我国混凝土模板实用技术创新.pdf

6 7 8 建 筑 技 术 Ar c hi t e c t u r e Te c h n o l o z v 第 4 4卷第 8期 2 0 1 3 年 8月 Vo 1 4 4 No 8 Ali e 2 0 1 3 我国混凝土模板实用技术创新 周法献 ( 亚太建设科技信息研究院 ， 1 0 0 1 2 0 ， 北京) 摘要： 对我国混凝土模板 实用技术包括新 型模板技术 、 对拉 螺栓技术 、 特种部位模板施工技术 、 模板 支撑 系统和模板抗浮技术等5 方面的技术改进和创新进行 了论述 ， 指出我国模板技术向简便 、 安全 、 节材 及提 高 施工效率等方 向发展。 关键 词： 模板 ； 新型模板 ； 支撑系统 ； 抗浮 中图分 类号 ： T U 7 5 5 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 2 0 1 3 ) 0 8 0 6 7 8 0 4 I NNOVAT I ON oF DoME S TI C P RAC TI C AL TE CHNI QUES F OR CoNC RET E F OR MWOR K ZHOU F a- x i an ( A s i a - P a c i fi c I n s t i t u t e o f C o n s t r u c t i o n S c i t e e h I n f o r m a t i o n ， 1 0 0 1 2 0， B e i j i n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e t e c h n i c a l i mp r o v e me n t a n d i n n o v a t i o n o f d o me s t i c p r a c t i c a l t e c h n i q ue s f o r c o n c r e t e f o r mwo r k ，s u c h a s n e w f o r mwo r k t e c h n i q u e ，s p l i t b o l t t e c h n i q u e ，c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e o f f o r mwo r k a t s p e c i a l p o s i t i o n ，f o r mwo r k s u p p o r t i n g s y s t e m a n d f o r mwo r k a n t i fl o a t i n g t e c h n i q u e ，e t c I t i s p o i n t e d o u t t h a t d o me s t i c f o r mwo r k t e c h n i q u e s a r e d e v e l o p me n t t o wa r d s s i mp l i f i c a t i o n ， s a f e t y ， ma t e r i al s a v i n g a n d h i g h c o n s t ru c t i o n e ffi c i e n c y Ke y wo r d s ：f o r mwo r k ；n e w f o r mwo r k ；s u p p o rti n g s y s t e m；a n t i - fl o a t i n g 模板是混凝土结构工程施工的重要工具 ，在现浇 混凝土结构工程中 ， 模板( 包括支架) 7 - 程 ， 一般占混凝 土结构工程造价的2 0 3 0 。