箱涵顶板支撑施工技术研究

◎冯德新 中交广州航道局有限公司

随着国家越来越重视城市基础设施的建设，城市公路建设得到了快速发展。在城市道路工程中，箱涵顶板支护是主要的工程技术。

1.工程概况

新涌位于宝安航城街道内环路，属于珠江入海口的一条独立入海河道，它的东起三围工业城，西至新涌水闸，流入珠江，总长度为2.12km，汇水面积为3.22km2。入海口改道范围为宝源路以下的海域改道段，总长755m。改道方案采用河道行洪、水闸防潮的防洪工程总体布局。主体结构自上而下分别为：新老箱涵衔接段25m，新建宝源路过路箱涵230m，新建水闸段33m，新开挖梯形复式明渠段237m，新建地铁11号线墩台保护矩形明渠段50m以及出海口段海域清淤180m。箱涵基坑开挖深度为5.7m，考虑箱涵周边有沿江高速公路在建桥桩，箱涵基坑支护安全等级为一级，有效使用期限1年，箱涵为永久结构。

2.施工工艺技术

2.1 施工工艺流程

支托→测平→摆动主梁、副梁→调整屋顶底模标高、拱度→铺模板→清洁刷油→检查模板标高、平整度、牢固度→系筋→侧模安装→浇筑屋顶混凝土→混凝土养护→拆侧模、底模→拆支架。

2.2 施工方法

2.2.1 浇捣墙身砼

首先对中墙、侧墙进行模式搭建，在其可以完美验收后再浇捣墙身砼，随之进行验收。然后，铺设顶板底模，绑扎顶板钢筋，顶板底模支撑与浇注了充分强度的主体结构进行拉结。在相关部门确认钢筋和模板支持后，才能进行屋顶混凝土的浇筑。浇筑时，从顶中部向两端对称推进，从高程较低处向高程较高处[1]推进。根据混凝土浇筑和混凝土供应的时间间隔，应提前设计临时施工缝。在混凝土施工完成并具有所需强度之前，不允许拆除支架安装。

2.2.2 立杆及水平杆

立杆间距与水平杆步距应通过设计计算确定，但不得超过下列规定：当立杆采用Q235级材质钢管时，步距不应大于1.8m，立杆间距不应大于1.5m；当立杆采用Q345级材质钢管时，步距不应大于2.0m，立杆间距不应大于1.8m。本项目碗扣支架采用的是Q235级材质钢管，正常步距设定为1.2m，立杆间距纵横向均为0.9m；本项目的模板支撑架架体顶层两步距应比标准步距缩小至少一个节点间距，顶层两步距采用0.6m。竖杆需要加长时，应将支架第一层立柱错开，长短不同。作为扫杆的底部垂直和横向水平杆的高度应不大于等于地面400mm。施工时严禁拆下扫杆。如图1所示。

图1 立柱固定支座图

模板支撑架每个竖直柱的顶部都要有一个可调节的支架。如果要支承的建筑物基底有斜度，则要根据斜率进行调整。通过调整支架，可以通过纵向杆槽连接的位置差异来增大横向杆。在横杆的顶端，可调整的托架的悬臂长度不能超过650mm，可调整的托架和可调整的基座螺栓的长度不能小于150mm，延长的竖杆长度不能超过300mm，固定螺丝必须与立杆钢管同中心，并且立杆的内径和螺钉的外径间距不能3mm。

2.2.3 斜撑杆

竖向斜撑杆应该设置于板膜支撑架的周围以及其内部各个方向，大概间隔在6m-9m。箱涵标准节为10m，分节可根据实际情况调整，采用Φ48＊3.2mm 扣件式钢管，纵向每6跨设置一道竖向剪刀撑。本箱涵的模板支撑架高度小于5m，所以传统的水平剪刀撑不能够满足要求，应当用一些钢管式的扣件剪刀撑来满足。同时应符合下面要求：

