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综合管廊施工模板体系对比分析
来源:www.espinad.com 发布时间:2020/10/27 16:45:19
地下综合管廊常见施工方法有明挖现浇法、明挖预制拼装法、盾构法、顶管法、浅埋暗挖法等,其中明挖现浇法是当前综合管廊施工时常用的施工工法。本文以明挖现浇法施工进行分析,城市地下综合管廊在采用明挖现浇施工时,存在露天作业,受自然环境影响大,季节性施工特征明显,施工幅面长、分段多等特点。同时还存在项目质量要求高,工期紧等特征。此时要求各类模板通过合理的方案与施工工艺设计减少模板与加固材料的投入量,简化加固程序,提升现场的施工效率的同时确保混凝土的成型质量。
一、产品稳定性和混凝土成型质量:露天作业时模板需经受长时间的风吹日晒雨淋,要求模板能具备良好的耐候性。同时,混凝土是一种强碱性物质,故要求与之接触的模板具备一定的抗碱性能,确保模板产品性能和混凝土成型质量的稳定性。
(1)木胶合板和覆塑模板:吸水性强,遇水后容易出现开胶、分层、翘曲变形的现象,耐候性差。在雨季施工及南方多雨地区,若遇季节性大雨或暴雨管廊施工基坑易积水,模板经水泡后整体强度和产品质量显著下降,周转使用次数大幅下降。使用后期混凝土面易出现麻面,甚至部分模板粘嵌在混凝土上,成型质量大幅下降并影响拆模效率。
(2)组合钢模板:露天环境下特别在潮湿多雨地区易发生锈蚀现象。若想确保混凝土成型面质量每次使用后需打磨、保养,一般项目使用至多两到三次也必须进行一次打磨、保养。同时,钢模板在施工过程中受到撞击、冲击等易发生塑性变形,需经常性进行现场校正甚至返厂校正,影响施工效率及混凝土成型质量。
(3)铝合金模板:铝作为一种很活泼的金属,它能与酸作用置换出酸中的氢,也能与碱作用生成铝酸盐。金属铝在空气中很容易被氧化生成氧化铝(Al2O3)。氧化铝在空气和水中是稳定的,但在酸性和碱性环境下,就能与酸或碱反应。因此铝合金模板施工中,首先是铝被氧化,然后氧化铝(Al2O3)与混凝土中的强碱反生反应,Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,即表面的氧化层被破坏。之后,金属铝遇水反应,置换出水中的氢气,并生成凝胶状氢氧化铝Al(OH)3,但氢氧化铝Al(OH)3在可溶解在碱性溶液中,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。这样在碱性环境中,铝将不断与水反应,生成氢气,直到金属铝消耗殆尽为止。同时,在发生反应的过程中,还易造成混凝土表面出现气泡,拆模困难等问题,造成混凝土表面成型效果降低的现象,影响施工质量。所以铝合金模板在施工的过程中,必需采取一定的措施阻止其与混凝土发生化学反应。现有的处理方式为在铝合金模板表面喷粉、喷漆等将模板与外界环境隔绝,但表面处理工艺质量参差不齐,隔离层脱落后将影响混凝土的成型质量,导致混凝土面出现色差、麻面等。
(4)复合材料模板:PP(聚丙烯)塑料耐腐蚀,耐酸、耐碱,不与混凝土发生反应。吸水率低(为0.02%),产品水稳定性好。耐热性能好,高温加热后尺寸变化率-0.06%(横向)/-0.03%(纵向)。玻璃纤维有效提升了塑料的抗冲击性能(简支梁无缺口抗冲击强度35.1KJ/m2),(在使用过程中工人常以塑钢模板来称呼复合材料模板,正是体现除了复合材料模板良好的强度、刚度和承载力)。同时塑料模板具备一定的弹性,施工中不易发生塑性变形。且出现局部破损时可现场直接修补,方便快捷,不影响施工。

二、施工效率:(1)木胶合板/覆塑模板施工时通过铁钉与背后的次龙骨钉接形成整体,混凝土浇筑成型后散拆周转。模板整体强度低,侧墙及顶板模板次龙骨约间距15-20cm布置,主龙骨间距约60cm布置,加固材料用量较大,用工量多。

综合管廊施工模板

(2)组合钢模板(管廊项目多采用小钢模较多)采用销钉连接,模板重量约40-50kg/m2。施工时外墙外侧模板拼装后可整体吊装翻转至下一施工段,其余模板采用人工搬运(因模板自重较重,施工效率有所降低)。加固时主/次龙骨约间距600mm布置,若提升加固材料性能次龙骨间距可达700-800mm,主龙骨间距可达900-1200mm。但钢模板因自重大、受冲击后变形大不适宜用于顶板模板(顶板仍多采用木模板,顶板模板需配置三套),适用性受限。

综合管廊施工模板

(3)铝合金模板采用销钉销片连接,模板重量约25-27kg/m2。侧墙加固主龙骨间距约600mm(底部)-900mm(上部),设置斜撑校直,无需设置次龙骨。顶板模板间距1200mm布置独立支撑,无需设置主次龙骨,顶板模板早拆施工,侧墙与顶板模板都仅需配置一套。外墙外侧模板可整体吊装,内侧及顶板模板散拆周转,工人单次可周转一片标准模板。

综合管廊施工模板

(4)复合材料模板采用手柄连接,模板重量约15kg/m2。施工时侧墙主龙骨竖向间距600mm布置,上下设置两道横向校直龙骨,无需设置次龙骨。顶板次龙骨间距400mm布置,主龙骨间距900mm。混凝土浇筑后外墙外侧模板可整体吊装,内墙模板可散拆搬运或采用采用平移滑轮等整体搬运。

综合管廊施工模板

三:施工成本:(1)木胶合板约35元/m2,可周转使用3-4次。覆塑模板约50-60元/m2,可周转使用4-6次。施工时侧墙模板配置一套,顶板模板需配置三套。上述两种模板单次施工投入成本低,模板摊销成本中下,综合施工成本(包含人工费、所有材料费、施工机具使用费)较高。(2)组合钢模板(小钢模)约300元/m2,可周转使用35-50次,施工时侧墙模板施工小钢模,顶板需使用三套木模板。投入成本较高,使用完成后残值可达35%左右。(3)铝合金模板约1100元/m2(含支撑加固件),模板使用后残值率约为20%,施工时侧墙和顶板模板均只需配置一套。但因价格高昂,投入成本高,模板成本完全摊销的使用周期长,且往往在一个项目无法实现完全摊销,需周转多个项目使用。模板在不同项目周转使用时需返厂进行专业的再处理与加工,经济因素是阻碍铝合金模板在项目推广的主要原因之一。(4)复合材料模板约400元/m2,可周转使用60次左右,施工时侧墙和顶板模板均只需配置一套,模板施工投入较大,项目施工综合成本较低,模板使用后残值率约为20%。

四.安全施工和文明施工:(1)木模板施工需现场锯切,模板使用铁钉钉接,施工现场存在较多的安全隐患,容易出现人员受伤的现象。且施工现场杂乱无章,模板使用后产生大量建筑垃圾,不利于环境保护及文明施工。(2)组合钢模板和铝合金模板自重较重,存在倾覆伤人的隐患。且施工现场噪声大,容易造成施工噪声污染,影响周围人员的生活起居和作业人员的身体健康。(3)复合材料组合式模板拼装后现场无垃圾,手柄连接不产生施工噪声,模板使用后可回收利用不产生环境污染,有利于安全文明施工。

综合管廊施工模板


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