中小型水利工程中组合钢模板应用前景探讨

中小型水利工程中组合钢模板应用前景探讨

摘要：本文重点探讨在中小型水利工程中应用最多的两种模板：组合钢模板与木模板，在使用性能、经济指标、施工效率等方面的优势比较。

关键词：中小型水利工程；组合钢模板；应用

我国组合钢模板自1979年研制成功以来，在全国建筑领域得到了广泛的应用和发展，到目前，钢模板在建筑业上得到了广泛的应用，尤其是水利行业混凝土外观质量要求较为严格，多为清水混凝土，钢模板应用较其他建筑专业更为广泛，且以其较好的产品外观质量、较低的周转使用费用，相比其他材质的模板而言，在项目施工普及率上占有绝对的优势；但随着近年来人工费的大幅上涨，钢模板因受其施工效率低，劳动强度大等缺点的制约，其施工优越性逐渐丧失，且随着材料技术的进步，近年来胶合板、塑料模板等模板性能得到了极大的提升，其应用程度逐渐广泛，在某些工程上的应用优势甚至超过了钢模板，逐渐有取代钢模板的发展趋势；本文重点探讨在中小型水利工程中应用最多的两种模板：组合钢模板与木模板，在使用性能、经济指标、施工效率等方面的优势比较。

一、使用性能比较

在中小型水利工程中，模板使用中受冲击力最大的是混凝土墩、墙，此处选用典型的组合钢模板、木模板施工拼装模式，选取厚1m，高6m的混凝土墙作为对象来计算模板的受力情况。

1、钢模板受力计算

钢模板加固系统，部件强度高，组合刚度大，板块制作精度高，拼缝严密，不易变形，混凝土结构尺寸准确，密实光洁；钢模板计算选取面板为3.5mm厚，尺寸为6015的常用钢模板作为计算对象，加固钢管选用规格为Φ48*3.6mm，采用对拉螺栓加固，拉杆布局为600*750mm。

经过强度计算，钢模板设计受力能够满足规范和施工手册允许要求。

2、木模板受力计算

木模板采用厚度为10mm，尺寸为1.22*2.44m，加固木楞断面为5*10 cm，木楞间距为25cm，外围支护采用Φ48*3.6mm钢管，拉杆布局为600*750mm。

经计算，木模板强度也能满足水工混凝土墙施工要求。

2、成品外观质量

普遍认为使用钢模板的混凝土建筑物外观质量较为美观，这是无可非议的。经过多年施工经验发现，使用钢模板表面较为光滑，若选用进口脱模剂，近观能产生镜面反光效果。采用木模板，表面虽然也较为平整，但无法产生镜面效果。如果远观，采用两种模板效果差别不大。

此外，使用钢模板须做好除锈工作，若使用前打磨不到位，或支模后放置时间较长，则会在混凝土表面形成锈面。此外，拆模时间过长，也会造成模板和混凝土面之间出现锈面，甚至出现锈坑。

二、经济比较

经济比较涉及几个方面：

（一）单位面积模板支护人工费用；

（二）单位面积模板单次使用的周转费用；

（三）模板支护过程中配合使用的机械费用；

（四）模板施工过程中其他材料的费用。

1、人工费用

组合钢模板中，单块6015钢模板重39.42kg，在登高作业的情况下，无起重吊装机械配合，搬动一块钢模板较为吃力，因而其施工效率较低（南北方劳工体格的不同略有差异）；根据多年施工经验积累，在北方，钢模板的施工效率约为3~4m2/（人·工日），其中不含模板打磨人工消耗。

采用木模板，可以无需起重吊装设备配合（如有效率更高），含制作、拼装，其施工效率约为6~7m2/（人·工日）。

2、周转次数、损耗及价格比较

组合钢模板工厂预制化加工，损耗较小，可以周转次数较多，一般能达到50至100次，但目前由于市场租赁单位较多，施工中使用钢模板多为租赁。按照北方平均租赁价格

0.3元/m2·天计算，钢模板运至现场后经过打磨、周转使用后，部分需要修理后退还至租赁站，按照市场价，每吨修理费约为500元。

按照一般的施工安排，模板装、拆，运输，打磨等均需要耗用大量时间，中小型水利工程，由于受合同工期限制，因而，大部分项目施工中钢模板周转次数基本在6次以内。

施工中，若使用木模板，则基本上均为新购置板材，购置原木锯成木楞（相对直接购买木楞较便宜），目前市面上的胶合板材由于受胶结力的影响，一般只能周转3-4次，且折损率较大，经验比例为第二次为10%，第三次为20%。木楞可以重复多次使用。

