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地鐵車站模板支撐體系技術(shù)經(jīng)濟性解析

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地鐵地下車站結(jié)構(gòu)施工一般采用明挖順做工法，車站結(jié)構(gòu)采用何種模板方案施工將直接關(guān)系工期和效益。本文以標(biāo)準(zhǔn)地下車站結(jié)構(gòu)施工段落為研究對象，從模板支撐體系的方案論述到方案的人材機資源消耗及工期的對比分析，提出地下車站結(jié)構(gòu)工程采用側(cè)墻、頂板共用滿堂支架體系共同整澆的方案為經(jīng)濟性最優(yōu)的模板施工方案。希望可以為施工企業(yè)地鐵車站結(jié)構(gòu)施工模板方案選擇提供參考。

地鐵車站 模板體系 經(jīng)濟效益

引言

在我國城市地鐵施工中，對整條地鐵線路的標(biāo)段以區(qū)間、車站、車輛段劃分地鐵土建施工類型。從技術(shù)經(jīng)濟角度看，車輛段（停車場）工程多為房建類綜合工程，本篇不做討論；區(qū)間土建工程多為盾構(gòu)工法施工，工程成本指標(biāo)相對固定，受技術(shù)方案影響較小，而區(qū)間淺埋暗挖工法占比相對較小。因此，地鐵車站工程施工是地鐵施工的重中之重，建設(shè)投資大，施工工期長。本文主要從地鐵車站施工角度入手，重點分析車站結(jié)構(gòu)施工中，模板綜合設(shè)計方案對施工經(jīng)濟性的影響。

一、技術(shù)經(jīng)濟分析背景

地鐵車站設(shè)計中，除了特殊部位采用PBA（洞樁法）暗挖車站、蓋挖逆做車站外，多數(shù)車站設(shè)計為明挖順做法。標(biāo)準(zhǔn)的明挖順做法車站結(jié)構(gòu)體系中，結(jié)構(gòu)分為水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件；水平構(gòu)件為底板（厚度約在800mm）、中板（厚度約在500mm）、頂板（厚度約在900mm）；豎向構(gòu)件為立柱、側(cè)墻（單面支模體系厚度約為800mm，局部為1000mm）。

明挖順做法施工的地鐵車站，地下車站鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)均為定型尺寸，由于鋼筋混凝土工法技術(shù)非常成熟，成本透明，已很難挖掘效益。因此，地鐵車站結(jié)構(gòu)所使用的模板工程成為結(jié)構(gòu)工程挖掘效益的關(guān)鍵點。我們以此為背景，進一步深入分析。

二、明挖順做法車站模板方案概論

根據(jù)國內(nèi)地鐵結(jié)構(gòu)施工中常用的支撐體系形式，按照側(cè)墻及頂板的施工先后順序，可將結(jié)構(gòu)施工分為側(cè)墻頂板分別澆筑、側(cè)墻頂板整體澆筑兩種施工方案。依據(jù)側(cè)墻模板澆筑方案支撐體系的不同，將側(cè)墻模板澆筑方案分為獨立三腳架支撐側(cè)模體系和滿堂支撐架支撐側(cè)模體系。按照整體澆筑方案支撐架形式的不同，分為鋼管扣件滿堂支撐架支撐體系和碗扣支撐架支撐體系。

地鐵結(jié)構(gòu)模板施工方案分類圖

根據(jù)眾多地鐵車站結(jié)構(gòu)施工方案研究，可總結(jié)車站模板設(shè)計的關(guān)注重點：

1.側(cè)墻構(gòu)件混凝土澆筑壓力大于水平構(gòu)件中板、頂板混凝土澆筑壓力，應(yīng)作為模板設(shè)計重點。

2.車站水平構(gòu)件中板、頂板結(jié)構(gòu)施工中，只能采用滿堂腳手架作為支撐體系，滿堂架上部鋪設(shè)模板，作為結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎、混凝土澆筑受力構(gòu)件。

3.地鐵車站側(cè)墻構(gòu)建施工時，由于側(cè)墻結(jié)構(gòu)外側(cè)需要設(shè)置完整的結(jié)構(gòu)外包防水層、車站結(jié)構(gòu)外設(shè)置深基坑圍護結(jié)構(gòu)，側(cè)墻模板設(shè)計中只能通過模板支撐平衡混凝土澆筑過程中的施工荷載，形成了單面受力側(cè)墻模板。

4.地鐵車站側(cè)墻模板施工中，可以選用型鋼三腳架、滿堂腳手架作為墻體模板的支撐體系。

5.車站側(cè)墻模板方案設(shè)計中，應(yīng)充分利用水平構(gòu)件澆筑時滿堂腳手架，節(jié)約施工成本投入。

三、模板經(jīng)濟分析

根據(jù)施工過程組織分析，選取某車站標(biāo)準(zhǔn)段23m施工結(jié)構(gòu)為研究對象，對比三角支架側(cè)墻模板支撐體系與滿堂支撐架模板支撐體系的各項參數(shù)，主要從施工資源消耗、施工工期兩個方面進行方案對比。綜合分析不同模板方案組合下的效益比較：

