綜合管廊施工模板體系對比分析
來源：cedm.net 發(fā)布時間：2020/10/27 16:45:19
地下綜合管廊常見施工方法有明挖現(xiàn)澆法、明挖預(yù)制拼裝法、盾構(gòu)法、頂管法、淺埋暗挖法等，其中明挖現(xiàn)澆法是當前綜合管廊施工時常用的施工工法。本文以明挖現(xiàn)澆法施工進行分析，城市地下綜合管廊在采用明挖現(xiàn)澆施工時，存在露天作業(yè)，受自然環(huán)境影響大，季節(jié)性施工特征明顯，施工幅面長、分段多等特點。同時還存在項目質(zhì)量要求高，工期緊等特征。此時要求各類模板通過合理的方案與施工工藝設(shè)計減少模板與加固材料的投入量，簡化加固程序，提升現(xiàn)場的施工效率的同時確保混凝土的成型質(zhì)量。
一、產(chǎn)品穩(wěn)定性和混凝土成型質(zhì)量：露天作業(yè)時模板需經(jīng)受長時間的風吹日曬雨淋，要求模板能具備良好的耐候性。同時，混凝土是一種強堿性物質(zhì)，故要求與之接觸的模板具備一定的抗堿性能，確保模板產(chǎn)品性能和混凝土成型質(zhì)量的穩(wěn)定性。
（1）木膠合板和覆塑模板：吸水性強，遇水后容易出現(xiàn)開膠、分層、翹曲變形的現(xiàn)象，耐候性差。在雨季施工及南方多雨地區(qū)，若遇季節(jié)性大雨或暴雨管廊施工基坑易積水，模板經(jīng)水泡后整體強度和產(chǎn)品質(zhì)量顯著下降，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)大幅下降。使用后期混凝土面易出現(xiàn)麻面，甚至部分模板粘嵌在混凝土上，成型質(zhì)量大幅下降并影響拆模效率。
（2）組合鋼模板：露天環(huán)境下特別在潮濕多雨地區(qū)易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。若想確保混凝土成型面質(zhì)量每次使用后需打磨、保養(yǎng)，一般項目使用至多兩到三次也必須進行一次打磨、保養(yǎng)。同時，鋼模板在施工過程中受到撞擊、沖擊等易發(fā)生塑性變形，需經(jīng)常性進行現(xiàn)場校正甚至返廠校正，影響施工效率及混凝土成型質(zhì)量。
（3）鋁合金模板：鋁作為一種很活潑的金屬，它能與酸作用置換出酸中的氫，也能與堿作用生成鋁酸鹽。金屬鋁在空氣中很容易被氧化生成氧化鋁（Al2O3）。氧化鋁在空氣和水中是穩(wěn)定的，但在酸性和堿性環(huán)境下，就能與酸或堿反應(yīng)。因此鋁合金模板施工中，首先是鋁被氧化，然后氧化鋁（Al2O3）與混凝土中的強堿反生反應(yīng)，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，即表面的氧化層被破壞。之后，金屬鋁遇水反應(yīng)，置換出水中的氫氣，并生成凝膠狀氫氧化鋁Al(OH)3，但氫氧化鋁Al(OH)3在可溶解在堿性溶液中，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。這樣在堿性環(huán)境中，鋁將不斷與水反應(yīng)，生成氫氣，直到金屬鋁消耗殆盡為止。同時，在發(fā)生反應(yīng)的過程中，還易造成混凝土表面出現(xiàn)氣泡，拆模困難等問題，造成混凝土表面成型效果降低的現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。所以鋁合金模板在施工的過程中，必需采取一定的措施阻止其與混凝土發(fā)生化學反應(yīng)?，F(xiàn)有的處理方式為在鋁合金模板表面噴粉、噴漆等將模板與外界環(huán)境隔絕，但表面處理工藝質(zhì)量參差不齊，隔離層脫落后將影響混凝土的成型質(zhì)量，導致混凝土面出現(xiàn)色差、麻面等。
（4）復合材料模板：PP（聚丙烯）塑料耐腐蝕，耐酸、耐堿，不與混凝土發(fā)生反應(yīng)。吸水率低（為0.02%），產(chǎn)品水穩(wěn)定性好。耐熱性能好，高溫加熱后尺寸變化率-0.06%（橫向）/-0.03%（縱向）。玻璃纖維有效提升了塑料的抗沖擊性能（簡支梁無缺口抗沖擊強度35.1KJ/m2），（在使用過程中工人常以塑鋼模板來稱呼復合材料模板，正是體現(xiàn)除了復合材料模板良好的強度、剛度和承載力）。同時塑料模板具備一定的彈性，施工中不易發(fā)生塑性變形。且出現(xiàn)局部破損時可現(xiàn)場直接修補，方便快捷，不影響施工。
一、產(chǎn)品穩(wěn)定性和混凝土成型質(zhì)量：露天作業(yè)時模板需經(jīng)受長時間的風吹日曬雨淋，要求模板能具備良好的耐候性。同時，混凝土是一種強堿性物質(zhì)，故要求與之接觸的模板具備一定的抗堿性能，確保模板產(chǎn)品性能和混凝土成型質(zhì)量的穩(wěn)定性。
（1）木膠合板和覆塑模板：吸水性強，遇水后容易出現(xiàn)開膠、分層、翹曲變形的現(xiàn)象，耐候性差。在雨季施工及南方多雨地區(qū)，若遇季節(jié)性大雨或暴雨管廊施工基坑易積水，模板經(jīng)水泡后整體強度和產(chǎn)品質(zhì)量顯著下降，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)大幅下降。使用后期混凝土面易出現(xiàn)麻面，甚至部分模板粘嵌在混凝土上，成型質(zhì)量大幅下降并影響拆模效率。
