腔，保证混凝土浇筑，且可以起到防溅作用（见图7）。（3）为保证精度要求，碗模底孔径设置32mm，保证脱模和定位精确。（4）为抗变形，选择3mm厚镀锌铁板，能够可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。

图3 7.5m城市款基础图1（单位：mm）

图4 7.5m城市款基础图2 (单位：mm)

2.2 支架设计

为保证足够的承载力、刚度和稳定性，承受混凝土浇筑的重量、侧压力以及施工荷载，满足自身抗浮力，支架需要保证足够的刚度和强度以及重量。为此，在模具的用材上，采用双向40mm×80mm×2.0mm镀锌方管，中间加固支撑，立柱采用上下加强筋方式与纵梁和底板焊接，底板尺寸400mm×320mm×30mm，为保证易操作，5m款模具设计长度为6.08m，7.5m款模具设计长度为8.50m（见图8、图9）。

3 施工技术要求

施工工艺流程：扣碗模—安装预埋板和预埋螺栓—螺栓涂油包裹、碗模涂脱模剂—下放模具调整标高和前后距离—固定模具—混凝土浇筑—养护—脱模。现场模具安装图见图10。

3.1 碗模选择

无侧分带或者侧分带宽度满足图纸要求情况下，选择通用型碗模；有侧分带且侧分带宽度不能满足图纸要求的情况下，选用直立边型碗模。

图5 通用型碗模（单位：mm）

图6 侧分带碗模（单位：mm）

图7 混凝土浇筑过程中流腔通道模拟

3.2 预埋板和预埋螺栓

放置预埋板前，先在碗模底板上涂脱模剂，再将底板放上。安装螺杆前，将一侧螺母拧到螺杆螺纹末端并套上弹簧垫片。安装螺杆后，在碗口底板一侧，套上弹簧垫片，将螺母拧到碗模底板上，使用扳手将两边螺母拧紧，其他采取同样的操作方法。

图8 城市5m款模具支架（单位：mm）

图9 城市7.5米款模具支架（单位：mm）

图10 现场模具安装图

3.3 螺栓涂油包裹、碗模涂脱模剂

为防止在混凝土浇筑和养护时损坏螺纹，使用黄油涂抹螺纹，然后用缠绕膜包裹好。为方便脱模，将脱模剂涂抹在碗口外面。

3.4 下模调整标高和前后距离

（1）侧分带宽度足够和道路边上绿化带施工要求。基槽尺寸开挖要求：80mm×90mm×1100mm。使用红外线水平仪确定标高，标高参照物可以以路侧石或基础周边固定建筑物为参照进行标高设计。柱基础中心定位：为防止公交车靠边停车后视镜撞到亭体檐口，通常在定位柱中心尺寸时，沿路沿石退后250mm，确定柱中心位置1800mm。上下调整距离要求：从铺装完成面0标高到碗模底为280mm。模具前后距离调整：平行马路方向，两端误差控制在5mm。注意，如果在道路边上绿化带中施工，则要求站台面高出路边10cm。

（2）侧分带宽度不够施工要求。基槽靠着侧分带开挖，使用直立边碗模，其他要求同上。

3.5 固定模具

（1）模具的定位安装参照候车亭基础图进行，前后调整好后，为防止在浇筑混凝土过程中模具移动，采用临时焊接方式固定，采用袋沙放在碗模里（见图10）。（2）模具采用方管和垫板支撑，模具支架以高出基础面50mm以上为宜。（3）模具安装偏差应控制在技术要求范围内，具体控制参数要求见表1。（4）定位模板拆除时，应水平网上抬升，避免碰坏螺栓丝扣。模具拆除后，地脚螺栓外漏部分应再次涂上黄油，使用缠绕膜包裹好。

