模板工程在鋼筋混凝土施工中合理應用
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造體系，其中，接觸混凝土并控制預定尺寸，形狀、位置的構造部分稱為模板，支持和固定模板的桿件、桁架、聯(lián)結件、金屬附件、工作便橋等構成支承體系，對于滑動模板，自升模板則增設提升動力以及提升架、平臺等構成。模板工程在混凝土施工中是一種臨時結構?！ ∧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；按照結構和使用特點分為拆移式、固定式兩種；按其特種功能有滑動模板、真空吸盤或真空軟盤模板、保溫模板、鋼模臺車等。
二、我國在二十世紀六十年代前的水利水電工程施工中主要采用木質模板，由于木材易于制作成各種形狀，有些形狀特殊的構筑物，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構?！ ∑呤甏詠?，我國在混凝土壩施工中多采用大型鋼木混合模板，混凝土（預制）模板等，隨后廣泛發(fā)展了滑動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模板，1997年在曲率變化復雜的清水閘雙曲拱壩上采用了滑動模板施工，在這一時期還有豎井、隧洞、渠道、攔污柵工程等采用了滑動模板施工?！ ∑呤甏覈鴪?zhí)行以鋼代木的技術政策，組合鋼模板大部分用于基礎、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，頗受歡迎。中國在二十世紀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，使用自動錨固的自升懸臂模板，取得了很好的技術經濟效益。
三、模板工程之所以受到重視，并努力提高和改進其工作和使用性能，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用比重很大，約占混凝土總造價的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消耗量約為28%-45%（一方混凝土中的勞動量）并消耗大量優(yōu)質鋼材和木材，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（元/m3）
63.0
86.5
54.1
47.0
67.1
75.0
65.4
每m3砼模板費用
三次周轉
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
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 不計吊車工作占班費
模板的作用，還常常表現(xiàn)于控制施工進度上，在大體積混凝土施工中，根據一些工程的統(tǒng)計，模板的拆裝時間，約占總施工周期的35%。模板工序在許多情況下是施工網絡圖中的關鍵線路，模板工藝的改進常?？梢约涌焓┕みM度?！ ∷姽こ讨心０宓牡匚?，還可以從國外混凝土壩施工經驗中看到，下面是國外工程中模板工程占施工費用的比例。1、蘇聯(lián)：模板的平均勞動消耗占混凝土單價的10-22%。2、日本：模板費用占施工中的費用為：拱壩47%，重力壩30%。3、美國：模板工程占總費用的20%。（注：日、美是對單個有代表性的壩的施工總結而得。）
由上可知：模板工程在鋼筋混凝土施工中占有相當重要的作用，做好模板的結構設計和工藝設計對提高工程效益和加快施工進度是有相當的意義。
四、模板的型式和結構有時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，這種結構方式妨礙入倉，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備工作，無法進行機械化作業(yè)?！ 冶勰０鍎t大大克服了傳統(tǒng)的模板型式的缺點，在機械化施工和減少勞動消耗上呈現(xiàn)了很大的優(yōu)勢?！ ∫獯罄藿ò柋啊脽崂髩螘r，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械切出工作縫）?！ √K聯(lián)在薩揚諾—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壓力均由下層模板承受，因此每個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備工作量?！ 』瑒幽０鍎t對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)在時間效益（工期縮短）之外，模板本身的價格也可以降低，而且能很大程度上提高混凝土澆筑效果?！ 】傊?，不同的模板型式決定了混凝土澆筑的不同施工工藝，也對混凝土的質量和工程效益有不同的影響，如何改進模板工藝是一個重要課題。
五、我局在參加的水電建設工程中對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中引進了一些新的工藝技術（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，這不僅浪費了大量木材而且大大降低了工效。成功的工程總結出，鋼?？杀饶灸Ｌ岣吖ば?-4倍（工效包括安裝、拆模、電焊、鑿毛、搭設平臺等的綜合用工），而且鋼模的成本費（達到標準周轉率）僅為木模的一半。因此，合理的以鋼模代替木模是提高經濟效益的好方法之一。2、我局在模板管理上有許多不足。其主要表現(xiàn)在模板的使用周轉率上，按規(guī)定，鋼模板的周轉率為50次，大型木模板為15次，一般木模板為7次，而我局實際周轉率遠遠達不到這個要求，僅以一般木模為例，我局使用周轉率為4次左右，這大大增加了施工費用，解決這一問題的辦法除了提高工人思想素質，業(yè)務水平外，我們的管理水平有待提高。3、在我局引進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，排除試驗目的來談，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，因此新技術的使用中應考慮其適用范圍，并與經濟效益掛鉤才是適宜的。4、模板工程在近幾年已形成一個專門學科，但這方面的書并不多，我們在工程施工中應對每一項工作，各種形式的模板認真總結，使得在今后的工作中對每種建筑型式的模板有路可循，既方便工作，又能不斷改進，不斷進步。
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模板工程的施工技術和工藝，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。
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議提出了混凝土壩設計與施工的任務和課題，討論的結論是：“降低混凝土造價的根本出路是加快施工進度。”為此提出了新的混凝土壩施工方法就是：大體積混凝土連續(xù)垂直澆筑法，這相應給模板工程帶來了新的課題?！ ∥艺J為加快進度的途徑之一就是：1、認真研究滑動模板的使用問題。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，適應工程招、投標的需要，就要做為前期工作涉及的內容有：1、模板工程的規(guī)劃，主要是結合施工方案擬定，選擇模板體系，組織生產，選購機具以及編制概算。2、模板設計，主要是模板的結構設計和工藝設計，這項工作是不可少的，可以委托專業(yè)公司設計也可以由工程單位自行設計。3、考慮使用階段的綜合效益和管理。
