长沙轨道交通3号线2标段洋湖湿地站地处富水砂卵石地层, 地下水丰富。车站主体结构形式为地下2层岛式车站, 基坑埋深17.7~19.7m, 车站长216.5m。本站采用明挖法施工, 围护结构采用800mm厚地下连续墙。侧墙厚700mm, 中板厚400mm。洋湖湿地站标准横断面如图1所示。

1) 洋湖湿地站地处富水砂卵石地层, 地下平均水位-5m, 地下水较丰富。侧墙施工时需考虑清水混凝土抗渗性能。

2) 车站地下侧墙墙体线形较长, 结构外形较复杂, 不利于模板系统加工制作。

3) 车站地下结构空间较小, 不利于大型模板支架架设、拆除和移动。

按照清水混凝土施工要求, 各项原材料必须保证稳定, 避免因材质波动造成混凝土外观色差。原材料具体选择要求如下:①选用强度等级P·O42.5硅酸盐水泥以上。同一工程的水泥宜为同一厂家、同一品种、同一批次、同一强度等级;②骨料选用非碱活性骨料。粗骨料连续级配良好, 颜色均匀、洁净, 含泥量<1%, 泥块含量<0.5%, 针片状颗粒≤15%。细骨料选择连续级配良好的河砂或人工砂, 细度模数>2.6 (中砂) , 含泥量≤1.5%, 泥块含量≤1.0%。粗、细骨料要求单独设仓储存, 对每批次骨料进行检测, 满足要求后进仓, 做到专仓供应, 同批次骨料使用完后再重新进骨料, 然后重新检测, 保证骨料满足要求, 同时控制色泽一致;③掺和料应对混凝土及钢筋无害, 拌合物的和易性好, 同一工程所用的掺和料应来自同一厂家、同一品种。掺和料选用I级粉煤灰, 掺量通过试验确定, 质量及应用技术符合现行国家标准和有关环境保护的规定;④商品混凝土站需设单独水泥罐进行储存, 且只能使用在清水混凝土结构部位, 每批次进罐水泥在进罐前进行各项指标检测, 满足要求后进罐储存, 直至此批次水泥使用完后再进水泥, 并对水泥再次检测, 确保施工过程中水泥质量稳定。同一批次水泥量应满足2次或以上浇筑工程量需求。确保混凝土的原材料有足够的存储量, 同一视觉范围的混凝土原材料的颜色和技术参数宜要求一致。

按照清水混凝土施工要求, 根据混凝土试配情况, 混凝土拟选取水泥∶水∶砂∶石∶粉煤灰∶外加剂=265∶150∶825∶1 030∶100∶33, 水胶比0.42, 含砂率42%, 坍落度 (170±20) mm, 并根据施工时实际情况进行调整。清水混凝土为泵送混凝土。

单元模板由维萨板、明缝条、内楞、外楞、芯带、吊钩、连接爪等组成 (见图2) 。单元模板采用6块尺寸为2 440mm×1 220mm×20mm维萨板拼接 (见图3) , 维萨板拼接处镶嵌明缝条, 明缝条设计为半圆柱形, 向模板外侧突起, 设计半径为2cm。内楞为200mm×80mm×40mm木工字梁, 间距300mm, 竖向布置。木梁端头开有2个φ22孔, 用木梁吊钩钢板通过M20螺栓夹紧木梁腹板进行连接, 模板吊钩节点大样如图4所示。外楞采用2[12, 横向布置, 第1道横外楞距模板下端300mm, 其余间距为1 000mm。在单块模板中, 维萨板与内楞 (木工字梁) 采用自攻螺丝连接, 内楞与外楞 (双槽钢) 采用连接爪连接, 在内楞上两侧对称设置吊钩。单元模板之间采用芯带连接, 并用芯带销固定, 使模板之间拼缝严密不错台 (见图5) 。单元模板之间直接对接时, 2块模板之间贴双面胶, 并用玻璃胶对拼接缝进行平整处理。

移动式侧模支架由埋件系统和架体 (包含移动装置) 2部分组成, 其中埋件系统部分包括地脚螺栓、连接螺母、外连杆、碟形螺母、垫片和压梁。地脚螺栓高出地面且与墙体表面的距离为315mm, 沿墙体方向, 地脚螺栓间距300mm。埋件与地面呈45°, 现场埋件预埋时要求拉通线, 保证埋件在同一条直线上。

