塑鋼模板在西藏提升施工速度及經(jīng)濟(jì)效益研究

于洪國 董海濤 扎 拉

（中交路橋北方工程有限公司，北京100024）

1 概述

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

德國的工業(yè)發(fā)展水平躋身世界前茅，在塑料模板方面的研究和應(yīng)用也相對較早，如今德國已經(jīng)有了一些技術(shù)比較成熟且先進(jìn)的塑料模板公司，這些公司為大量建筑工程提供的建筑模板都獲得了很好的評價。1985 年，德國的Alkus 塑料模板公司對塑料模板進(jìn)行研發(fā)，經(jīng)過了近10 年的研究，成功研制出了新型塑料模板，這種新型塑料模板解決了很多傳統(tǒng)木模板存在的很多問題及不足。[1]

目前國內(nèi)對塑鋼模板的研究主要有其結(jié)構(gòu)受力分析研究及應(yīng)用技術(shù)研究，劉文等在《新型鋼框PVC 塑料模板體系試驗研究與理論分析》中研究表明塑料模板鋼支撐體系具有經(jīng)濟(jì)效益好,施工方便,安全可靠等優(yōu)勢[2]。塑料模板可以重復(fù)使用超過25次,使用后還能全部回收再利用,變廢為寶。據(jù)專家介紹,我國每年建筑施工用模板消耗木材約5 000 萬m3,家具、建筑裝飾行業(yè)消耗木材超過1.6 億m3。如果能實現(xiàn)“以塑代木”,生產(chǎn)1 億m2的復(fù)合塑料模板就可節(jié)約原木450 萬m3, 相當(dāng)于節(jié)約5.4 萬公頃森林面積,同時還可綜合利用廢舊塑料100 萬t。

1.2 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點

本文對塑鋼模板在西藏高海拔地區(qū)實際應(yīng)用中的提出完整的施工技術(shù)研究和經(jīng)濟(jì)性評價，提出模板定制時異型模板、模板尺寸的技術(shù)要求。在模板拼裝時提出采用連接手柄，快速拼接模板，較少模板接縫。提出模板安裝、加固施工技術(shù)措施。特別提出模板面板在拆除后修復(fù)損壞的技術(shù)研究措施。對比分析三種不同模板的實際施工成本，明確了塑鋼模板的經(jīng)濟(jì)效益情況。

2 工程概況

國道109 線那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）第二標(biāo)段，位于拉薩市當(dāng)雄縣、那曲市那曲縣境內(nèi)，起訖樁號為K3651+400-K3671+700，全長20.3km。

全線共設(shè)計有鋼筋混凝土箱涵122 道，橋梁32 座，混凝土擋墻3200m，設(shè)計混凝土約28 萬m3。施工任務(wù)重、工期緊，業(yè)主對混凝土的施工質(zhì)量要求高，在對鋼模板、木模及新型模板材料等多面調(diào)查和比選，推薦新型塑鋼模板體系,具有整體型好、強度高裝拆方便、經(jīng)濟(jì)適用、綠色施工、節(jié)能環(huán)保的特點。[6]

3 技術(shù)分析

3.1 采用塑鋼模板進(jìn)行混凝土模板施工一次性投入成本較大，但是塑鋼模板在使用完成后可以進(jìn)行回收，使得塑鋼模板的綜合成本極大降低。

3.2 塑鋼模板省工節(jié)材：工人易上手，改變原有技術(shù)工(大工)為主的木模工藝，降低平均用工單價，此外模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，使用壽命在30 次以上。

3.3 塑鋼模板增加背筋設(shè)計，強度高，省去大量加固材料。

3.4 塑鋼模板質(zhì)量優(yōu)越：模板質(zhì)量好，有防腐、抗水及抗化學(xué)品腐蝕的功能，模板強度高，有較好的力學(xué)性能和電絕緣性能，避免施工硬傷，保證施工質(zhì)量。砼表面觀感佳，平整度、垂直度好，達(dá)到清水墻效果，免二次處理成本。[7]

3.5 塑鋼模板施工靈活便捷：模板自重輕（16kg/m）2，可人工輕松搬運，可不使用吊車配合，人工可進(jìn)行拼接與安裝；模板組裝及拆卸簡單、靈活，工人便于操作，施工中可快速周轉(zhuǎn)，根據(jù)不同的施工結(jié)構(gòu)尺寸可進(jìn)行二次配模，模板通用率達(dá)80%以上。

3.6 安全環(huán)保：模板強度高，但自重輕，施工現(xiàn)場無大量鐵釘、鐵線和高危機具，降低施工風(fēng)險；模板可回收再生產(chǎn)，循環(huán)使用，符合國家政策導(dǎo)向，綜合分析塑料材料在工程建筑施工中的應(yīng)用,旨在推動塑料材料的快速發(fā)展,盡可能地降低建筑施工中的成本問題,并起到節(jié)省資源的作用。[8]

