建筑施工模板应用技术简析
中建中东有限责任公司 作者：吴慎金,周康,王力尚,太昌盛0 前言
建筑施工模板技术是一门综合性应用技术。它是通过模板技术的综合应用, 满足建筑施工工期、成本、质量的要求。
在建筑施工中所指的模板, 本质上是一种工具,是用以容纳混凝土以形成建筑师设计造型的工具。但模板这种工具同施工中所使用的其他诸如钳子、挖掘机、塔吊、汽车等工具具有显著的区别, 即那些工具是定形的, 功能是特定的, 易于使用的; 而模板这种工具则具有明显的复杂性, 它的形态是复杂多样的, 形成的结果是千变万化的, 对使用者而言, 由于要考虑的因素涉及面广泛而不能简单对待。因此, 又不能简单地把它当成一种工具, 而是把它当成一门技术来认真研究而合理应用。
例如某栋高层建筑, 有地下室、有标准层、有设备层, 当设计模板方案时就要考虑顶板、墙体、柱分别采用何种模板体系? 为什么采用该体系? 地下室与标准层的模板又该如何综合使用? 当标准层与设备层变化时该体系是否满足? 该模板体系由谁提供? 租赁还是购买? 流水段如何划分才能既保证工期又节约施工成本? 该模板体系是否是安全的? 该模板体系操作上是否方便? 模板体系的成本是多少? 模板体系是否能够满足质量的要求? 要解决上述的一系列的基本问题, 就需要对模板技术有足够的了解。
1 模板体系的选用
模板体系种类很多, 要有所选择地使用, 见表1; 不同体系的模板具有各自的特点, 因此要根据其特点, 并根据具体的工程实际, 来合理地选择适当的模板体系见表2。
在实际使用时, 要综合考虑工程组织情况, 工程进度计划, 工程质量要求, 劳动力技术、组织水平, 工程具体的结构情况, 工程机械配置情况, 市场供应情况, 模板体系价格, 资源调配情况等等因素, 而对工程整体的模板体系选用做出恰当的统筹规划, 并组织实施[1]。
2 模板体系的安全性
模板体系作为一种支撑系统, 由于要承受混凝土在从流动性转变为固定状态的过程中对模板的作用力, 因此要求具有足够的强度、刚度和稳定性。模板的强度、刚度和稳定性如何计算? 这就要把模板体系作为一种结构系统, 把混凝土对模板的作用力作为加在这种结构系统上的荷载, 来计算各个结构部分的强度、刚度和稳定性, 从而满足整个模板体系的安全性要求。混凝土对模板的作用力的计算, 在国内可以通过查施工手册来获得。在国外一般可以通过混凝土的压力曲线图来获得。国内、国外的计算方式形式上虽然不一样, 但其基本原理是相同的, 混凝土压力的影响因素也是相同的, 主要与混凝土的自重, 混凝土的流动性, 周围环境的温度,混凝土的浇筑速度, 以及混凝土外加剂的影响等等有关。
3 国内模板体系简介
3.1 水平模板体系
长期以来, 国内水平模板的支撑体系组成一直以钢管碗扣架、可调支撑头、木方、胶合板组合体系为主, 这种支撑体系钢管横杆投入量大, 施工人员在内部行走不便。木方投入量大、浪费严重。中建总公司自1990 年起, 开始在一些具备条件的内部项目推广先进的组合木梁和独立支撑受力体系。这种体系受力清晰, 材料的周转率高和投入量小, 是西方建筑市场广泛使用的一种水平模板体系。对比单纯的木方, 其受力性能得以大大改善, 材料的使用投入量大大减小和周转性大大提高。此外, 中建系统内部也逐步在一些项目推广早拆体系(图1) , 率先实现了水平模板的早拆概念, 在中建内部的大批工程项目运用实践, 取得了良好的社会效益和经济效益[2]。
3.2 竖向柱模
目前, 在北京建筑市场上流行的竖向柱模先后都是由中建系统的模板公司参照国外的模板公司技术在十几年前先后引进, 后经大量推广使用完善的。主要技术是借鉴法国的Outinord 公司的全钢大模板技术(图2、图3) 。使用这些模板体系并创造建筑质量殊荣的建筑工程项目不计其数, 造就了无数的长城杯。因为这些技术的成功使用, 这些年来, 这些模板技术已在北京乃至全国普遍应用。