①对于安全等级Ⅱ的模板支撑框架，竖向钢管扣件剪刀撑，其外围和内部纵、横断面每隔9m安装一次。水平剪刀撑安装在模板支架的上部水平杆设置层。

②剪型支撑必须是连续的，其宽度为6m～9m。水平剪型支架与横梁的角度为45°～ 60°，剪刀式支架与地基面的角度应为45°～ 60°。

2.2.4 周边拉结

首先对竖向和横向结构进行浇注，使之与支承框架相结合，从而形成一个稳定的整体。其次，各节点的纵向距离不得大于2级，且与横杆水平方向相同。各节点的横向间距不得超过8m，各节点与框体碗扣主节点的间距不得超过300mm。最后，在结构的两端都有墙体的情况下，应设置横梁和顶壁[2]。支架与结构连接示意图如图2所示。

图2 支架与结构连接示意图

2.2.5 顶板钢筋安装

顶板钢筋安装的工艺流程如下：清理模板→模板上画线→绑下部钢筋→铺设预埋管件→绑上部钢筋→绑扎分布筋。

首先清理模板上的杂物，用钢笔在模板上绘制主筋，并分配各筋之间的空隙。然后按照设计的间隔进行施工，首先是钢筋，然后是分配钢筋，然后是各种预制构件，要及时进行安装。在绑扎下部钢筋时，采用八字型扣件，双向板交接处必须全部绑扎，并用两层钢筋垫圈，保证上部钢筋的定位[3]。应注意，双向板中短向钢筋应置于长向钢筋的下方，并以灰泥作为衬砌。当主体结构的钢筋遇到300mm以下的孔时，可以通过，而对于直径大于300mm的孔，则必须将其切断，并与其进行焊接。箱涵在顶板上的纵向分布钢筋遇到煤气管线等凹槽时，将其截掉。钢筋绑扎示意图如图3所示。

图3 钢筋绑扎施工示意图

2.2.6 顶板模板安装

①在铺设顶板模板前，先进行模板支撑架验收，验收合格后，方可铺设顶板及模板。

②要求模板具有足够的稳定性、钢性和强度，保证不膨胀、不变形、不变形。内、外模具由圆木或钢管支撑，并用适当的斜拉钢筋固定。屋顶模板的固定支架由钢架支撑。

③模板在拆卸过程中应尽量不变形、不损坏。脱模剂安装前应刷净，以保证表面光滑。安装时接缝应紧密，不得漏浆。

④顶板模板从一侧安装。先安装第一排龙骨，临时固定后再安装第二排龙骨。调整支架的高度，把龙骨压平。平台铺设完成后，用水平尺测量模板标高并校正。标准完成后，将模板上的杂物清理干净。并及时验收。

⑤支架上顶板作业平台宽0.9m，安装间距1.5m，高度1.2m 高的Φ48＊3.0mm 钢管防护栏杆，栏杆外侧挂设绿网安全防护。

⑥本模板跨度超过4m，需考虑模板中部施工起拱度，按2‰结构预拱度和支架弹性变形考虑。重要过路部位支架需要采取预压措施，消除地基不均匀沉降和支架拼装间隙等非弹性变形。

⑦模板加固支护顺序:先垂直后水平，从左到右，从下到上。竖围檩条为50×100@250方木，横围檩条为48×3.0@450钢管，与对面的檩条螺栓连接，每排2根。外部用两个山帽固定器或成品铁板垫和双螺母紧固。50×100方木衬里接头是分开的。方木长度4000、2000两种规格。墙面为“L”形时，阴阳角和模板接缝处必须用两个50×100木方框固定，以免渗漏。采用模板内外墙10mm参照结构，距结构150mm以内用一根限位钢@1000，外墙用一根Φ48钢管沿墙长配置，外墙最远须距墙端小于150mm一根拉螺钉。

