模板工程在鋼筋混凝土施工中合理應用

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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(jié)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(jié)構。

    模板的分類有各種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(zhì)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(jié)構。     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。     七十年代末，我國執(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(jīng)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(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（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(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    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(jù)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(wǎng)絡圖中的關鍵線路，模板工藝的改進常?？梢约涌焓┕みM度。     水利水電工程中模板的地位，還可以從國外混凝土壩施工經(jīng)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(jié)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(jié)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?shù)囊饬x。
    四、模板的型式和結(jié)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(jié)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)。     懸臂模板則大大克服了傳統(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。     意大利修建阿爾卑—得熱拉大壩時，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）。     蘇聯(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(cè)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。     滑動模板則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。     總之，不同的模板型式?jīng)Q定了混凝土澆筑的不同施工工藝，也對混凝土的質(zhì)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(jié)出，鋼?？杀饶灸Ｌ岣吖ば?-4倍（工效包括安裝、拆模、電焊、鑿毛、搭設平臺等的綜合用工），而且鋼模的成本費（達到標準周轉(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，而我局實際周轉(zhuǎn)率遠遠達不到這個要求，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用，解決這一問題的辦法除了提高工人思想素質(zhì)，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(jīng)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(jié)，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(jié)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。     我認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。     隨著改革的不斷深入，適應工程招、投標的需要，就要做為前期工作涉及的內(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)，選購機具以及編制概算。     2、模板設計，主要是模板的結(jié)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。