3.3 爬升模板
爬升模板主要是指模板的提升彻底摆脱了依赖外部起重设备而依靠自身提升系统爬升的模板系统。这样, 塔吊的使用负荷会大大降低, 从而把塔吊从繁重的模板吊装工作中解脱出来, 从而大大提高施工速度和效率[3]。
1997 年的北京盛福大厦项目(图4) , 正是运用了这一技术, 创造了使合作伙伴德国Holzmann 公司瞠目结舌的结构施工速度的, 最快时达4 5 d 一个楼层。更巧妙的是该爬升模板系统经过简单地改装, 爬升架体就被巧妙的运用为外装修架体, 在大大提高施工安装速度的同时, 极大地降低了工程成本。
该爬模方案获得中建国际当年优秀施工方案奖。该工程项目被评为北京市优质工程。
3.4 墙体模板体系
墙体模板体系是大家最为了解的模板体系。尤其是在北京建筑市场, 大家都常提到的墙体大钢模板体系的运用已十分普遍。因为北京的高层建筑普遍使用框架剪力墙结构, 墙体大钢模板在北京形成了普及化的运用。但普通85/86 系列钢模板具有连接繁琐, 重量较重等缺点, 目前逐步被更先进的夹具式模板体系所取代。
3.4.1 夹具式钢模板体系构造(图5)
3.4.2 夹具式竖向钢模板的优点
1) 重量轻。同现有85/86体系钢模板130kg/m2的平均重量相比, 该体系模板的平均重量为100kg/m2, 重量降低了23% 。
2) 效率高。由于使用模板夹具连接, 大大提高了模板施工速度。综合效率同普通大钢模板比可以提高近50%。
3) 体系科学。其体系简单实用, 受力均匀可靠,外观整齐划一, 存放、运输方便。
4) 节约成本。同我国市场上现有大钢模板相比: 该体系钢模板安装操作效率高, 提高了施工速度, 节约了施工成本。不易损坏, 周转次数多, 使用寿命长, 节约了摊销成本。该夹具式模板体系成功地被用于北京PAP 项目, 中青旅大厦、凯晨广场、中科院电子所等一批项目, 取得了良好的效果。
4 夹具式钢木组合清水模板体系
在当今世界, 有一种以发挥混凝土的自身建筑表现力为主旨的建筑艺术形式被越来越多的建筑师推崇, 它就是装饰性清水混凝土建筑艺术。在2002年底, 北京联想研发基地项目成功运用了夹具式钢木组合清水模板体系(图6、图7) , 得到了国内外专家和业界同仁的一致称誉, 开创了中国饰面性混凝土模板技术体系(图8) 化, 工具化的先河。在短短的一年时间, 该体系模板又先后在北京仁达科教中心项目、北京清河水厂项目、郑州国际会展中心项目得以大批推广运用, 被誉为国内至今饰面清水混凝土建筑模板体系的唯一解决方案。
5 国外模板体系简介
国外的模板体系以欧美国家的模板体系为主导, 具有理念先进, 体系完善, 商品化程度高, 质量稳定的特点。但同国内模板体系相比, 其价格较高。
以迪拜建筑市场为例, 其模板体系多为木模板体系(图9) , 或钢木、铝木结合体系。尤其是木梁体系, 其优点在于木梁的通用性很强, 既可用于竖向体系, 又可用于水平体系, 受力性能好, 组拼灵活。木梁的周转利用率很高, 因而从经济效益的角度考虑也是十分可取的。
6 建筑施工模板应用技术综述
在竞争激烈的国际建筑承包市场上, 只有知己知彼, 方能百战百胜。在模板应用技术上, 同样应结合中外技术的先进性, 不断提高自身的技术水平, 培养自身的核心竞争力。模板应用技术是一门综合性很强的应用技术, 同时也是一门创造效益的应用技术, 通过技术的优化与创新, 能够不断地挖掘潜力,为建筑工程施工提供有力的技术支持, 不仅如此, 模板应用技术还注重工程施工成本的节约。正因如此, 才能够成为核心竞争力。
参考文献
[1]江正荣, 朱国梁. 简明施工计算手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003.
[2]顾新勇. 施工质量控制[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2003.