占工程用工量的3 0 一 4 0 ， 占工期的5 0 左右。模板技术直接影响到工程建 设的质量 、 造价和企业的效益 ， 因此 ， 模板技术的进步 和创新具有重要的现实意义。 1 新型模 板技术 1 1 铝 合金 模板 铝合金模板具有重量轻 、 寿命长 、 施工效 率高、 回 收率高等特点， 在国外， 如美国、 加拿大已推广应用1 O 多年 ， 在 国内香港 、 澳门也得到了广泛应用 ， 在国内大 陆也有生产 ， 目前正处于推广阶段 。 如 中建二局有限公 司深圳分公司施工的深圳东海国际中心工程标准层采 用全铝合金模板体系取得较好效果。 我国模板相 关厂家 和技术人 员在学 习国外铝合 金模板的基础上 ， 做了进一步的研究和改进 。开发 出 的一种 主肋底边带有焊接 孔的铝合金建 筑模板 ， 在 一 浅槽U形铝合 金建筑模板面板的两端焊接堵头 ， 若 干斜边n 形铝合金 型材 主肋底面折边 上开有若干焊 接孔 。 主肋通过焊接孔焊接在建筑模板面板 中间 ， 主 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 3 0 4 作 者 简 介 ：周 法 献( 1 9 6 3 一) ， 河 南 南 阳 人 ，副 研 究 员 ， e m a i l ： z h o u f x 2 0 1 2 1 2 6 e o l l 1 肋 的两个端 面分 别焊 接在建 筑模 板面 板 的边料 内 侧。在两端堵头和与其相邻 的主肋之间 。 焊有若干条 边肋。主肋 的顶板一侧设有 向面板方 向弯曲的弧 形 边。主肋的底面固定在建 筑模板面板中间时 ， 只在焊 接孔处焊接 ， 焊接点少而 且牢 固， 容 易保证模板的平 整度 ， 节约焊接材料和工 时 ， 既 能提高工作效 率 ， 又 保证产品质量 。 深圳市某公司研发的铝合金模板包括具有三面开 口的型材框 、 横向设置的筋板和横向设置的堵头板。 型 材框两端的开口通过堵头板封闭 ，堵头板与型材框 固 定连接 ， 筋板固定在型材框的中部 ， 其技术特点为 ： ( 1 )铝合金模板采用密肋设计 ， 加强 了模板 表面 的强度 ， 防止面板局部起鼓 ； ( 2 )堵头板 内嵌式设计 ， 保证了模板与混凝土接 触面为一块整板 ； ( 3 )非工作面焊接设计 ， 使模板在制作过程 中不 会产生焊接变形 ； 与现有技术相比， 该铝合金模板加工 容易、 尺寸准确 、 质量好、 周转次数高、 绿色环保 。 1 2 菱镁建筑模壳 菱镁建筑模板是一项很有发展潜力的新型模板 ， 目前已有3 种类型菱镁建筑模板 ， 即菱镁一次性建筑模 板、 菱镁建筑周转模板和菱镁定型建筑模板 ( 即建筑模 壳 ) 。 中国“ 第二代玻纤菱镁一次性建筑模壳” ， 是用无 2 0 1 3 年 8 月 周法献 ： 我国混凝土模板实用技术创新 6 7 9 机胶凝材料配以玻纤网格布增强制成 的构件 ，以重负 荷动荷载使用条件为标准使用环境 ，具有极高的与混 凝土粘结强度 ， 克服了模壳脱落、 易返碱和易破碎等国 内第一代菱镁一次性模壳的缺点 。 防火性能A 级 ， 粘结 强度大于1 5 MP a ， 主要用于密肋楼盖结构 。 南通市某公 司将该模板应用于济 南市绿地国际花都A 3 项 目二期 地下车库工程 ， 取得了很好的经济效益和社会效益。 