论文摘要

 

模板脚手架直接关系到施工安全、工程质量、工期、现场文明、经济效益和社会效益,在绿色施工中起到重要作用。在推广新型模板的同时,应该提倡模板多样化,因地制宜,要从长远着想,要算技术、经济、社会、环保的大账,与时俱进,推动模板脚手架行业健康发展。

 

 

现浇钢筋混凝土结构工程由模板、钢筋和混凝土3个分项工程组成,模板是其中最重要的组成部分。作为混凝土成型和养护的模具,模板及支撑系统应具有足够的承载力,应能可靠地承受施工过程中所产生的各类荷载。模板不仅是钢筋混凝土结构工程质量的关键,也是施工过程中安全的关键。

脚手架是建筑施工上料、堆料与施工作业的临时结构架,在我国民用建筑、桥梁、涵洞及管廊等工程中,还利用脚手架的构配件搭设模板支撑架。支撑架除承受构配件自重、施工荷载及风荷载外,还承受混凝土自重。脚手架与支撑架均应有配套的安全设施,确保施工人员安全。

绿色施工要求在工程建设中,在保证质量、安全的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源与减少对环境的负面影响,实现四节一环保。鉴于模板脚手架是工程建设中应用最多的周转材料,模板脚手架的选择、设计与应用,直接关系到施工安全、工程质量、工期、现场文明、经济效益和社会效益,且在绿色施工中起到重要作用。

 

1 节约资源,降低工程成本

混凝土与钢筋降低成本的主要措施是控制实际损耗不超过定额损耗,而模板降低成本是有潜力可挖的。模板约占混凝土工程总造价的25%~30%,正因如此,当一个项目低价中标后,一些人首先想到的就是用最便宜的传统模板来施工,本想少花钱,但往往事与愿违。 一个工程项目选用什么样的模板,主要从技术和经济两方面考虑:①从技术层面来看,选用模板应满足强度、刚度和稳定性要求,保证施工安全,适应结构特点,确保工程质量和工期要求;②从模板经济角度考虑,计算成本要考虑投资与效益的关系,还有废旧模板残值与回收等。在进行经济比较时,不能仅比单价,更重要的是周转使用次数和每次每平米摊销费用。对于流水段多、楼层多的工程,所采用的模板应能确保总的周转使用次数,对于周转使用次数少的工程,应在确保质量前提下优先采用适宜的模板,以降低工程成本。廉价的胶合板约30元/m2,最多能使用3~5次,摊销费6~10元/次。覆膜的胶合板约45元/m2,可周转使用10~15次,摊销费3~4.5元/次。以模板使用30次为例,具体参数如表1所示。

可以看出,同样使用30次,覆膜板只需要更新2批次,而廉价板却需要更新6批次,廉价板的木材资源消耗是覆膜板的3倍,实际花销是覆膜板的2倍,因此,采购模板时,不能只算小账,贪图单价便宜,而要算工程成本大账,更要算绿色施工和国家资源的大账。

我国建筑工地约有80%的混凝土结构工程,采用散装散拆木方胶合板模板和钢管支撑架施工,每年消耗大量木材。据中国木业信息网2017年4月29日发布的信息:“2016年中国人造板消费木材19171万m3,占工业木材消费量的32.99%。”当然,这些人造板不一定都用在建筑模板上,但是建筑模板确实需要一些好的胶合板。质量差的廉价板,不仅浪费资源,增加工程成本,而且带来大量建筑垃圾,污染环境。因此,绿色施工要重视木方胶合板问题,努力提高胶合板周转使用次数。一些生产厂家和施工单位采取钢(铝)框胶合板模板、型钢主次梁胶合板模板、专用型钢背楞胶合板模板等做法都是可行的。

 

2 新型模架品种多,技术先进,为绿色施工创造良好条件

近年来,我国模架行业发展很快,不但品种多而且技术先进,为施工企业提供了更多的选择。2017年列入建筑业10项新技术的模板及脚手架技术有11个子项,为推广绿色施工创造了条件。

2.1 铝合金模板

组合铝合金模板具有重量轻、强度高、加工精度高、单块幅面大、拼缝少、施工方便、模板周转使用次数多、回收价值高和综合经济效益好等优点,应用范围广阔,符合国家节能环保要求。组合铝合金模板配置1层,独立支撑配置3层,模板配置量减少,施工成本相应降低(见图1)。

2.2  塑料模板

组合带肋塑料模板具有表面光滑、易于脱模、重量轻、耐腐蚀性好、模板周转次数多、可回收利用,符合国家节能环保要求等特点。塑料模板分为夹芯塑料模板、空腹塑料模板和带肋塑料模板,其中带肋塑料模板在静曲强度、弹性模量等指标方面最好,水平模板能够实现早拆(见图2)。