表1 基础控制参数要求

3.6 混凝土浇筑及其质量控制要求

昆山市公交候车亭基础采用单独基础设计深度1.1m，设计采用C30商品混凝土浇筑，保护层厚度不小于5cm，铺装面层采用木模板方式进行支模固定，当几个基础相邻之间出现深浅不一时应先施工深基础，当浅基础的地基被挖掉或被扰动时，必须对地基进行处理。（1）混凝土浇筑前，对地基应按照设计标高和轴线进行校正，并应清除基坑内淤泥和杂物以及积水。（2）混凝土浇筑前，应根据施工方案认真做好交底工作，并做好浇筑前各项准备工作，对模具支撑，钢筋笼、预埋件，预埋管和预埋管数量等认真细致检查。只有待检查合格且监理单位做好隐蔽工程验收后，才可以浇筑混凝土。（3）浇筑前，应根据混凝土基础顶面的标高在碗口弹出标高线，或在基础两侧打入长度为20cm左右的标杆，并漏出20～50mm，标杆面与基础顶面标高平，标杆之间距离约3m，依据5m款和7.5m款定标杆数量。特别注意钢筋笼位置，防止出现位移和倾斜的情况，发生偏差时应及时纠正。（4）采用基础和铺装面层一体连续浇筑形式进行，不留施工缝。（5）为保证碗口杯型基础口底标高的正确性，应先将碗底混凝土振实并稍停片刻，再浇筑振捣杯口模四周的混凝土，振动时间应尽量缩短，同时还应特别注意杯口模板位置，在浇筑单个基础时，应两次对称浇筑，以免杯口模挤向上一侧或由于混凝土泛起而导致模具上浮抬升[2]。（6）浇筑顺序。按“先基坑，后垫层”的顺序，采用人工插入式振捣器振捣，保证快插慢拔，移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，振捣插入基础混凝土的深度不能小于50mm，并应避免碰撞钢筋和预埋件以及接地角铁等，采取边浇筑边振捣方式，每一振点的延续时间，应使混凝土不再往上冒气泡，表面不再呈现浮浆和不再沉落时为止。（7）在浇筑混凝土过程中，应派专人观察支架，钢筋预埋件的情况，当发现有变形、移位、上浮时，应及时采取加压沙袋等措施进行处理。在浇筑时，为抗浮力，应边加沙袋边检测，及时核对标高。（8）初凝期间，混凝土表面应收光，进行薄膜养护。（9）螺栓控制要求：螺纹长度不得少于170mm。（10）公交候车亭建设一般在5～12个月，周期长，跨度大，尤其是南方雨期多，梅雨季节施工时，原则上小雨、中雨天气时不进行浇筑。

3.7 养护

昆山公交候车亭采用自然养护的覆盖浇水方式进行，在浇筑完成后8～12h内开始进行自然养护，要求覆盖养护时间不得小于7d。

4 公交候车亭基础浇筑模具实际应用中的优势

（1）通过模具控制钢结构基础定位的轴线，平整度及标高，可节约后续吊装作业时间。（2）基础与铺装层一体成型，实现了柱与板的有效结合，避免分层，确保整体性，保证碗口光滑，面层整体美观。（3）碗口45°角设计，改变混凝土流体型腔，有利于浇筑混凝土的落浆、密实，确保钢筋笼和预埋件不出现一边倒甚至扭曲的现象，有利于混凝土浇筑控制。（4）碗模和支架易拆卸，可以重复利用，节约资源，防飞溅，有利于环保，可以有效提高生产效率。（5）优化施工工艺，缩短工期。节约人工成本，原来一个基础需要反复观察并反复调整标高，现在只需一次调整即可，调整时间从原来的5h缩短到1h。（6）实行工厂集成化加工生产、基础同步施工的模式，可在一定程度上减小交通阻断。

5 结论

综上所述，候车亭基础浇筑模具的设计可用于同类建筑施工建设，从以下三个方面总结：（1）实用性。模具设计保证了构件形状尺寸和相互位置的正确，且构造简单，支拆方便，表面平整、接缝严密不漏浆等。（2）安全性。具有足够的强度、刚度和稳定性，在施工中保证不变形、不破坏、不倒塌。（3）经济性。在确保候车亭基础质量、安全和工期要求的前提下，增加可周转性，减少支模用工，实现文明施工。