模板工程在鋼筋混凝土施工中合理應(yīng)用
2009-09-28
一、模板工程（forwork）指新澆混凝土成型的模板以及支承模板的一整套構(gòu)造體系，其中，接觸混凝土并控制預(yù)定尺寸，形狀、位置的構(gòu)造部分稱為模板，支持和固定模板的桿件、桁架、聯(lián)結(jié)件、金屬附件、工作便橋等構(gòu)成支承體系，對(duì)于滑動(dòng)模板，自升模板則增設(shè)提升動(dòng)力以及提升架、平臺(tái)等構(gòu)成。模板工程在混凝土施工中是一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)?！ ∧０宓姆诸愑懈鞣N不同的分階段類方法：按照形狀分為平面模板和曲面模板兩種；按受力條件分為承重和非承重模板（即承受混凝土的重量和混凝土的側(cè)壓力）；按照材料分為木模板、鋼模板、鋼木組合模板、重力式混凝土模板、鋼筋混凝土鑲面模板、鋁合金模板、塑料模板等；按照結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)分為拆移式、固定式兩種；按其特種功能有滑動(dòng)模板、真空吸盤或真空軟盤模板、保溫模板、鋼模臺(tái)車等。
二、我國在二十世紀(jì)六十年代前的水利水電工程施工中主要采用木質(zhì)模板，由于木材易于制作成各種形狀，有些形狀特殊的構(gòu)筑物，如水電站的尾水管的混凝土澆筑，通常均采用木材制作模板，近代仍然有許多國家、許多水利水電工程中使用木模板或鋼木混合結(jié)構(gòu)。 七十年代以來，我國在混凝土壩施工中多采用大型鋼木混合模板，混凝土（預(yù)制）模板等，隨后廣泛發(fā)展了滑動(dòng)模板以及由此而帶來的混凝土澆筑工藝的革新。1973年丹江口水庫下游引水工程排子河度槽的空心墩，采用了滑動(dòng)模板施工方案。1975年密云水庫溢洪道工程的溢流堰和陡槽陡坡混凝土襯砌，采用了沿軌道行走的拖板式滑動(dòng)模板，1997年在曲率變化復(fù)雜的清水閘雙曲拱壩上采用了滑動(dòng)模板施工，在這一時(shí)期還有豎井、隧洞、渠道、攔污柵工程等采用了滑動(dòng)模板施工?！ ∑呤甏?，我國執(zhí)行以鋼代木的技術(shù)政策，組合鋼模板大部分用于基礎(chǔ)、柱、梁、板、墻等施工中，尤其用于水電工程中的大體積混凝土施工中，呈現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢。 1946年在狼溪壩（worf creek）首次使用懸壁模板，隨后在使用中不斷改進(jìn)，頗受歡迎。中國在二十世紀(jì)五十年代已采用半懸壁模板，七十年代中期，開始研制鋼懸壁模板，由于混凝土施工中模板的吊裝十分頻繁，美國在七十年代初研制并在德活夏克重力壩中，使用自動(dòng)錨固的自升懸臂模板，取得了很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
三、模板工程之所以受到重視，并努力提高和改進(jìn)其工作和使用性能，與它在混凝土施工中的重要性是分不開的。
首先，水工混凝土施工中模板工程費(fèi)用比重很大，約占混凝土總造價(jià)的15-30%。在無筋或少筋的大體積混凝土工程中約占5-15%。模板制作與安裝勞動(dòng)消耗量約為28%-45%（一方混凝土中的勞動(dòng)量）并消耗大量優(yōu)質(zhì)鋼材和木材，見下表：
大壩名稱
白
山
龍羊峽
太平哨
葛州壩
安
康
清水閘
均
值
砼單價(jià)（元/m3）
63.0
86.5
54.1
47.0
67.1
75.0
65.4
每m3砼模板費(fèi)用