⑧穿墙对拉螺杆安装：外墙必须采用带止水钢片的穿墙对拉螺杆，内墙采用一般的穿墙对拉螺杆，根据模板安装时留设的空位，将穿墙对拉螺杆安装至内外墙孔位中。

⑨在橡胶止水带位置需加强对模板的固定，不可采用铁定将止水带固定在木板上，应提前设置限位钢筋固定。

⑩施工缝处理：在顶板钢筋绑扎前，需采取凿毛冲洗处理，露出砼粗骨料，施工缝处止水处理可采用预埋止水钢板或预埋木条。

2.2.7 顶板混凝土浇筑与养护

顶板混凝土浇筑时，先从侧壁两侧分层浇筑至顶板底部，从侧壁两侧向中部分层斜面推进浇筑，纵向从两端向中部分段，浇筑过程进行控制，随时监测支座的稳定性、板的沉降情况等变化[4]。采用层慢铸工艺。分层厚度不超过0.3m，为薄层浇注，以增加散热面和散热时间。但应在下层混凝土初凝时间达到之前覆盖上层混凝土。要掌握好时间节奏，并相应地要求混凝土站的混凝土供应速度。应控制进入模具的混凝土温度，夏季施工时应尽量选择夜间浇筑。最终凝结后，混凝土应覆盖塑料膜或土工布喷涂养护，养护时间不得少于14天。

3.施工安全措施

为保证模板支撑系统的安全及混凝土结构的顺利施工，掌握模板支撑系统在架设、钢筋安装、混凝土浇筑、捣筑过程及最终混凝土设置前后的应力和变形情况，保证模板支撑系统在各种施工条件和荷载作用下，获得模板支撑系统的实际变形数据，并对模板支撑系统进行实时监控。最终，达到最优的安全性。因此，需要重点监控以下操作。

（1）模板支架前，工长和安全员应检查支架的底板。只有当底板的混凝土强度达到规范规定的施工强度时，才能进行模板支撑体系的施工。

（2）在模板支架安装过程中，由工头和安全员负责监督支架安装施工，确保支撑体系施工安全。检验的关键要求如下:

1）杆、扫杆、支架、剪刀支架等部件的设置和连接是否符合要求。

2）底板是否进水，底座是否松动，立杆是否符合要求。

3）连接件是否松动。

4）施工过程中是否有超载现象。

5）支架、杆是否变形。

6）脚手架经受6级强风或大雨后，必须进行全面检查。

（3）在浇筑混凝土之前，应先确定支架的牢固程度和固定构件的松动程度。在浇筑混凝土时，应在模板旁边设立工作人员，指派专人监督，并随时查看支架变形、松动情况，并及时组织人员进行回收。在混凝土浇注期间，必须进行实时观测。通常，每隔20-30 分钟进行一次监控，每隔2小时进行一次监控。

（4）钢筋混凝土梁、板在跨度超过4米的情况下，必须拱形;工程模板按2/1000拱的整体跨度。

（5）上托杆是否直立，下托杆是否对准底板铺设，底板要求宽度不小于100mm，厚度不小于50mm。

（6）是否按照方案要求，在模板支架的立杆外侧设置从下往上的垂直连续剪式支架。

（7）立杆是否有搭接现象，立杆连接长度严禁搭接，必须采用对接扣件连接。

（8）当支座发生倾斜，或支座顶部发生倾斜时，应采取适当的措施，以确保支座的稳定。

（9）垂直杆连接长度不可交叉，应采用对接扣件。相邻两个竖直杆的对接不能处于同步状态，并且在竖直方向上的间距不能低于500，每个对接中心与主结点的间距不能超过1/3。

（10）浇筑和夯实屋面混凝土前，项目部必须组织对支架进行全面检查，合格后再浇筑，并且在混凝土浇筑过程中，工程技术负责人、质量人员、安全人员、施工人员必须随时对模板支架进行观察。

4.结束语

在严谨的施工方法以及严格的质量要求和保证措施下，按照规范要求施工，严把质量关，按期高效完成施工任务，各项技术指标都达到了设计要求，整体工程合格率100%，为箱涵顶板支撑施工提供了实践经验。