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程圖見圖1。

4.2 塑鋼模板設(shè)計定制

為充分保證模板的配模及通用，模板在進(jìn)場前必須對模板的尺寸進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)計模板尺寸時，首先設(shè)計涵洞模板的倒角異形模板的尺寸，然后設(shè)計平面尺寸，確保平面模板的通用。由于塑鋼模板的重量每平米約16kg，因此平面模板的平面尺寸為1.5m×1.2m，重量約為28.8kg，是普通工人能夠承受的重量范圍內(nèi)，可以有效的提升施工效率。

4.3 模板拼接

塑鋼模板的拼接簡單快捷，拼接方式采用專用連接手柄，具體施工過程為：①模板連接時應(yīng)在水平或者豎直位置，相鄰模板之間拼縫錯臺在2mm 以下；②連接手柄應(yīng)力朝相同方向順序連接，否則易使專用緊固手柄磨損或局部損壞；③連接好以后要檢查版面平整，如有錯縫，要墊木方均力敲擊平整；④檢查專用連接手柄不得漏扣，連接手柄與鋼模板連接時用螺栓擰緊；⑤支模調(diào)整模板水平高差時，不得在沒有任何保護(hù)的情況下用撬棍直接操作，必須在模板外援加入木方墊塊操作；⑥塑鋼模板拼裝時無需對接縫進(jìn)行處理。

4.4 模板安裝

塑鋼模板的安裝與其他模板安裝類似，根據(jù)底板、側(cè)墻的設(shè)計高度進(jìn)行模板組裝，模板在組裝時所有螺栓全部緊固以增加模板的整體剛度。測量出構(gòu)件的邊線，并用植筋確定，彈出模板調(diào)正邊線、控制線，對線過程中，施工人員采用鋼撬棍進(jìn)行微調(diào)（撬棍與模板之間墊木方，分散受力面積），在有較大困難的點位上，使對線的誤差控制在±3mm 以內(nèi)。模板安裝完畢應(yīng)校對模板的尺寸、標(biāo)高、水平度和墻體的結(jié)合牢固程度，做一次全面檢查，如有超出規(guī)范許可范圍，及時糾正。初加固、校正、再加固，然后將模板表面清理干凈，準(zhǔn)備澆筑。特別應(yīng)對垂直系統(tǒng)加強，設(shè)置水平拉桿和斜拉桿。

4.5 模板加固

塑鋼模板的加固方案應(yīng)在定制模板時確定。在施工鋼筋混凝土箱涵時，模板加固采用對拉桿，背肋采用雙鋼管，關(guān)于塑鋼模板的對拉桿間距應(yīng)根據(jù)箱涵混凝土澆筑方案進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力分析確定模板的對拉桿間距，并提前預(yù)留拉桿孔位置，預(yù)留孔的大小應(yīng)予以固定，首先滿足拉桿的使用要求，其次有效的防止漏漿。預(yù)留孔的提前設(shè)計能夠方便后續(xù)施工，避免出現(xiàn)隨意在模板上開拉桿孔的現(xiàn)象。模板加固完成后，應(yīng)對模板的表面進(jìn)行沖洗，塑鋼模板與其他模板不同，其自身光潔度好，強度高，混凝土控制得當(dāng)，成型后的涵洞表面達(dá)到清水效果，表面平滑有光澤，但是模板在使用過程易發(fā)生其他狀況，例如，模板受熱后易發(fā)生變形，現(xiàn)場在模板旁進(jìn)行焊接、切割等作業(yè)時應(yīng)做好隔離措施，防止模板受熱變形。模板旁進(jìn)行電焊作業(yè)時易熏黑污染模板，在表面形成粗糙面，使得澆筑后的混凝土面光滑、色澤效果大大降低。

4.6 模板拆除

待結(jié)構(gòu)成型強度達(dá)標(biāo)后方可脫模，拆模時間宜控制在混凝士成型后24－48 小時內(nèi)，模板在使用和存放過程中應(yīng)平整堆放，不能用大件積壓：擺放位置應(yīng)避開大型機械及危險地質(zhì)環(huán)境，拆除下來的模板在混凝土未干以前，必須馬上用小片鏟刀清理表面及邊緣混凝土：碼放整齊，循環(huán)待用，否則會影響后期成型的光潔度。經(jīng)現(xiàn)場施工情況查看，塑鋼模板表面查看原為光滑面層，在施工過程中會發(fā)生表面損壞，如鋼筋碰撞劃痕等，但大面仍能保證平整、光滑，所以在模板清理打磨時，只允許使用小鏟刀對表面的混凝土進(jìn)行清理，不得使用打磨機進(jìn)行，否則將破壞其光滑的表面，造成模板不能使用。

4.7 模板修復(fù)

塑鋼模板修復(fù)：新舊模板如人為多次打孔，或機械及其他物理碰撞后產(chǎn)生的小洞孔徑（直徑）在20cm 以內(nèi)的，根據(jù)大小，先用磨光布打磨清理洞口邊緣混凝土，再用云石膠＋固化劑（100：1）比例勾兌好的修復(fù)材料涂抹在破洞位置，用小灰刀勻力刮。10－20 分鐘待膠水凝固后就可以繼續(xù)使用了，粘結(jié)穩(wěn)固、簡單有效。