方案1：側(cè)墻使用鋼模板體系，使用鋼三角支架側(cè)模支撐體系，頂板使用木模板體系，使用碗扣式滿堂支撐架支撐體系，施工過程中分別澆筑側(cè)墻和頂板結(jié)構(gòu)。

方案2：側(cè)墻使用鋼模板體系，施工碗扣式滿堂支撐架支撐體系，頂板使用模板支撐體系，利用側(cè)墻滿堂支撐架體系，施工過程中側(cè)墻和頂板結(jié)構(gòu)同時澆筑，減少了側(cè)墻與頂板結(jié)構(gòu)水平施工縫。

（一）人材機消耗量對比

選取一個地鐵主體結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)段落長度23m的模板工程，按照施工側(cè)墻模板、施工頂板模板所需的材料投入進行匯總。在方案選用時：

模板方案資源消耗對比表

（二）方案工期對比

我們同樣還是選取一個地鐵主體結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)段落長度23m的模板工程，按照標(biāo)準(zhǔn)段構(gòu)件的施工順序，具體為：獨立柱鋼筋、獨立柱模板、獨立柱混凝土；側(cè)墻防水、側(cè)墻鋼筋、側(cè)墻模板、側(cè)墻支架、側(cè)墻混凝土；頂板支架、頂板模板、頂板鋼筋、頂板混凝土等工序正常施工工期進行組織安排。

方案1：側(cè)墻模板分別澆筑時，工程量較大的側(cè)墻需要優(yōu)先施工，完成后才具備滿堂支撐架搭設(shè)條件。

方案1施工進度計劃圖

方案2：側(cè)墻與頂板整體澆筑時，頂板鋼筋可有通過側(cè)墻模板加固同時施工，有效節(jié)省了施工時間。

方案2施工進度計劃圖

通過2個施工方案的模板組織順序變更，所施工的單層結(jié)構(gòu)施工工期，方案1工期23天。實施側(cè)墻與頂板整體澆筑的方案2時，施工工期節(jié)約至13天。模板方案的選擇對工程工期的節(jié)約起決定作用。

（三）經(jīng)濟效益分析對比

1.人材機費用對比

對比人材機消耗表中數(shù)據(jù)可知，方案2比方案1多消耗人工3工日，節(jié)約定型鋼三腳架18t，節(jié)約龍門吊機械臺班0.3臺班，減少水平施工縫26m，其他消耗相同。

節(jié)約費用計算如下：

（1）模板人材機節(jié)約費用：3工日＊150元/工日+18t＊23天＊8元/ t.天+0.3臺班＊1000元/臺班=4062元

（2）26m鍍鋅鋼板施工縫節(jié)約費用：26m＊90元/m=2340元。

每段共計節(jié)約施工成本6402元。

2.工期節(jié)約費用對比

對比工期可知，方案2比方案1節(jié)約工期13天，相應(yīng)節(jié)約鋼模板及腳手架租賃費用及管理費用計算如下：

（1）模板腳手架租賃節(jié)約費用：（276m2＊0.8元/m2.天+55t ＊8元/ t.天）＊10天=6608元；

（2）管理費（以站臺層分段為例）：

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

②管理費：（587708+6402+6608）＊3.5%=21025元

按照一座標(biāo)準(zhǔn)地下兩層車站正常施工組織安排，主體結(jié)構(gòu)工程一般需劃分10個段落施工，按照段落劃分，我們計算方案2比方案1節(jié)約的模板施工成本費約68.07萬元，節(jié)約工期3個月。

四、模板經(jīng)濟分析結(jié)論

1.通過上述研究，滿堂支撐架側(cè)墻及頂板整體澆筑施工序，無論是材料的投入和施工工期的節(jié)約，都是最佳的施工步序組織。與之相對應(yīng)的滿堂架搭設(shè)作為側(cè)墻及頂板支撐體系的方案最為經(jīng)濟。

2.側(cè)墻和頂板整體澆筑模板方案中，雖沒有加大資源投入總量，工期相對非常明顯，提高了施工企業(yè)管理費支出，管理效益顯著。帶來的計會效益、經(jīng)濟效益良好。

[1]陳園卿，章雪峰，胡威詣．水平荷載作用下混凝土結(jié)構(gòu)扣件式鋼管模板高支撐體系受力分析[ J]．建筑技術(shù)，2007，38(8)：612-614

[2]巴松濤，貢金鑫，咚曉利．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工期可靠性分析方法[J]．大連理工大學(xué)學(xué)報，2000，40(4)：479-482．

[3]張軍現(xiàn)澆混凝土模板側(cè)壓力及雙向受力支撐體系研究報告．國家新型專利技術(shù)2947061號.