模板選型對工程成本的影響分析

章旭波

寧波市建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 浙江 寧波 315000

在施工技術(shù)和工程材料快速發(fā)展的今天，粗放型的施工已成為過去，綠色節(jié)能、安全高效的施工是當(dāng)今的主流趨勢。新型的模板體系基本上是基于傳統(tǒng)的木模板和鋼模板而優(yōu)化延生的[1]，且向高質(zhì)量、環(huán)保的方向發(fā)展。在一般情況下，混凝土結(jié)構(gòu)中的模板分項的工程造價在整個混凝土結(jié)構(gòu)中占20%～30%，工期占40%～50%[2]。故選擇合適的模板系統(tǒng)在一定程度上能節(jié)約工程成本。

1 我國的模板技術(shù)發(fā)展歷史簡介

19世紀(jì)中葉之后，隨著水泥、混凝土和鋼筋混凝土的應(yīng)用，磚混結(jié)構(gòu)建筑迅速興起。20世紀(jì)五六十年代，國內(nèi)主要的建筑形式為磚混結(jié)構(gòu)，此時的模板形式主要是木模板。到了20世紀(jì)80年代之后，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開始逐漸占據(jù)市場，隨之出現(xiàn)了大量的鋼模板的生產(chǎn)、租賃商。在20世紀(jì)90年代左右，市場上比較流行的是組合鋼模板，主要形式為鋼框竹膠板，這種結(jié)構(gòu)在一定程度上能夠降低組合模板的質(zhì)量和成本[3-4]。全鋼大模板在國內(nèi)的推廣主要是在1996年之后。20世紀(jì)90年代，竹膠合板模板作為當(dāng)時的一種新型模板開始在市場上出現(xiàn)，并在90年代末得到了大量的應(yīng)用。1997年，木膠合板模板也開始進(jìn)入國內(nèi)市場，并迅速推廣開來。

鋁合金模板技術(shù)最初起源于美國，在21世紀(jì)初期，開始在我國的粵港澳地區(qū)出現(xiàn)，2020年，我國各地進(jìn)一步頒布了一系列關(guān)于鋁模板的利好政策，時至今日，國內(nèi)的鋁模板產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具有一定規(guī)模[5]。1982年起，我國已有企業(yè)先后研制了玻璃纖維增強塑料模板、砂塑和木塑板模板等塑料模板產(chǎn)品。近年來，PVC復(fù)合塑料模板由于具有強度高、可塑性好、施工速度快等突出優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展[6]。2019年，臨港污水處理廠二期擴建工程引入了DUO模板，有效提高了模板的裝拆效率。

2 幾種模板的特點介紹

2.1 木膠合板模板施工特點

木膠合板模板質(zhì)量輕、易加工，可根據(jù)具體要求鋸、鉆成形，且拆裝方便、單價低，由于應(yīng)用廣泛，一般工人操作較為熟練。但是由于其材質(zhì)本身的特性限制，其周轉(zhuǎn)次數(shù)在4次以上時就易發(fā)生翹曲、起鼓、開裂等問題；二次使用時，往往難以處理板縫問題。木模板不能在水中浸泡，浸泡后若曝曬則易變形，造成混凝土面的不平整。在環(huán)保問題上，由于其可重復(fù)使用率低，故在施工過程中易產(chǎn)生大量的垃圾，對環(huán)境造成一定的影響[7]。

在工藝技術(shù)方面，木模板往往采用鋼管腳手架支撐，較為費工費時，木模板施工需要大量的板材及鋼管支架，這就要求多人配合才能進(jìn)行安裝，并且其周轉(zhuǎn)需要塔吊配合。由于耗材量大，且對存儲環(huán)境有一定的要求，故木模板進(jìn)場需要專門設(shè)置堆放區(qū)，否則容易造成損傷浪費。一般條件下，木模板的拆模時間在7 d左右，其安裝質(zhì)量由施工人員的技術(shù)決定。木模板在周轉(zhuǎn)時易對其表面造成損傷，為保證混凝土面平整，需另外找平抹灰；木模板拆裝易產(chǎn)生廢釘，且材質(zhì)屬于易燃物，故現(xiàn)場安全隱患較多。

2.2 竹膠合板模板

竹膠合板模板相較于木膠合板模板，其材料更加環(huán)保；但是由于竹子的硬度高，所以其二次加工不如木模板方便；單價方面稍高于木模板；正確使用情況下，其周轉(zhuǎn)次數(shù)可以達(dá)到20次[8]。其他方面的工藝技術(shù)特點基本與木模板相同。木膠合板和竹膠合板如圖1所示。

圖1 木膠合板和竹膠合板

2.3 組合鋼模板

組合鋼模板（圖2）又稱為鋼模板，具有尺寸小、質(zhì)量輕、拆裝靈活、通用性強、部件強度高、可多次周轉(zhuǎn)等特點。雖然一次性價格較高，但攤銷費用低，用材相對環(huán)保[9]。雖然我國的組合鋼模板設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中，模板體系的規(guī)格達(dá)125種，但在實際市場上遠(yuǎn)沒有這個數(shù)量，且多種配件往往難以找到生產(chǎn)、租賃的廠家，致使在施工應(yīng)用中需要以其他非配套部件替換，導(dǎo)致鋼模板的使用效果差、效率低、質(zhì)量難以保證。

圖2 組合鋼模板

在施工工藝方面，組合鋼模板若需要預(yù)組裝，則需在夯實的地面上或者專門的組裝平臺上進(jìn)行；為減小拼縫的影響，要把控組合模板的質(zhì)量，如2塊組合鋼模板的高低差不得大于2 mm等；鋼模板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑成形后往往會形成一個粗糙混凝土面，拆模后一般都要進(jìn)行抹灰，且需要分類存放并進(jìn)行合理地維護(hù)保養(yǎng)，以延長其使用壽命。