2.3 智能液压爬升模板

爬模装置通过承载体附着在混凝土结构上,当新浇筑的混凝土脱模后,以液压油缸为动力、导轨为爬升轨道向上爬升,反复循环作业,简称爬模。目前,我国爬模技术在工程质量、安全生产、施工进度、降低成本等方面均取得了良好效果(见图3)。

2.4 智能整体顶升平台

顶升模板装置是一套整体钢平台,采用长行程油缸和智能控制系统,具有操作平台在高位,支撑系统在低处的特点,能适应复杂多变的核心筒结构施工,满足平均3d/层的工期要求,保证全过程施工安全和质量(见图4)。

2.5 集成附着式升降脚手架

集成附着式升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构,依靠自身升降设备,随工程结构逐层爬升或下降,具有防倾覆、防坠落等优点,适用于高层或超高层建筑的结构施工和装修作业(见图5)。

2.6  销键型脚手架及支撑架

销键型脚手架及支撑架是我国目前推广应用最多、效果最好的新型脚手架及支撑架,包括盘销式钢管脚手架、键槽式钢管支架、插接式钢管脚手架、轮扣式钢管脚手架等。销键型钢管脚手架分为φ60系列重型支撑架和φ48系列轻型脚手架两大类,安全可靠、稳定性好、承载力高,全部杆件系列化、标准化,搭拆快,易管理,适用于各类房屋建筑外墙脚手架、梁板结构支撑架、桥梁、各类土木工程脚手架及支撑(见图6)。

 

3 提高工效,确保工期

新型模板的共同特点是工效高,以组合铝合金模板和组合带肋塑料模板为例,每人可安装模板20~30m2/d,由于安装效率高、速度快,施工工期节省10%以上。水平模板支撑系统采用独立支撑,真正实现了早拆,模板周转速度加快。模板支撑系统配置量减少,垂直、水平运输工作量相应减少,使人工成本降低。

液压爬升模板和顶升模板的操作平台采用液压油缸爬升或顶升,钢筋绑扎和混凝土浇筑都在封闭的操作平台上进行,安全、方便,因此,爬模和顶模都可以做到3d/层的施工速度。

附着式升降脚手架的架体高度5倍楼层高,依靠自身升降设备,随工程结构逐层爬升或下降,与满堂搭设外墙脚手架相比,节约了大量材料和人工,施工快捷,安全可靠。

销键型脚手架及支撑架同扣件式钢管脚手架相比,节约材料30%以上,节约人工50%以上,搭设速度快,施工效率高,为工期提前创造了条件。

模板约占混凝土结构工程劳动量的30%~35%,工期的50%~60%。一个工程项目要想提高工效,降低成本,模架工程尚有潜力可挖。

 

4 混凝土质量好,取消或减少湿作业,节约人工材料

不同模板品种和质量标准直接影响混凝土外观质量。采用新型模板,使混凝土表面质量得到提高,一般能达到普通清水混凝土标准,可以不抹灰或少量抹灰,直接刮腻子刷涂料,进行装修作业。饰面清水混凝土是由有规律的对拉螺栓孔眼、明缝、蝉缝组合形成的以自然质感为饰面效果的混凝土工程,不仅无需抹灰,本身就有美观的饰面效果。由于新型模板浇筑的混凝土取消或减少了湿作业,节约了大量人工和抹灰材料,明显降低了工程成本,营造了良好的施工环境,符合绿色施工的要求。

 

5 技术进步改变施工现场面貌

我国还有很多施工现场采用木方胶合板模板,水平结构支撑架也很落后,大量采用扣件式钢管脚手架或碗扣式钢管脚手架做支撑架,材料消耗大,工程成本高,施工现场脏乱差,而且支撑架稳定性差,易发生垮塌等安全事故,产生负面影响,这些情况都不符合绿色施工要求,应尽早采用新型模架,改变落后面貌。

采用新型模板和支撑架,施工现场整齐美观,支撑间距宽敞,人员通行顺畅。过去头带安全帽弯腰慎行还会到处碰头,现在挺胸昂头自由行走,安全可靠。新型脚手架构配件标准化、模数化,承载力比传统扣件式钢管脚手架大,立杆间距相对较大(见图7)。智能液压爬升模板和集成附着式升降脚手架采用模块化设计,外围的防护栏网、内部的跳板、爬梯等全部金属化,既安全又美观(见图8,9)。