1 3 钢塑组合模板 钢塑组合模板具有重量轻、 幅面大 、 周转次数高、 工效高和施工管理方便等优势 ，采用此模板施工的混 凝土表面光滑 ， 完全达到清水混凝土的效果 ， 在 以往的 工程实践中已取得了良好的应用效果。它克服 了现有 水平模板采用组拼竹模、 组拼木模的缺点 。 某大学开发出一种嵌入式钢塑组合模板 。该组合 模板 由呈 日字形空心结构的钢框架 、呈十字形结构的 支托钢框和塑料模板所组成。 支托钢框位于钢框架中， 塑料模板位于支托钢框上且位于钢框架中，塑料模板 块的侧面与钢框架相固定 ，塑料模板块的厚度加支托 钢框 的高度为钢框架的高度。塑料模板块与钢框架之 间采用铆钉连接 。 2 对拉螺栓技术 在混凝土工程模板施工中，对拉螺栓 的应用 已相 当普遍 ， 它适用于各种类型的墙、 梁 、 板 、 柱、 台和墩等 结构 ， 几乎每一种支模都可采用， 每m 3 混凝土约需对拉 螺栓8 2 0 。对拉螺栓具有控制混凝土截面和控制胀 模的作用。 但 目前使用的对拉螺栓普遍存在使用不便、 耗费工时和重复利用率低等弊端。相关技术人员结合 工程实践进行了大量的改进和创新 。 装配式对拉螺栓 由两端设有螺纹的主螺杆 、 一对 碗形标件和一对可拆卸螺杆组成 。其 中每个碗形标 件包括 呈T 形 的加长螺 母和底部 设有通孔 的碗形 支 撑件 。采用这种装配式对拉螺栓可免去在使用过程 中切除部分螺栓 、 并便 于使 用后剔除模板 内支撑 ， 从 而既节省工料 ， 又能防止渗漏 ， 还能提 高施工速度和 工具的利用率 。 北京 昆泰酒店工程主体4 层为设备转换层 。 转换层 设计有大截面 、 大跨度劲性混凝土转换梁。 由于其截面 大 ， 设计刚度和承载能力要求高 。 传统的螺杆对穿劲性 梁身加 固模板的施工方法必然会对劲性混凝土梁内部 的型钢结构造成刚度的削弱 。因此 ， 在施工时 。 大截面 劲性混凝土梁侧模 的固定应尽量采取措施避免开孔 。 该项 目技术人员设计了一种T 形可调对拉螺栓解决了 这一问题。T 形可调对拉螺栓由U 形锚固件和T 形对拉 螺栓组成 ， 对拉螺栓穿过锚固件后 ， 将锚固件焊接在钢 结构上( 图1 ) 。锚固件上留有槽形螺栓穿孔 ， 便于螺栓 紧固时水平大范围调节和竖直小范 围调节，这样就避 免了由于位置不准确、无法调节造成的模板重新开孔 问题。 当混凝土强度达到拆模强度等级后 ， 切掉螺栓暴 露在混凝土表面外的部分即可。 图1 T 形 可调对拉螺栓 3 特种部位模 板施工技术 3 1 变 形缝 处 剪力墙模 板 施工技 术 变形缝可分为伸缩缝 、 沉降缝和防震缝3 种 。在高 层建筑剪力墙施工中， 由于留置变形缝的尺寸都不大， 要在如此窄的地方完成模板及支撑系统的安装 、调整 和拆除， 难度相 当大 ， 质量也不易保证。 目前 ，高层建筑剪力墙结构施工通常采用定型大 钢模板 。 在遇有变形缝部位的墙体施工时， 常用的施工 方法有两种 ： ( 1 )用聚苯板作为变形缝剪力墙-N的外模板， 另一侧采用传统模板 ， 采取内支撑的方法固定 ， 模板与 聚苯板 间采用预制混凝土垫块控制墙体厚度；为了保 证施工效果 也有在后施工剪力墙的钢筋外侧 的聚苯 板表面敷上一层三夹板 ，以防止聚苯板松散后落入墙 体 内的钢筋网中； ( 2 )后施工剪力墙模板支撑 系统在上述方法的基 础上进行改进 ，利用已完成的剪力墙的螺杆孔穿人新 支模板部分的对拉螺杆；此两种方法的共同缺点是既 浪费材料、 人工 ， 又影响进度 ， 而且不能保证工程 质量 ， 现场还易造成 白色污染和火灾隐患。 