建筑施工模板應用技術簡析
中建中東有限責任公司 作者：吳慎金,周康,王力尚,太昌盛0 前言
建筑施工模板技術是一門綜合性應用技術。它是通過模板技術的綜合應用, 滿足建筑施工工期、成本、質量的要求。
在建筑施工中所指的模板, 本質上是一種工具,是用以容納混凝土以形成建筑師設計造型的工具。但模板這種工具同施工中所使用的其他諸如鉗子、挖掘機、塔吊、汽車等工具具有顯著的區別, 即那些工具是定形的, 功能是特定的, 易于使用的; 而模板這種工具則具有明顯的復雜性, 它的形態是復雜多樣的, 形成的結果是千變萬化的, 對使用者而言, 由于要考慮的因素涉及面廣泛而不能簡單對待。因此, 又不能簡單地把它當成一種工具, 而是把它當成一門技術來認真研究而合理應用。
例如某棟高層建筑, 有地下室、有標準層、有設備層, 當設計模板方案時就要考慮頂板、墻體、柱分別采用何種模板體系? 為什么采用該體系? 地下室與標準層的模板又該如何綜合使用? 當標準層與設備層變化時該體系是否滿足? 該模板體系由誰提供? 租賃還是購買? 流水段如何劃分才能既保證工期又節約施工成本? 該模板體系是否是安全的? 該模板體系操作上是否方便? 模板體系的成本是多少? 模板體系是否能夠滿足質量的要求? 要解決上述的一系列的基本問題, 就需要對模板技術有足夠的了解。
1 模板體系的選用
模板體系種類很多, 要有所選擇地使用, 見表1; 不同體系的模板具有各自的特點, 因此要根據其特點, 并根據具體的工程實際, 來合理地選擇適當的模板體系見表2。
在實際使用時, 要綜合考慮工程組織情況, 工程進度計劃, 工程質量要求, 勞動力技術、組織水平, 工程具體的結構情況, 工程機械配置情況, 市場供應情況, 模板體系價格, 資源調配情況等等因素, 而對工程整體的模板體系選用做出恰當的統籌規劃, 并組織實施[1]。
2 模板體系的安全性
模板體系作為一種支撐系統, 由于要承受混凝土在從流動性轉變為固定狀態的過程中對模板的作用力, 因此要求具有足夠的強度、剛度和穩定性。模板的強度、剛度和穩定性如何計算? 這就要把模板體系作為一種結構系統, 把混凝土對模板的作用力作為加在這種結構系統上的荷載, 來計算各個結構部分的強度、剛度和穩定性, 從而滿足整個模板體系的安全性要求�；炷翆δ０宓淖饔昧Φ挠嬎�, 在國內可以通過查施工手冊來獲得。在國外一般可以通過混凝土的壓力曲線圖來獲得。國內、國外的計算方式形式上雖然不一樣, 但其基本原理是相同的, 混凝土壓力的影響因素也是相同的, 主要與混凝土的自重, 混凝土的流動性, 周圍環境的溫度,混凝土的澆筑速度, 以及混凝土外加劑的影響等等有關。
3 國內模板體系簡介
3.1 水平模板體系
長期以來, 國內水平模板的支撐體系組成一直以鋼管碗扣架、可調支撐頭、木方、膠合板組合體系為主, 這種支撐體系鋼管橫桿投入量大, 施工人員在內部行走不便。木方投入量大、浪費嚴重。中建總公司自1990 年起, 開始在一些具備條件的內部項目推廣先進的組合木梁和獨立支撐受力體系。這種體系受力清晰, 材料的周轉率高和投入量小, 是西方建筑市場廣泛使用的一種水平模板體系。對比單純的木方, 其受力性能得以大大改善, 材料的使用投入量大大減小和周轉性大大提高。此外, 中建系統內部也逐步在一些項目推廣早拆體系(圖1) , 率先實現了水平模板的早拆概念, 在中建內部的大批工程項目運用實踐, 取得了良好的社會效益和經濟效益[2]。
3.2 豎向柱模
目前, 在北京建筑市場上流行的豎向柱模先后都是由中建系統的模板公司參照國外的模板公司技術在十幾年前先后引進, 后經大量推廣使用完善的。主要技術是借鑒法國的Outinord 公司的全鋼大模板技術(圖2、圖3) 。使用這些模板體系并創造建筑質量殊榮的建筑工程項目不計其數, 造就了無數的長城杯。因為這些技術的成功使用, 這些年來, 這些模板技術已在北京乃至全國普遍應用。
3.3 爬升模板