 

6 脚手架与支撑架是施工安全重点

我国脚手架和模板支撑架垮塌事故时有发生,究其原因主要有:①低价中标,层层分包,为降低成本,采用价廉质次的钢管、扣件材料,产品质量合格率不到6%;②模架管理、人员素质等方面,存在引发施工安全事故的隐患,职责不清,监管缺失,使同类事故不断发生;③缺少应有的技术培训,部分操作人员不懂操作规程和相关脚手架、支撑架标准。为此,脚手架与支撑架的现状同绿色施工的要求相距甚远,已成为建筑施工安全的重中之重。高度重视、采取措施,积极推广应用新型脚手架和支撑架是当务之急。

 

7 模架管理在绿色施工中的重要性

在建筑施工中,模板脚手架管理的重要性更为突出。同样的模板脚手架施工工艺,同样的模板脚手架产品,按不同的管理模式或管理宽严程度将会产生不同的后果。有的模板工程混凝土平整光洁、棱角整齐、模板光洁、施工速度快,施工现场洁净、清理修补用工少,模板优越性明显。但有的模板工程安装尺寸偏差大、安全防护不到位、墙面质量粗糙、施工现场一片脏乱,模板结垢,施工周期长,清理修补工作量大,遭受质疑甚至弃用。

同样的模板产生如此不同的反差,关键在管理,管理必须以技术为先导,技术不先进,即使在管理上下功夫,也会存在先天不足。因此模板、脚手架、支撑架施工,应以管理为主、技术为辅。

近几年,铝合金模板的生产和推广应用发展很快,但也带来了很多管理问题,主要表现为:①一些厂家管控不力,使非标准模板占模板总量的20%以上,造成模板规格繁多,回收后堆积如山,造成运营成本升高;②有的铝合金模板出厂前没有进行表面处理或处理不好就拿到工地使用,加上工地现场不认真清理,模板周转使用次数少,造成摊销费用大,维修和使用成本高;③模板表面混凝土黏结严重,由于铝合金模板与混凝土有很强的亲和力,模板表面易黏结混凝土,直接影响混凝土表面质量;④铝合金模板面板上任意设孔,设计时没有把对拉螺栓孔设在固定位置,配模时没有充分利用标准模板的固定孔位,施工时任意设孔、割孔,维修时模板补孔和重新开孔的工作量大,模板平整度受到影响;⑤与铝合金模板配套的支撑系统及配件质量低劣,特别是独立支撑,很多钢管壁厚不符合标准规定,且租赁的支撑系统配件缺少维护,变形、锈蚀严重。通过以上情况可以看出管理对模架的重要性,管理的好坏直接关系到新型模架的推广与应用,应予重视。

 

8 改变传统观念,为绿色施工做贡献

我国建筑工程规模巨大,国家对模板脚手架技术很重视,多年来住建部一直把新型模板和脚手架列入建筑业10项新技术。近年来,新型模板脚手架迅速发展,市场占有率迅速上升,建筑施工单位特别是大型建筑集团在采用新型模板脚手架的观念方面也发生了很大变化,是必然也是趋势。

新型模板脚手架相对于传统模架,具有以下优点:①模板脚手架标准化、模数化、通用化;②配件配套齐全,产品质量高;③技术先进、安全可靠、施工速度快、工程质量优良;④机械化水平高,安装拆除方便;⑤周转使用次数多,摊销费用少,综合经济效益显著;⑥ 节约资源,能耗小,符合绿色施工要求。

目前,高层建筑标准层采用新型模板,而在非标准层采用普通模板,或以普通模板作为新型模板的补缺、接高、特殊部位支模处理的作法是合理的。过分强调模板材质的单一性,势必造成非标准模板比例大,工程成本高。一个采用铝合金模板的工程,在异形模板或补缺模板部分,完全可以采用木方胶合板模板配置。

在推广新型模板的同时,应该提倡模板多样化,因地制宜,根据不同结构及不同部位选择并使用不同模板。例如,在核心筒竖向结构采用爬模,楼板部分采用铝合金模板或塑料模板等。此外,我们提倡新型模板,但不能贬低其他模板,也不能习惯于传统模板而抵制新型模板的推广和应用。

当前,从模板脚手架的更新中去寻求安全、质量和经济效益是良好出路,也是绿色施工赋予模板脚手架企业应尽的责任。我们要从长远着想,要算技术、经济、社会、环保的大账,找出适合工程项目应用的新型模板脚手架产品,让模板脚手架技术在绿色施工中发挥重要作用。

 

 

文/中国模板脚手架协会 张良杰

 

 

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