通过实践 ，某公 司探索总结出的变形缝处剪力墙 模板安装单面操作施工工艺收到了较好的效果 。在变 形缝部位施工时， 改进整体钢质大模板施工技术 。 将缝 间模板制作加工为木质大模板 ，利用模板的整体性在 缝墙外侧 ， 用螺杆连接加固缝间模板 ， 单面操作即可完 成 。 安装时采用机械吊装就位及拆除。这样 ， 既降低了 此处模板 的支、拆难度 ，又减少了聚苯板等材料的投 入 ， 且保证了工程质量 。 上海市 绿 洲康城” 高层住宅小区共9 幢高层住宅 6 8 0 建筑技术 第 4 4卷第 8期 其中7 号楼为3 1 层剪力墙结构。在轴和轴之间设 计有变形缝 ， 变形缝宽度4 0 0 m m， 长度8 5 0 0 m m。变形 缝两侧剪力墙结构采用整体滑模施工工艺。具体方案 为在变形缝内采用整体定型模板 ，整体定型模板外形 呈长方体， 利用整体定型模板的两个侧面分别作为、 轴剪力墙外侧的模板 ， 定型模板宽度与变形缝一致 高度为3 m， 比标准层层高2 8 1 1 1 高2 0 I T I ， 长度为变形缝 的长度 。整体定型滑模是利用单轨 吊车通过组装式滑 升架整体滑升定型模板，使模板滑升到要支设的高度 位置， 然后通过钢管排架、 对拉螺杆与 、 轴剪力墙 内侧的模板共同固定、 支撑。 3 2框架剪力墙顶板梁侧模板施工技术 高层和超高层建筑框架剪力墙顶板梁侧模施工通 常采用方木支设顶板侧模或钢管支设顶板侧模 ，当施 工上一层混凝土墙体时 ， 需要拆除侧模后 重新支设大 模板底模 ， 并且外墙立面层间易产生错台现象 同时顶 板梁侧模加固每层都需要截锯方木造成材料浪费。 由某公 司开发 出一种适合该特殊部位的定型模 具 ， 该定型模具为三角形 ， 用钢筋配合 小块 角钢焊接 而成。用这种模具来支设顶板梁侧模板 ， 支撑强度较 大 。 不易产生变形及胀模 ， 比较容易控 制梁侧面的顺 直度 、 平整度 。同时 ， 在梁侧模 的龙骨上额外增加一 层模板 ， 按照板顶标高支设起来 的梁侧模 ， 还可作为 上一层墙体施工时外墙大模板 的底模 ，从而使外墙 外立面与顶板的外立面在 同一垂直面 上。使用时长 直角边顶在外墙混凝土上 ，另外的一个直角边与顶 板梁侧模板上 口平行 ，靠焊接在直角边的角钢控制 垂直度 ， 模具 的加固采用直径1 6 2 2m m的穿墙螺杆 ， 配合钢垫片及螺丝 ， 该模具可多次周转使用。使用该 模具既节约了工期 ， 又减少了浪费 ， 同时还保证 了质 量 ( 图2 ) 。 定 兀 强， 外墙 二 固定螺 栓及螭 角钢 ： k ， d j I 固 定 螺 栓 及 螺 豳 d 模具 J 一墙体混凝土 d _ 图2墙体模板支设示意 4 模板支撑 系统 传统的满堂脚手架等支撑体系， 存在搭设周期长 、 构配件使用量大、对基础承载力要求高和经济性差等 问题。相关单位和技术人员在工程实践中对模板支撑 系统及其施工方法进行了大量的技术改进和创新 。 4 1 高支 模架 高支模是建 筑施工混凝土模板支撑工程中的一 种特例 ， 通常指搭设高度5 m及以上 。 特别是模板支撑 搭设高度达到8 n a 及以上需要专家论证通过后才能实 施施工。目前， 在建筑中高支模技术 的应用越来越广 泛 ，现有的高支模体 系的常规施 工方法 为采用钢管 扣件 、 门式架或碗扣架搭设的满堂架 。这些方法搭设 人工费用高 ， 搭设过程繁琐 、 杂乱 ， 难 以标准化 ， 而且 原材料 质量不稳定 ， 影响整体性能 ， 往往造成整体坍 塌 ， 导致人员伤亡， 是建筑施工事故 的高发区。 