鋁合金模板在港口工程沉箱蓋板施工中的應用

樂利光 任思光

摘 要：鋁合金模板具有重量輕、強度高、支拆方便、澆筑的混凝土觀感好等特點，目前在房建中已被廣泛采用。然而在港口工程重力式碼頭沉箱蓋板現澆施工中，應用鋁合金模板的工程實例并不多。結合唐山港曹妃甸港區通用散貨泊位三期工程沉箱蓋板的施工，介紹鋁合金模板的施工工藝流程和效果，說明該工藝的先進性及可操作性，以作往后施工參考。

關鍵詞：沉箱蓋板 鋁合金模板 傳統鋼模板 重量輕 觀感

1.概述

唐山港曹妃甸港區通用散貨泊位三期工程水工結構工程岸線總長855m，共建設15萬噸級、10萬噸級、5萬噸級泊位各1個，結構按20萬噸級泊位預留，碼頭主體結構為沉箱重力式。該工程預制安裝沉箱46座，結構尺寸長17.45m、寬16.1m（其中前趾寬1.3m）、高21.6m，單重約2750t，沉箱頂標高+2.0m。沉箱內回填粉細砂和塊石，沉箱上部前倉為現澆胸墻結構，后倉為現澆沉箱蓋板。

2.沉箱蓋板基本情況介紹

沉箱蓋板共計46塊，長度18.5米，寬度10.78米，高度0.6米。沉箱蓋板坐落在沉箱后面兩個倉格上，為現澆鋼筋混凝土結構，共有上、下兩層鋼筋網。

3.沉箱蓋板施工選用鋁合金模板理由

沉箱蓋板位于水位變動區，需要趕潮水施工，按照沉箱蓋板尺寸，理論上可以選用鋼模板和木模板，但是由于沉箱蓋板施工受潮汐影響，木模板長期受海水浸泡，損壞率高，不僅不經濟，而且影響蓋板外觀質量。目前沉箱蓋板傳統施工往往采用大片鋼模板，一段沉箱蓋板模板一般在6片左右，汽車吊支拆效率高，符合趕潮水施工特性，但由于大片鋼模板需要汽車吊配合支拆，且每次支立前、拆除后，均需要人工進行打磨及除銹處理，施工費用較高。綜合考慮，決定采用鋁合金模板，利用其重量小、強度高、支拆方便的特點，兩人可抬起兩片模板直接支拆，不需要汽車吊配合施工，另外鋁合金模板具有不生銹的特性，且表面光滑，支模前刷油，拆除后不需要再用人工進行打磨、除銹，節省了吊車費用和打磨、除銹人工費用。

4.沉箱蓋板施工工藝流程

4.1工藝流程

鋼筋加工→鋼筋綁扎→模板支立→砼澆筑

4.2主要施工方法

（1）鋼筋制作、運輸。鋼筋進場后進行復檢，合格后進行加工。鋼筋在鋼筋加工場地加工成型，鋼筋加工前先進行調直、除銹，制作時鋼筋接頭采用閃光對焊工藝。

鋼筋運輸采用鋼筋拖車將鋼筋運至施工現場，汽車吊卸車。

（2）鋼筋綁扎。鋼筋綁扎前將基層清理干凈，嚴格按照設計圖紙要求綁扎施工，鋼筋綁扎采用“梅花”扣，綁絲要擰緊，不得缺扣，確保鋼筋骨架牢固；綁扎鉛絲頭應向里按倒，不得伸向鋼筋保護層。

現場鋼筋接長采用綁扎搭接，接頭相互錯開。鋼筋綁扎結束后，將鉛絲等雜物清理干凈。

（3）模板工程。①模板型式。模板板面采用鋁合金拼接制作，厚度為6mm，背后采用鋁合金板肋，由于鋁合金模板強度高，不需要增加橫、豎向連桿或桁架支撐體系。鋁合金模板每平米重量約17kg，模板按1.5*0.6（長*寬）設計，每塊0.9平米，約合15.3kg。②模板支立。沉箱蓋板模板采用人工進行支立，單塊重量約15kg，不需要配備吊車，模板頂口及底口利用沉箱隔墻上的甩筋進行加固，外側采用木方支撐加固。

模板支立結束后，由質檢人員進行驗收，內容包括：模板標高和邊線位置、模板的長寬尺寸和對角線差、預埋件數量、規格、位置和標高等。

（4）混凝土工程。①混凝土澆筑及養護。在鋼筋、模板等上道工序檢查合格的基礎上，盡快組織混凝土的澆筑。混凝土由罐車運至施工現場，挖掘機配合溜槽澆筑。

澆筑過程中分層下灰、分層振搗，分層厚度為30cm，入模時保證不擾動模板，使用插入式振搗棒進行振搗，振搗時根據混凝土的塌落度、骨料級配情況、振搗器性能等綜合確定振搗間距、頻率、深度等參數，振搗時要“快插慢拔”，以便氣泡順利排出，注意不得碰撞鋼筋和模板。砼頂面用刮杠刮平、滾杠找平，木抹子反復搓壓，初凝后用鐵抹子壓光并進行拉毛處理。