4.8 模板回收

模板損壞后不能再利用或者模板已經(jīng)使用完不在繼續(xù)進(jìn)行施工的可將模板按照進(jìn)場合同要求進(jìn)行廠家回收，節(jié)約成本，廢料通過熱裂解和熱催化裂解將高密度聚乙烯轉(zhuǎn)化為不同的烴餾分。[9]

5 質(zhì)量控制

5.1 接縫質(zhì)量控制

圖1 施工工藝流程圖

定型模板連接時宜在水平位置，不得有2mm 以上錯縫，應(yīng)力朝相同方向順序連接，否則易使專用緊固件磨損或局部損壞。連接好以后要檢查板面平整，如有錯縫，要墊木方均力敲擊平整。專用連接手柄不得漏扣；支模調(diào)整模板水平高差時，不得在沒有任何保護(hù)的情況下用撬棍直接操作，必須在模板外援加入木方墊塊操作。

5.2 模板加固質(zhì)量控制

模板加固與鋼模木模相似，擬用結(jié)構(gòu)中使用對拉螺桿和斜拉拉筋，焊接拉條時要用防燙材料遮擋焊渣，不要掉落到模板上引起外觀和使用上的缺陷；模板外側(cè)使用圓鋼受力，橫管宜緊貼模板背緣，（從下往上）地面至第一排橫管間距不得超過30cm，第二排至第五排不得超過60cm，第五排至第六排不宣超過90cm，豎管在橫管外側(cè)（從左往右）間距不得超90～120cm；根據(jù)擬用結(jié)構(gòu)的形狀與荷載應(yīng)力大小合理控制。

5.3 模板清理及混凝土振搗要求

在施工澆筑混凝土以前使用清水對模板進(jìn)行清洗，有效保證混凝土表面光滑，澆筑過程中如有混凝土酒落至模板背框內(nèi)，要用抽水泵管及時噴水清理，振動棒振動功率2.5～3kw，振搗過程中不能強制過振，避免振動棒與模板表面長時間的磨損，防止過振漏漿，拆模時間宜控制在混凝士成型后24～48 小時內(nèi)。

6 效益分析

6.1 成本分析

6.1.1 鋼模板（組合鋼模）的每平米施工成本合計為75 元

a.材料成本：460 元/m2，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)30 次

b.人工成本：工時效率為8m2/人·天，工資為400 元/人/天

c.機械吊裝成本：1200 元/120m2

每平米鋼模板施工成本=a+b+c=460 元÷30+400 元÷8m2+1200 元÷120m2=75 元

6.1.2 木模板/竹膠板的每平米施工成本合計為49 元

a.材料成本：120 元/m2，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)5 次

b.人工成本：工時效率為16m2/人/天，工資為400 元/人/天

c.機械吊裝成本：0 元

每平米木模板（竹膠板）施工成本=a+b+c=120 元÷5+400 元÷16m2=49 元

6.1.3 塑鋼模板的每平米施工成本合計為31 元

a.材料成本：550 元/m2，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)30 次

b.人工成本：工時效率為32m2/人·天，工資為400 元/人/天

c.機械吊裝成本：0 元

每平米塑鋼模板施工成本=a+b+c=550 元÷30+400 元÷32m2=31 元

6.2 施工進(jìn)度分析

塑鋼模板在施工中能夠有效的縮短施工工期，主要體現(xiàn)在：a.與木模模板對比，有效縮短模板拼裝時間；b.塑鋼模板與鋼模板對比，塑鋼模板拼接采用手柄，拼接速度快，其次塑鋼模板在施工過程中無需吊車配合，人工完成立模；c. 模板的打磨速度快，不需要涂刷脫模劑，采用清水沖洗完成，不粘模且成型后外觀質(zhì)量好。綜上并經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查計算，完成一道30m 長1-4×3m鋼筋混凝凝土箱涵時間在15～20 天，采用塑鋼模板施工較鋼模板施工縮短3～5 天工期。

結(jié)束語

塑鋼模板應(yīng)用技術(shù)首先對塑鋼模板的選材、結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選取，確保模板的剛度、強度滿足要求，模板的材質(zhì)影響模板的受熱變形和耐久性。模板拼裝選用連接手柄裝置的能夠有效加快施工進(jìn)度，并且很大程度上減少模板的接縫，確?；炷恋耐庥^質(zhì)量。模板面板要做好足夠的保護(hù)和保養(yǎng)，其不同于鋼模板，面板表面塑料薄膜更易損壞，表面造成的劃痕和高溫變形后會影響混凝土外觀。在后續(xù)的研究中應(yīng)確定材料的熱膨脹系數(shù)等指標(biāo)，彈性模量等指標(biāo)進(jìn)行研究，研究塑鋼模板的受力變形，極端溫度下模板的變形分析，以及模板材料的憎水特性研究，更好的提升混凝土外觀質(zhì)量。新型塑料模板是一類綠色高效的環(huán)保型模板產(chǎn)品,與常用的其他建筑模板相比,其具有生產(chǎn)能耗較低,可循環(huán)利用次數(shù)高,脫模容易、勞動強度低等顯著優(yōu)勢，具有很強的競爭優(yōu)勢,發(fā)展前景和應(yīng)用范圍極為廣闊[10]。