3、模板支护过程中配合使用的机械费

钢模板施工前需要进行逐块打磨，拼装时需要吊车、塔吊等垂直运输设备配合施工；木模板拼装前，小部分需用圆盘锯根据建筑特点进行模板加工，一般木楞与板面之间的加固在模板拼装前已经加工完毕，直接采用吊车配合人工上墙，由于木板整块较钢模板大，因此在吊装效率上比钢模板要高。

由于圆盘锯和电动钢丝刷均为常见的小型加工机具，一般多为施工企业自有设备，此处费用对比不再考虑设备折旧或租赁费用，直接对比二者的用电电费。

圆盘锯功率为4kw，用量很少。每台班加工模板约钢丝刷功率为720w，每台班可打磨钢模板10至12m2，电费采用工业用电标准，1.2元/KWh。

4、模板施工过程中其他材料消耗情况分析

模板在支护中需要用拉杆、橡胶垫（钢制螺旋扣椎体）、大雁、山型母、U型环、海绵

条、拉线等，其中用木模板比钢制模板省去U型环和一层钢管（由木楞代替）的费用，但需要铁钉固定木模板和木楞。

综合以上几点，钢模板与木模板的费用比较如下表所示：

钢模板与木模板使用价格对比表

说明：1、从项目角度考虑，假定在一段时间内（3个月），钢模板能够周转6次，竹胶板能够周转3次，木方能够周转6次；

2、所有材料用量均折合成每平米每次周转价格；

3、周转6次之后的竹胶板和木方残值不在考虑。

由此可见，周转3次以内，木模与钢模价格基本持平；周转3次以上，需要重新购置胶合板，钢模较为经济。

三、施工进度及灵活性比较

1、施工速度比较

由于木模板比钢模板单块面积大，很直观的可以看出木模板施工速度优于钢模板；同时，木模板比钢模板在垂直运输上有较大优势。且在施工中由于木模板重量轻、易加固，较受作业工人欢迎，施工积极性相对较高。

简言之，木模板在施工速度上明显优于钢模板。

2、使用的灵活性比较

组合钢模板使用时必须按预定设计钢模模数施工，边角处采用固定尺寸的阴阳角或边角模，异型部位需要提前向专业厂家定制异型模，所受制约较大；且如遇墙体插筋、预埋外露件（爬梯）等问题时，须在钢模板上打孔，模板的报废率增大。

普通木模板使用较灵活，使用时没有模数局限的限制，可以按要求加工。在施工过程中如发生设计变更或短墙肢数量较多，木模板优势比较明显。

四、结束语

组合钢模板在我国应用已将近30年，应用技术较为成熟，产品质量稳定，在水工建筑物的应用上根深蒂固，很多建筑物的设计尺寸基本上也考虑到钢模板的模数对外观质量的影响。但是，中小型水利工程由于受工期（河道建筑物一般都要求汛期内通水）、人工成本等的制约，使人们不断去寻找新的途径去加快施工进度，节约成本。因此，木模板也越来越广泛的被采用。

此外，随着混凝土表面防碳化涂料的广泛应用，对混凝土原面的外观质量的重视程度逐渐弱化，这在一定程度上减少了在水工施工中对钢模板的依赖性。

所以，我们有理由相信，在未来的中小型水工建筑物施工中，钢模板的使用范围会逐渐缩小，而木模板会逐渐成为主导。

参考文献：

李晓瑞 《施工组织设计》 北京师范大学出版社2004年版

刘群 《脚手架及模板支架应用专题讲座讲义》 中国建筑科学研究院

中国建筑科学研究院 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002中华人民共和国住房和城乡建设部