三次周轉(zhuǎn)
元
9.6
12.1
9.7
9.1
9.0
9.0
%
15.2
14.0
17.9
19.4
12.0
15.7
七次周轉(zhuǎn)
元
7.4
9.3
6.6
6.7
7.0
7.4
%
11.7
10.7
12.2
14.3
11.0
12.0
備 注
83年單價(jià) 不計(jì)吊車工作占班費(fèi)
模板的作用，還常常表現(xiàn)于控制施工進(jìn)度上，在大體積混凝土施工中，根據(jù)一些工程的統(tǒng)計(jì)，模板的拆裝時(shí)間，約占總施工周期的35%。模板工序在許多情況下是施工網(wǎng)絡(luò)圖中的關(guān)鍵線路，模板工藝的改進(jìn)常?？梢约涌焓┕みM(jìn)度?！ ∷姽こ讨心０宓牡匚?，還可以從國外混凝土壩施工經(jīng)驗(yàn)中看到，下面是國外工程中模板工程占施工費(fèi)用的比例。1、蘇聯(lián)：模板的平均勞動(dòng)消耗占混凝土單價(jià)的10-22%。2、日本：模板費(fèi)用占施工中的費(fèi)用為：拱壩47%，重力壩30%。3、美國：模板工程占總費(fèi)用的20%。（注：日、美是對(duì)單個(gè)有代表性的壩的施工總結(jié)而得。）
由上可知：模板工程在鋼筋混凝土施工中占有相當(dāng)重要的作用，做好模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)對(duì)提高工程效益和加快施工進(jìn)度是有相當(dāng)?shù)囊饬x。
四、模板的型式和結(jié)構(gòu)有時(shí)能改變混凝土的澆筑工藝
傳統(tǒng)的模板型式是采用拉條固定面板，這種結(jié)構(gòu)方式妨礙入倉，混凝土拌合物的整平與搗固， 妨礙面層的鑿毛清理，妨礙澆筑倉面的施工準(zhǔn)備工作，無法進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)?！ 冶勰０鍎t大大克服了傳統(tǒng)的模板型式的缺點(diǎn)，在機(jī)械化施工和減少勞動(dòng)消耗上呈現(xiàn)了很大的優(yōu)勢?！ ∫獯罄藿ò柋啊脽崂髩螘r(shí)，采用了一種不拆除的模板（鋼擋板），由于這種模板形成了承壓面，所以大幅度降低對(duì)大壩混凝土砌體的要求，取消了澆筑塊間接縫的防滲，采用分層鋪筑混凝土，取消施工中的工作面，（在混凝土鋪完之后用專門機(jī)械切出工作縫）?！ √K聯(lián)在薩揚(yáng)諾—舒申斯克水電站施工中架用帶“錨桿”的雙層懸壁模板，這種模板的支承柱不是向下伸而是向上伸出，下層模板的支承柱支撐上層模板的面板，模板的自重和混凝土的側(cè)壓力均由下層模板承受，因此每個(gè)澆筑倉至少有兩層模板，這種模板只需拆除下層模板的固定螺栓。從而，減少了各澆筑層間的時(shí)間間隔，提高了澆筑速度也減少了混凝土表面的清理工作與準(zhǔn)備工作量?！ 』瑒?dòng)模板則對(duì)混凝土澆筑速度更顯示出優(yōu)勢和潛在的生命力，這種型式的模板除表現(xiàn)在時(shí)間效益（工期縮短）之外，模板本身的價(jià)格也可以降低，而且能很大程度上提高混凝土澆筑效果?！ 】傊?，不同的模板型式?jīng)Q定了混凝土澆筑的不同施工工藝，也對(duì)混凝土的質(zhì)量和工程效益有不同的影響，如何改進(jìn)模板工藝是一個(gè)重要課題。
五、我局在參加的水電建設(shè)工程中對(duì)模板工程仍然以傳統(tǒng)的模板型式為主，盡管在太平灣電站建設(shè)中引進(jìn)了一些新的工藝技術(shù)（試用），但有些問題仍然值得探討。