深圳市某公司开发出一种铝合金型材高支模架 ， 高支模 系统 中的立杆截面设计为中空十字形 ，保证 了支撑 主体构件有足够 的强度 ，同时在 立杆 上设计 有规则排列 的连接孔 ，相邻立杆之间可通过连接杆 并利用销钉连接 ， 保证连接方式为稳定 的铰接方 式 ， 从而通过立杆 、 横 向连接杆 、 斜 向连接杆形成稳 固的 空间网架结构 。该支模架 立杆强度 高 、整体稳定性 好 、 高度调 节方便 ， 产 品不 锈蚀 、 重 量轻 、 维修 费 用 低 、 周转次数高 ， 解决了传统满堂架的问题 。 4 2 快速 建筑模板 支撑 系统 山东某公司开发出一种新建筑模板 支撑系统 ， 其 主要 由剪力墙模板支撑 、 顶板模板支撑两部分组成 。 该 系统 具 有 以下 特 点 。 ( 1 )快接式楔紧式连接盘 、 快捷锁具接头。定型 化 的支撑 杆立杆 与水平 连接 杆采用楔形快接方 式 ， 节约了大量扣件 ， 提高了施工效 率( 图3 ) 。 图3 快捷锁具盘与快捷锁 具头示意 ( 2 )伸缩式主梁。伸缩式主梁可与主梁连接杆 装配 ， 能适应各种尺寸的建筑 ， 承载能力强 。 2 0 1 3年 8月 周法献 ： 我国混凝土模板实用技术创新 6 8 l ( 3 )快速端头锁具 。主要由正反丝杆及锁紧套、 止退板组成 ， 装配效率高 ， 能有效地将端头处 内外侧 主横梁固定成一整体 ， 并承受剪力墙两侧压力， 浇筑 混凝土面可达 到清水混凝土 浇筑面要求 。新建 筑模 板 支撑 系统具有 节能 、 节材 、 省 工 、 保障 工程质量和 提高施工效 率等优势 ， 并可节约大量方木 。同时其强 度 高 、 刚性好 ， 混凝 土浇筑质量好 ， 能保证 墙体 的垂 直度 、 平整度 ， 无须二次抹灰 就能达 到清水混凝 土的 效果 ，解决了传统模板支撑体 系困扰我 国建 筑行业 多年的诸多难题 。 5 模板 抗浮技术 对于钢 筋混凝土管廊 、 隧 洞结构， 施 工 中混凝 土 对 内圆模板 的浮 力不容忽视， 内圆模板 的抗浮是施工 中的重点与难 点。以下介绍几例抗浮措施供相 关人 员参考。 ( 1 )台山核 电厂一期1 ， 2 号机组循环水进排水管 沟进水段 为内圆外方形截面 ， 其 中进水段A 8 A1 1 段整 体一次性 浇筑 ， 不留设施工缝。A 8 段长2 0 m。 内圆模板 为直径3 2 0 0 mm的整圆模板 ， 在混凝土浇筑过程中 ， 内 圆模板采用如下抗混凝土浮力措施：内圆模板通过上 部型钢支架 、 方木将混凝土浮力传到抗浮工字钢 ， 用倒 链将工字钢与预埋拉环拉结( 图4 ) 。 预 h f f 、I， 一 【 5 J ，l、 图4 A8 段模板支设示意 方 ) 台山核 电厂循环水管沟A 6 段 ， 管沟内径4 4 0 0 m m， 爬升坡度达6 0 。 ， 上下高差8 6 5 m， 爬坡段纵截面为圆滑 的弧形 。 循环水管沟截面为外方内圆形 ， 高爬坡段在与 上部水平段连接处的下部设置一条水平施工缝。内圆 模按施工缝设置位置分两段加工 ，每段均为整圆形一 次加工成型。循环水管沟高爬坡段两侧浇筑1 5 0 0m m 厚的替代混凝土兼作管沟侧模 ，管沟两侧替代混凝土 顶部设置抗浮预埋件 ， 用来固定内圆模抗浮工字钢 。 避 免用钢丝绳或钢筋从 圆模下部 直接拉接至 垫层混凝 土 ， 使结构混凝土与垫层或替代混凝土隔离。 ( 2 )珠海 电厂3 号 、 4 号机组循环水管沟 为现浇钢 筋混凝土结构 ， 管沟结构具有内圆外方、 直径大和线路 长 的特点。