爬升模板主要是指模板的提升徹底擺脫了依賴外部起重設備而依靠自身提升系統爬升的模板系統。這樣, 塔吊的使用負荷會大大降低, 從而把塔吊從繁重的模板吊裝工作中解脫出來, 從而大大提高施工速度和效率[3]。
1997 年的北京盛福大廈項目(圖4) , 正是運用了這一技術, 創造了使合作伙伴德國Holzmann 公司瞠目結舌的結構施工速度的, 最快時達4 5 d 一個樓層。更巧妙的是該爬升模板系統經過簡單地改裝, 爬升架體就被巧妙的運用為外裝修架體, 在大大提高施工安裝速度的同時, 極大地降低了工程成本。
該爬模方案獲得中建國際當年優秀施工方案獎。該工程項目被評為北京市優質工程。
3.4 墻體模板體系
墻體模板體系是大家最為了解的模板體系。尤其是在北京建筑市場, 大家都常提到的墻體大鋼模板體系的運用已十分普遍。因為北京的高層建筑普遍使用框架剪力墻結構, 墻體大鋼模板在北京形成了普及化的運用。但普通85/86 系列鋼模板具有連接繁瑣, 重量較重等缺點, 目前逐步被更先進的夾具式模板體系所取代。
3.4.1 夾具式鋼模板體系構造(圖5)
3.4.2 夾具式豎向鋼模板的優點
1) 重量輕。同現有85/86體系鋼模板130kg/m2的平均重量相比, 該體系模板的平均重量為100kg/m2, 重量降低了23% 。
2) 效率高。由于使用模板夾具連接, 大大提高了模板施工速度。綜合效率同普通大鋼模板比可以提高近50%。
3) 體系科學。其體系簡單實用, 受力均勻可靠,外觀整齊劃一, 存放、運輸方便。
4) 節約成本。同我國市場上現有大鋼模板相比: 該體系鋼模板安裝操作效率高, 提高了施工速度, 節約了施工成本。不易損壞, 周轉次數多, 使用壽命長, 節約了攤銷成本。該夾具式模板體系成功地被用于北京PAP 項目, 中青旅大廈、凱晨廣場、中科院電子所等一批項目, 取得了良好的效果。
4 夾具式鋼木組合清水模板體系
在當今世界, 有一種以發揮混凝土的自身建筑表現力為主旨的建筑藝術形式被越來越多的建筑師推崇, 它就是裝飾性清水混凝土建筑藝術。在2002年底, 北京聯想研發基地項目成功運用了夾具式鋼木組合清水模板體系(圖6、圖7) , 得到了國內外專家和業界同仁的一致稱譽, 開創了中國飾面性混凝土模板技術體系(圖8) 化, 工具化的先河。在短短的一年時間, 該體系模板又先后在北京仁達科教中心項目、北京清河水廠項目、鄭州國際會展中心項目得以大批推廣運用, 被譽為國內至今飾面清水混凝土建筑模板體系的唯一解決方案。
5 國外模板體系簡介
國外的模板體系以歐美國家的模板體系為主導, 具有理念先進, 體系完善, 商品化程度高, 質量穩定的特點。但同國內模板體系相比, 其價格較高。
以迪拜建筑市場為例, 其模板體系多為木模板體系(圖9) , 或鋼木、鋁木結合體系。尤其是木梁體系, 其優點在于木梁的通用性很強, 既可用于豎向體系, 又可用于水平體系, 受力性能好, 組拼靈活。木梁的周轉利用率很高, 因而從經濟效益的角度考慮也是十分可取的。
6 建筑施工模板應用技術綜述
在競爭激烈的國際建筑承包市場上, 只有知己知彼, 方能百戰百勝。在模板應用技術上, 同樣應結合中外技術的先進性, 不斷提高自身的技術水平, 培養自身的核心競爭力。模板應用技術是一門綜合性很強的應用技術, 同時也是一門創造效益的應用技術, 通過技術的優化與創新, 能夠不斷地挖掘潛力,為建筑工程施工提供有力的技術支持, 不僅如此, 模板應用技術還注重工程施工成本的節約。正因如此, 才能夠成為核心競爭力。
參考文獻
[1]江正榮, 朱國梁. 簡明施工計算手冊[M]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2003.
[2]顧新勇. 施工質量控制[M]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2003.