1、我局一直倡議施工單位在混凝土施工中盡量使用鋼模板，但在實(shí)際施工中，有許多部位諸如擋水壩段，廠房立墻等都僅使用少量鋼模，這不僅浪費(fèi)了大量木材而且大大降低了工效。成功的工程總結(jié)出，鋼?？杀饶灸Ｌ岣吖ば?-4倍（工效包括安裝、拆模、電焊、鑿毛、搭設(shè)平臺(tái)等的綜合用工），而且鋼模的成本費(fèi)（達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)率）僅為木模的一半。因此，合理的以鋼模代替木模是提高經(jīng)濟(jì)效益的好方法之一。2、我局在模板管理上有許多不足。其主要表現(xiàn)在模板的使用周轉(zhuǎn)率上，按規(guī)定，鋼模板的周轉(zhuǎn)率為50次，大型木模板為15次，一般木模板為7次，而我局實(shí)際周轉(zhuǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)要求，僅以一般木模為例，我局使用周轉(zhuǎn)率為4次左右，這大大增加了施工費(fèi)用，解決這一問題的辦法除了提高工人思想素質(zhì)，業(yè)務(wù)水平外，我們的管理水平有待提高。3、在我局引進(jìn)使用新的模板工藝上，滑升模板是突出的一例，有成功也有失誤，在云峰大壩修補(bǔ)工程中，使用的滑模是比較成功的，而在太平灣清水閘閘墩上使用滑模則值得探討，排除試驗(yàn)?zāi)康膩碚?，滑升模板一次性投資較大，因此它適用于高層混凝土澆筑中，高度較低的混凝土澆筑中使用則效益不顯著或者沒有效益，因此新技術(shù)的使用中應(yīng)考慮其適用范圍，并與經(jīng)濟(jì)效益掛鉤才是適宜的。4、模板工程在近幾年已形成一個(gè)專門學(xué)科，但這方面的書并不多，我們?cè)诠こ淌┕ぶ袘?yīng)對(duì)每一項(xiàng)工作，各種形式的模板認(rèn)真總結(jié)，使得在今后的工作中對(duì)每種建筑型式的模板有路可循，既方便工作，又能不斷改進(jìn)，不斷進(jìn)步。
六、鑒于模板工程在鋼筋混凝土施工中的重要作用，世界各國都在研究并不斷改進(jìn)模板工程的施工技術(shù)和工藝，伴隨著模板專業(yè)公司的建立，模板工程的發(fā)展將不斷向快速、節(jié)省方向邁進(jìn)。
模板工程的發(fā)展前景將是以如何加快混凝土施工為中心發(fā)展，1973年十一屆世界大壩會(huì)議提出了混凝土壩設(shè)計(jì)與施工的任務(wù)和課題，討論的結(jié)論是：“降低混凝土造價(jià)的根本出路是加快施工進(jìn)度?！睘榇颂岢隽诵碌幕炷翂问┕し椒ň褪牵捍篌w積混凝土連續(xù)垂直澆筑法，這相應(yīng)給模板工程帶來了新的課題?！ ∥艺J(rèn)為加快進(jìn)度的途徑之一就是：1、認(rèn)真研究滑動(dòng)模板的使用問題。2、增加澆筑層厚度，減少水平接縫，采用自升模板。3、加大澆筑塊尺寸，減少施工縫，以縮小立模面積?！ ‰S著改革的不斷深入，適應(yīng)工程招、投標(biāo)的需要，就要做為前期工作涉及的內(nèi)容有：1、模板工程的規(guī)劃，主要是結(jié)合施工方案擬定，選擇模板體系，組織生產(chǎn)，選購機(jī)具以及編制概算。2、模板設(shè)計(jì)，主要是模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，這項(xiàng)工作是不可少的，可以委托專業(yè)公司設(shè)計(jì)也可以由工程單位自行設(shè)計(jì)。3、考慮使用階段的綜合效益和管理。