其内模安装 ：底内模板预先在加工厂加工 好 ， 用汽车倒运至施工现场 ， 吊装就位 ， 利用上端 工3 2 号工字钢及倒链将内模吊起 ， 调整好模板中心与标高 ， 将 内模固定在工字钢横梁上 ，横梁上放预制混凝土块 加压 。 控制混凝土的上浮 。 ( 3 )宁德核 电项 目循环水进水工程采用现浇钢筋 混凝土涵洞结构 ，双层进水涵洞按其结构特点将施工 分3 次完成 ， 即留设2 道水平施工缝。 底模固定采用2 0 号 工字钢将底模挑起 ， 两端搁置在外侧架体上 ， 利用外侧 垫层对应位置预埋 的 1 4 7 5 O钢筋钩 ， 将2 0 号工字钢 用01 6 钢筋可调节拉杆拉住 。 在底段施工时， 考虑到中 段施工需固定的对拉螺栓点 ，在底板内外侧距混凝土 面1 5 0 m m左右处预埋间距6 0 0 mm 对拉螺栓锥体 ， 以便 接下来中段模板与底板相连加固 ，保证了内模 的定位 稳定和抵抗上浮力 ， 保证了外模 固定和抵抗侧压力 。 ( 4 )南水北调南干渠第一标段工程 ，由于沿线存 在大规模的垃圾坑 ， 两次穿越五环路 ， 隧洞弯道段多 ， 转弯半径小， 采用组合钢模板全圆浇筑的方法 ， 在拼装 好的组合钢模板上 ， 增加贯穿整仓模板的工字钢梁 ， 在 工字钢梁与模板下 ， 用半拱架U形卡锁紧 ， 固定住模板 位置 ， 保证了模板的整体稳定性 。 在仓段两端设置马凳 支撑工字钢梁 ， 减小模板 自重对钢筋所产生的压力。 再 采用钢管支撑 。 在模板上开天窗 ， 将钢管支撑到一衬防 水板上 ， 来抵消混凝土浇筑过程 中模板产生的浮力 。 有 效避免了混凝土全圆浇筑时模板的上浮和偏移。 模板技术创新还表现在其他多个方面 ，如结构转 换层大梁模板施工 ， 特种结构模板施工 ， 大模板施工等 方面均有改进和创新 。这些改进和创新使得模板技术 向简便、 安全、 节材和提高施工效率等方向发展。 参考文献 1 】 赵 玉章 我 国建 筑模 板技 术 的进 步 与发 展方 向 田建 筑 技术 ， 2 0 0 6 ，3 7 ( 8 ) ： 5 6 8 - 5 7 1 2 】 糜嘉平 美国几种主要模架体系介绍 建筑技2 2 0 1 2 , 4 3 ( 8 ) ：6 8 9 - 6 9 Z 【 3 郑华塑料模板的性能及其应用施工技术 J 】 建筑技术， 2 0 1 2 ， 4 3 ( 8 ) ： 6 8 4 - 6 8 6 4 】 陈传 为 ， 吴缤 璇 ， 李慧萍 浅述5 4 型铝合金建 筑模板的经济 、 技 术特 点 J 中国建筑金属结构， 2 0 0 9 ( 4 ) ： 4 _4 4 5 【 5 】 朱玉杰， 等 使用玻 纤菱 镁材 料制作 建 筑模 壳几 项材 料弱 点 的降 低 J 2 1 世纪建筑材料， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 5 1 - 5 4 6 】 王 同壁 对拉螺栓的应用叨 中国科技 信息，2 0 0 4 ( 2 2 ) ：5 2 【 7 】 储 开春 高层建 筑变形缝两侧剪力墙结构的滑模施工 J 】 建 设科技 ， 2 0 1 1 ( 1 9 ) ： 8 2 - 8 3 8 1 罗 世武 珠海 电厂3 号、 4 号机组循环水 管沟施 工技术阴 四川建材 ， 2 0 0 7， 3 3 ( 6 ) 【 9 】 郑小平， 等 大型核 电厂钢筋 混凝土循环水涵洞施 工技 术叨 建 筑施 工，2 0 l O ( 8 ) ： 8 5 1 8 5 2 【 1 o 周法献 实用新型模板脚手架施工技术口 l建筑技 2 0 1 0 ( 8 ) ：6 9 0 - 6 9 3