模板工程在钢筋混凝土施工中合理应用
2009-09-28
一、模板工程（forwork）指新浇混凝土成型的模板以及支承模板的一整套构造体系，其中，接触混凝土并控制预定尺寸，形状、位置的构造部分称为模板，支持和固定模板的杆件、桁架、联结件、金属附件、工作便桥等构成支承体系，对于滑动模板，自升模板则增设提升动力以及提升架、平台等构成。模板工程在混凝土施工中是一种临时结构。 模板的分类有各种不同的分阶段类方法：按照形状分为平面模板和曲面模板两种；按受力条件分为承重和非承重模板（即承受混凝土的重量和混凝土的侧压力）；按照材料分为木模板、钢模板、钢木组合模板、重力式混凝土模板、钢筋混凝土镶面模板、铝合金模板、塑料模板等；按照结构和使用特点分为拆移式、固定式两种；按其特种功能有滑动模板、真空吸盘或真空软盘模板、保温模板、钢模台车等。
二、我国在二十世纪六十年代前的水利水电工程施工中主要采用木质模板，由于木材易于制作成各种形状，有些形状特殊的构筑物，如水电站的尾水管的混凝土浇筑，通常均采用木材制作模板，近代仍然有许多国家、许多水利水电工程中使用木模板或钢木混合结构。 七十年代以来，我国在混凝土坝施工中多采用大型钢木混合模板，混凝土（预制）模板等，随后广泛发展了滑动模板以及由此而带来的混凝土浇筑工艺的革新。1973年丹江口水库下游引水工程排子河度槽的空心墩，采用了滑动模板施工方案。1975年密云水库溢洪道工程的溢流堰和陡槽陡坡混凝土衬砌，采用了沿轨道行走的拖板式滑动模板，1997年在曲率变化复杂的清水闸双曲拱坝上采用了滑动模板施工，在这一时期还有竖井、隧洞、渠道、拦污栅工程等采用了滑动模板施工。 七十年代末，我国执行以钢代木的技术政策，组合钢模板大部分用于基础、柱、梁、板、墙等施工中，尤其用于水电工程中的大体积混凝土施工中，呈现了明显的优势。 1946年在狼溪坝（worf creek）首次使用悬壁模板，随后在使用中不断改进，颇受欢迎。中国在二十世纪五十年代已采用半悬壁模板，七十年代中期，开始研制钢悬壁模板，由于混凝土施工中模板的吊装十分频繁，美国在七十年代初研制并在德活夏克重力坝中，使用自动锚固的自升悬臂模板，取得了很好的技术经济效益。
三、模板工程之所以受到重视，并努力提高和改进其工作和使用性能，与它在混凝土施工中的重要性是分不开的。
首先，水工混凝土施工中模板工程费用比重很大，约占混凝土总造价的15-30%。在无筋或少筋的大体积混凝土工程中约占5-15%。模板制作与安装劳动消耗量约为28%-45%（一方混凝土中的劳动量）并消耗大量优质钢材和木材，见下表：
大坝名称
白
山
龙羊峡
太平哨
葛州坝
安
康
清水闸
均
值
砼单价（元/m3）
63.0
86.5
54.1
47.0
67.1
75.0
65.4
每m3砼模板费用
三次周转
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
七次周转
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
备 注
83年单价 不计吊车工作占班费
模板的作用，还常常表现于控制施工进度上，在大体积混凝土施工中，根据一些工程的统计，模板的拆装时间，约占总施工周期的35%。模板工序在许多情况下是施工网络图中的关键线路，模板工艺的改进常常可以加快施工进度。 水利水电工程中模板的地位，还可以从国外混凝土坝施工经验中看到，下面是国外工程中模板工程占施工费用的比例。1、苏联：模板的平均劳动消耗占混凝土单价的10-22%。2、日本：模板费用占施工中的费用为：拱坝47%，重力坝30%。3、美国：模板工程占总费用的20%。（注：日、美是对单个有代表性的坝的施工总结而得。）
由上可知：模板工程在钢筋混凝土施工中占有相当重要的作用，做好模板的结构设计和工艺设计对提高工程效益和加快施工进度是有相当的意义。
四、模板的型式和结构有时能改变混凝土的浇筑工艺