混凝土蓋板和封倉收面時要收光面，以減小胸墻和軌道梁底部對混凝土的束縛。

混凝土終凝后，安排專人養護。養護覆蓋采用塑料薄膜加土工布，并適當灑水保持混凝土面的潮濕，養護時間至少14天以上。

5.鋁合金模板與傳統大片鋼模板對比

本項目沉箱蓋板長度18.5米，厚度60公分，傳統大片鋼模板按9米長、60公分高設計，板面采用6mm厚鋼板，板面后設置板肋、橫豎連桿支撐體系，折算每平米重量約合80kg，每塊模板重量為0.43噸。

由于傳統方式設計的模板，采用材料主要為鋼材，每次澆筑后需要人工采用角磨機對板面進行除銹、清渣處理，單片重量較重，倒運、支立時需要25噸汽車吊配合人工進行。

鋁合金模板與傳統大片鋼模板相比，存在以下優點：

（1）鋁合金模板承載力高，每平方可承載30KN作用力，板面后面不需要增加橫豎連桿等支撐體系，單片重量低，比傳統模板體系材料使用量少。

（2）鋁合金模板單片重量15kg，兩片連接成一片時，重量30kg，可采用2個工人抬起模板進行安裝，不需要25噸汽車吊配合，可以節省大量機械費用。

（3）鋁合金模板材質為鋁合金，長期在海邊施工不易生銹，板面光滑且支立前不需要打磨除銹，省時省力。

（4）采用鋁合金模板澆筑的混凝土，表面光滑、無色差，觀感質量好。

但是鋁合金模板存在一個缺點，在同等施工條件下，鋁合金模板采購費用較傳統模板高，一次性投入大。這個缺點從另一方面來講，正好是鋁合金模板的優點，因為鋁合金模板不易生銹，周轉次數高，規范使用可以周轉300次左右，而傳統鋼模板在海邊施工時，由于海水的強腐蝕性，模板基本上使用一次就腐蝕嚴重，只能當廢品處理。雖然鋁合金模板一次性投入費用大，但是總體來看，鋁合金模板攤銷成本要比傳統鋼模板低得多，優勢明顯。從長遠考慮，還是采用鋁合金模板合適。

6.鋁合金模板與傳統模板施工經濟效益分析

沉箱蓋板尺寸為18.5米*10.78米*0.6米，前沿不支模，采用免拆模板網，后沿及兩側按2套模板考慮，1套模板數量為24平米，2套合48平米，即需鋁合金模板27*2=54塊（鋁合金模板一塊1.5m*0.6=0.9m2），傳統模板約3.8噸。

鋁合金模板支立配備6個木工即可，傳統模板支立時，需要配置1臺25噸汽車吊，1個起重工，2個打磨、除銹工，6個木工。沉箱蓋板施工按一天一段考慮，46段沉箱蓋板正常施工時間為46天，考慮不良作業天數、施工設備維修等，每月實際作業天數按24天考慮，即沉箱蓋板實際施工需要58天，按2個月計算施工費用。

6.1鋁合金模板

鋁合金模板1平米980元，48平米模板合計47040元，按兩個項目攤銷使用，實際鋁合金模板在一個項目攤銷費用為23520元。

模板支立按6個木工考慮，每人每天人工費按300元計，兩個月合計人工費108000元。

采用鋁合金模板，單段沉箱蓋板模板安裝施工費用為2859元。

6.2傳統鋼模板

傳統鋼模板每噸加工費按6000元計（含材料），3.8噸模板合計費用23040元。

1臺25噸汽車吊每月費用26000元（每天費用合866元），沉箱蓋板模板安裝實際使用時間按2小時算，折合每臺班217元，汽車吊機械費為217*30*2=12990元，1名起重工和6名木工按每人每天300元人工費計，2名打磨、除銹工按每人每天200元人工費計，兩個月合計人工費150000元。

采用傳統鋼模板，單段沉箱蓋板模板安裝施工費用為4044元。

綜合分析，采用鋁合金模板，單段模板支立費用比傳統鋼模板省1185元，46段節省54510元，大大節省施工成本。

7.鋁合金模板與傳統模板施工社會效益分析

（1）鋁合金模板板面光滑，澆筑后的混凝土表面光潔、無色差，觀感質量好，施工質量得到各方認可。

（2）鋁合金模板周轉次數高，回收價值相對傳統鋼模板要高，屬于綠色環保型產品，對于創建節約型社會起到較好的效果。

8.結語

基于鋁合金模板重量輕、施工成本低、澆筑后的混凝土觀感好的特點，目前已在房建工程中廣泛使用，也收到各方一致好評。本次將鋁合金模板用于港口工程施工尚屬首次，根據實際施工過程經驗分析，采用鋁合金模板，一方面大大節省施工成本，另一方面收到良好的社會效益，值得在后續同類工程中推廣使用。

參考文獻：

[1]組合鋁合金模板工程技術規程. （JGJ 386-2016）.

[2]鋁合金模板（JG/T 522-2017）.