（2）組合鋼模板：露天環(huán)境下特別在潮濕多雨地區(qū)易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。若想確保混凝土成型面質(zhì)量每次使用后需打磨、保養(yǎng)，一般項目使用至多兩到三次也必須進行一次打磨、保養(yǎng)。同時，鋼模板在施工過程中受到撞擊、沖擊等易發(fā)生塑性變形，需經(jīng)常性進行現(xiàn)場校正甚至返廠校正，影響施工效率及混凝土成型質(zhì)量。
（3）鋁合金模板：鋁作為一種很活潑的金屬，它能與酸作用置換出酸中的氫，也能與堿作用生成鋁酸鹽。金屬鋁在空氣中很容易被氧化生成氧化鋁（Al2O3）。氧化鋁在空氣和水中是穩(wěn)定的，但在酸性和堿性環(huán)境下，就能與酸或堿反應(yīng)。因此鋁合金模板施工中，首先是鋁被氧化，然后氧化鋁（Al2O3）與混凝土中的強堿反生反應(yīng)，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，即表面的氧化層被破壞。之后，金屬鋁遇水反應(yīng)，置換出水中的氫氣，并生成凝膠狀氫氧化鋁Al(OH)3，但氫氧化鋁Al(OH)3在可溶解在堿性溶液中，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。這樣在堿性環(huán)境中，鋁將不斷與水反應(yīng)，生成氫氣，直到金屬鋁消耗殆盡為止。同時，在發(fā)生反應(yīng)的過程中，還易造成混凝土表面出現(xiàn)氣泡，拆模困難等問題，造成混凝土表面成型效果降低的現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。所以鋁合金模板在施工的過程中，必需采取一定的措施阻止其與混凝土發(fā)生化學反應(yīng)?，F(xiàn)有的處理方式為在鋁合金模板表面噴粉、噴漆等將模板與外界環(huán)境隔絕，但表面處理工藝質(zhì)量參差不齊，隔離層脫落后將影響混凝土的成型質(zhì)量，導致混凝土面出現(xiàn)色差、麻面等。
（4）復合材料模板：PP（聚丙烯）塑料耐腐蝕，耐酸、耐堿，不與混凝土發(fā)生反應(yīng)。吸水率低（為0.02%），產(chǎn)品水穩(wěn)定性好。耐熱性能好，高溫加熱后尺寸變化率-0.06%（橫向）/-0.03%（縱向）。玻璃纖維有效提升了塑料的抗沖擊性能（簡支梁無缺口抗沖擊強度35.1KJ/m2），（在使用過程中工人常以塑鋼模板來稱呼復合材料模板，正是體現(xiàn)除了復合材料模板良好的強度、剛度和承載力）。同時塑料模板具備一定的彈性，施工中不易發(fā)生塑性變形。且出現(xiàn)局部破損時可現(xiàn)場直接修補，方便快捷，不影響施工。
二、施工效率：（1）木膠合板/覆塑模板施工時通過鐵釘與背后的次龍骨釘接形成整體，混凝土澆筑成型后散拆周轉(zhuǎn)。模板整體強度低，側(cè)墻及頂板模板次龍骨約間距15-20cm布置，主龍骨間距約60cm布置，加固材料用量較大，用工量多。
（2）組合鋼模板（管廊項目多采用小鋼模較多）采用銷釘連接，模板重量約40-50kg/m2。施工時外墻外側(cè)模板拼裝后可整體吊裝翻轉(zhuǎn)至下一施工段，其余模板采用人工搬運（因模板自重較重，施工效率有所降低）。加固時主/次龍骨約間距600mm布置，若提升加固材料性能次龍骨間距可達700-800mm，主龍骨間距可達900-1200mm。但鋼模板因自重大、受沖擊后變形大不適宜用于頂板模板（頂板仍多采用木模板，頂板模板需配置三套），適用性受限。
（3）鋁合金模板采用銷釘銷片連接，模板重量約25-27kg/m2。側(cè)墻加固主龍骨間距約600mm(底部)-900mm（上部），設(shè)置斜撐校直，無需設(shè)置次龍骨。頂板模板間距1200mm布置獨立支撐，無需設(shè)置主次龍骨，頂板模板早拆施工，側(cè)墻與頂板模板都僅需配置一套。外墻外側(cè)模板可整體吊裝，內(nèi)側(cè)及頂板模板散拆周轉(zhuǎn)，工人單次可周轉(zhuǎn)一片標準模板。
（4）復合材料模板采用手柄連接，模板重量約15kg/m2。施工時側(cè)墻主龍骨豎向間距600mm布置，上下設(shè)置兩道橫向校直龍骨，無需設(shè)置次龍骨。頂板次龍骨間距400mm布置，主龍骨間距900mm?；炷翝仓笸鈮ν鈧?cè)模板可整體吊裝，內(nèi)墻模板可散拆搬運或采用采用平移滑輪等整體搬運。
四．安全施工和文明施工：（1）木模板施工需現(xiàn)場鋸切，模板使用鐵釘釘接，施工現(xiàn)場存在較多的安全隱患，容易出現(xiàn)人員受傷的現(xiàn)象。且施工現(xiàn)場雜亂無章，模板使用后產(chǎn)生大量建筑垃圾，不利于環(huán)境保護及文明施工。（2）組合鋼模板和鋁合金模板自重較重，存在傾覆傷人的隱患。且施工現(xiàn)場噪聲大，容易造成施工噪聲污染，影響周圍人員的生活起居和作業(yè)人員的身體健康。（3）復合材料組合式模板拼裝后現(xiàn)場無垃圾，手柄連接不產(chǎn)生施工噪聲，模板使用后可回收利用不產(chǎn)生環(huán)境污染，有利于安全文明施工。
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