2.4 全鋼大模板

相比于組合鋼模板，全鋼大模板（圖3）具有抗震性能好、整體板面更加平整、模板拼接縫少、漏漿概率低、無需現(xiàn)場預(yù)組裝、節(jié)省部分工時、無需抹灰工序等優(yōu)勢[10]。但由于全鋼大模板質(zhì)量大、體積大，其周轉(zhuǎn)需要塔吊配合；為提高效率，減少塔吊吊運次數(shù)，需在現(xiàn)場合理設(shè)置模板堆放點，且基本只能適用于一個特定項目，一次投入難以攤銷，成本較高。

圖3 全鋼大模板

2.5 鋼框竹膠合板模板

鋼框竹膠合板模板（圖4）主要是采用竹制面板配以型鋼龍骨而組成的模板體系，荷載主要由鋼框架承擔(dān)，而竹制面板則能滿足混凝土面的觀感要求。鋼框竹膠合板模板極大減少了鋼的用量，故其質(zhì)量較輕，但又具有較高的強度。其集合了竹膠合板模板和全鋼大模板的優(yōu)勢，具有易拆卸、拼縫少、可多次周轉(zhuǎn)、現(xiàn)場加工較為簡單的特點。相較于全鋼大模板，其一次性投入明顯降低。

圖4 鋼框竹膠合板模板

2.6 塑料模板

塑料模板（圖5）若根據(jù)材料劃分，則分類種類繁多，且各具特色。如玻璃纖維增強塑料，又稱玻璃鋼，具有質(zhì)量小、強度高、彈性韌性好、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點，在制作圓柱模板中有一定的應(yīng)用。PVC復(fù)合塑料模板主要以改性聚丙乙烯塑料為原料，具有成本低、質(zhì)量輕、易二次加工、絕緣阻燃、耐磨防水、材料表面平整光潔、脫模質(zhì)量高、生產(chǎn)快捷、可塑性強、可多次周轉(zhuǎn)等優(yōu)異的綜合性能。在環(huán)保方面，PVC復(fù)合塑料板在報廢后可以實現(xiàn)全部回收再利用，但是塑料模板由于自身材料限制，往往具有熱軟冷脆、剛度低、收縮率較大的缺陷。根據(jù)模板的組合結(jié)構(gòu)，塑料模板又可分為散拼式塑料模板和組合式塑料模板。其中組合式塑料模板相較散拼式，有施工更加便捷且周轉(zhuǎn)率更高的優(yōu)勢，同時也有非標(biāo)準(zhǔn)件的有效利用率更低、制作成本更高的劣勢。

圖5 塑料模板

2.7 鋁合金模板

鋁合金模板（圖6）是由采用擠壓成形的鋁合金硬質(zhì)型材料焊接加工形成的帶肋面板、短板、主次肋面板系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性好、承載力高、可周轉(zhuǎn)次數(shù)高等特點。有數(shù)據(jù)顯示其周轉(zhuǎn)次數(shù)最高可達(dá)150次以上。雖然其一次性成本投人較高，但分?jǐn)偝杀据^低。其質(zhì)量遠(yuǎn)小于鋼模板，故鋁模在施工周轉(zhuǎn)過程中無需安排塔吊吊運，僅需人工上下層遞運即可，搬運成本較低；材料表面平整光潔，脫模后混凝土面平整光潔，其全部配件都可重復(fù)使用，故施工現(xiàn)場一般不會產(chǎn)生相關(guān)垃圾。

圖6 鋁合金模板

在施工技術(shù)方面，鋁合金模板的質(zhì)量小，單人即可進(jìn)行搬運，裝拆方便，施工周期短，一套模板正常施工僅需4、5個工日；鋁合金模板使用后模板的修復(fù)維護(hù)較為困難，在施工過程中一般需要用到20%～30%的非標(biāo)準(zhǔn)件，這部分的模板周轉(zhuǎn)率低。鋁合金模板一般需要根據(jù)施工圖紙到廠家定制，故前期深化時間較長，變更成本高，根據(jù)市場數(shù)據(jù)，鋁合金模板適用于高層（11層標(biāo)準(zhǔn)層以上）建筑，對于多層和地下室結(jié)構(gòu)目前沒有經(jīng)濟優(yōu)勢。

2.8 DUO模板

DUO模板（圖7）源自德國，目前在我國的應(yīng)用案例較少。DUO模板采用的是高分子復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕、承重力強、抗?jié)衲透⑼ㄓ眯詮姷忍攸c。可重復(fù)使用率遠(yuǎn)高于木模板，一般可達(dá)50次以上；其操作非常方便、簡單，可以在較大程度上減少人工。在環(huán)保方面，模板通過耦合器連接，正常操作下幾乎不會產(chǎn)生噪聲污染。在施工技術(shù)方面，由于模板質(zhì)量輕，故不需要塔吊即可安裝，一般2～3個工人便可完成現(xiàn)場的拆裝作業(yè)。但由于目前國內(nèi)應(yīng)用較少，其一次性成本和維護(hù)費用等數(shù)據(jù)還不完善。

圖7 DUO模板

3 結(jié)語

目前國內(nèi)模板市場百花齊放，在“兩提兩降一環(huán)保”的目標(biāo)下，模板系統(tǒng)的品類在不斷豐富，材質(zhì)在不斷創(chuàng)新，管理體系和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善。項目可以根據(jù)自身的特點，結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇蟓h(huán)境選擇合適的模板系統(tǒng)，在保證施工質(zhì)量的前提下，降低施工成本，保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。