传统的模板型式是采用拉条固定面板，这种结构方式妨碍入仓，混凝土拌合物的整平与捣固， 妨碍面层的凿毛清理，妨碍浇筑仓面的施工准备工作，无法进行机械化作业。 悬臂模板则大大克服了传统的模板型式的缺点，在机械化施工和减少劳动消耗上呈现了很大的优势。 意大利修建阿尔卑—得热拉大坝时，采用了一种不拆除的模板（钢挡板），由于这种模板形成了承压面，所以大幅度降低对大坝混凝土砌体的要求，取消了浇筑块间接缝的防渗，采用分层铺筑混凝土，取消施工中的工作面，（在混凝土铺完之后用专门机械切出工作缝）。 苏联在萨扬诺—舒申斯克水电站施工中架用带“锚杆”的双层悬壁模板，这种模板的支承柱不是向下伸而是向上伸出，下层模板的支承柱支撑上层模板的面板，模板的自重和混凝土的侧压力均由下层模板承受，因此每个浇筑仓至少有两层模板，这种模板只需拆除下层模板的固定螺栓。从而，减少了各浇筑层间的时间间隔，提高了浇筑速度也减少了混凝土表面的清理工作与准备工作量。 滑动模板则对混凝土浇筑速度更显示出优势和潜在的生命力，这种型式的模板除表现在时间效益（工期缩短）之外，模板本身的价格也可以降低，而且能很大程度上提高混凝土浇筑效果。 总之，不同的模板型式决定了混凝土浇筑的不同施工工艺，也对混凝土的质量和工程效益有不同的影响，如何改进模板工艺是一个重要课题。
五、我局在参加的水电建设工程中对模板工程仍然以传统的模板型式为主，尽管在太平湾电站建设中引进了一些新的工艺技术（试用），但有些问题仍然值得探讨。
1、我局一直倡议施工单位在混凝土施工中尽量使用钢模板，但在实际施工中，有许多部位诸如挡水坝段，厂房立墙等都仅使用少量钢模，这不仅浪费了大量木材而且大大降低了工效。成功的工程总结出，钢模可比木模提高工效2-4倍（工效包括安装、拆模、电焊、凿毛、搭设平台等的综合用工），而且钢模的成本费（达到标准周转率）仅为木模的一半。因此，合理的以钢模代替木模是提高经济效益的好方法之一。2、我局在模板管理上有许多不足。其主要表现在模板的使用周转率上，按规定，钢模板的周转率为50次，大型木模板为15次，一般木模板为7次，而我局实际周转率远远达不到这个要求，仅以一般木模为例，我局使用周转率为4次左右，这大大增加了施工费用，解决这一问题的办法除了提高工人思想素质，业务水平外，我们的管理水平有待提高。3、在我局引进使用新的模板工艺上，滑升模板是突出的一例，有成功也有失误，在云峰大坝修补工程中，使用的滑模是比较成功的，而在太平湾清水闸闸墩上使用滑模则值得探讨，排除试验目的来谈，滑升模板一次性投资较大，因此它适用于高层混凝土浇筑中，高度较低的混凝土浇筑中使用则效益不显著或者没有效益，因此新技术的使用中应考虑其适用范围，并与经济效益挂钩才是适宜的。4、模板工程在近几年已形成一个专门学科，但这方面的书并不多，我们在工程施工中应对每一项工作，各种形式的模板认真总结，使得在今后的工作中对每种建筑型式的模板有路可循，既方便工作，又能不断改进，不断进步。
六、鉴于模板工程在钢筋混凝土施工中的重要作用，世界各国都在研究并不断改进模板工程的施工技术和工艺，伴随着模板专业公司的建立，模板工程的发展将不断向快速、节省方向迈进。
模板工程的发展前景将是以如何加快混凝土施工为中心发展，1973年十一届世界大坝会议提出了混凝土坝设计与施工的任务和课题，讨论的结论是：“降低混凝土造价的根本出路是加快施工进度。”为此提出了新的混凝土坝施工方法就是：大体积混凝土连续垂直浇筑法，这相应给模板工程带来了新的课题。 我认为加快进度的途径之一就是：1、认真研究滑动模板的使用问题。2、增加浇筑层厚度，减少水平接缝，采用自升模板。3、加大浇筑块尺寸，减少施工缝，以缩小立模面积。 随着改革的不断深入，适应工程招、投标的需要，就要做为前期工作涉及的内容有：1、模板工程的规划，主要是结合施工方案拟定，选择模板体系，组织生产，选购机具以及编制概算。2、模板设计，主要是模板的结构设计和工艺设计，这项工作是不可少的，可以委托专业公司设计也可以由工程单位自行设计。3、考虑使用阶段的综合效益和管理。