单侧支架是用槽钢和连接件制作而成的三角形支架。当混凝土侧压力作用于模板时, 模板受到向外推力。三角形架体支撑模板, 架体下端直角部位固定有埋件系统使架体不能后移。混凝土侧压力及模板的向上力均由埋件系统抵消, 如图6所示。架体底盘4个角点设有4个轮子和调节螺栓, 轮子可使模板系统在立模和拆模施工中移动方便, 调节螺栓在混凝土浇筑过程中可固定架体, 防止模板发生侧移。行走系统大样如图7所示。

墙体竖向主筋和水平分布筋垂直分布, 钢筋间距为15mm, 钢筋接头采用套筒连接并按规定错开, 同一断面上的钢筋接头数量≤50%, 墙内水平分布筋沿高度每隔1根内外排错开搭接。墙体钢筋除在板边、暗柱边要全部绑扎外, 其余中间部分可交叉绑扎。侧墙钢筋外垫50mm厚水泥砂浆垫块形成混凝土保护层, 垫块用铁丝按间距1500 mm×1 500 mm梅花形布置固定好, 垫块分布如图9所示。

墙体钢筋绑扎流程:搭设脚手架→连接竖向钢筋→架设水平分布筋→交叉点绑扎→绑扎水泥砂浆垫块。

模板拼装流程:放置内楞→木梁组装→维萨板上弹线下料→铺面板→弹线铺木梁→竖肋上槽钢外楞和吊钩→钉端头木方→模板吊升靠在堆放架上。

根据清水混凝土要求, 在关模前应先将模板清理干净, 确保板面上没有杂物。涂抹水性脱模剂2次, 可使浇筑出来的混凝土呈仿大理石状, 平整光滑、手感细腻、有光泽。

混凝土浇筑前, 应把模板内的杂物清理干净, 并用水将模板润湿, 再铺2~3cm水泥砂浆, 然后再浇筑混凝土。墙体分层浇筑, 分层厚度控制在30~50cm, 振捣时振捣棒应穿越两层之间的接缝, 伸入下一层约5cm, 保证层与层之间的接合。相邻2层混凝土的浇筑时间间隔应≤2h。振捣采用加长软轴的插入式振捣器。分层布料后逐点振捣, 振捣点间距30~40cm。振捣时, 确保不漏、不过、不少。

混凝土应在浇筑完毕后12h内进行覆盖和浇水养护, 浇水养护时间≥14d, 有条件的部位采用蓄水养护。混凝土终凝后覆盖塑料薄膜及麻袋, 进行保温保湿。墙体的养护需在结构顶部放置1根水管, 每隔0.3~0.5m钻1个孔, 采用滴水养护, 保证混凝土表面湿润。

按照配板设计的规定进行, 先拆除安装配件, 松动支架后支座, 后松动埋件部分。拆除分段相邻模板间连接螺栓和加强钢板连接件, 旋转调节丝杆支腿使模板与墙面脱离, 如有吸附, 可轻轻撬动模板下口, 拆除后将每段模板及支架推向下一流水段继续拼装施工。

大块维萨板相比于钢模板拼接更加方便, 美观性和易用性好;自行式侧模支架相比于满堂支架和普通侧模支架, 移动更加轻便, 安装及拆除更快, 减少了劳动力, 有效地缩短了施工工期。相比于钢模板和普通支架施工, 每单元 (约100m²) 墙体节省5d工期, 节省资金约7.3万元 (材料费、机械费和管理费) 。

洋湖湿地站地处富水砂卵石地层, 地下水较发育。墙体为清水混凝土, 原材料配合比需考虑混凝土抗渗性能。墙体线形较长, 结构外形较复杂, 不利于模板系统加工制作。根据以上难点和清水混凝土技术要求, 清水混凝土原材料合理的配合比及模板体系的选型是清水混凝土效果能否实现的重点, 也关系到本工程施工进度和质量目标的实现。通过设计地下侧墙清水混凝土合理的原材料配合比, 快速、易用性好的模板组件, 在安全、高质量施工的同时有效地加快了施工进度、节约了成本, 车站主体结构实际施工工期缩短30d, 同时节省管理费24.8万元, 节省机械、材料投资55.7万元, 累计节省资金80.5万元。