建筑施工模板的發(fā)展與現(xiàn)狀研究

摘 要：在混凝土澆筑成型過程中，建筑施工模板是非常重要的措施。模板技術(shù)的發(fā)展歷程，并對施工模板技術(shù)體系進(jìn)行了總結(jié)。通過梳理國內(nèi)施工模板相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展路線，有利于把握現(xiàn)代施工模板技術(shù)的發(fā)展趨勢，有助于新標(biāo)準(zhǔn)體系與新技術(shù)要求及時響應(yīng)，相互協(xié)調(diào)。

關(guān)鍵詞：模板體系；施工模板；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TU755.2" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2025）01-0105-03

0 引言

建筑施工模板屬于混凝土成型的重要構(gòu)造措施，其包含兩大技術(shù)體系：一是面板體系，二是支撐體系。建筑施工模板作為建筑臨時性結(jié)構(gòu)，不僅占有一定的造價比重，而且勞動力用量需求較多，特別是復(fù)雜體系中的施工需求更為顯著。采用先進(jìn)的模板技術(shù)對保證工程質(zhì)量、提升施工工效、節(jié)省成本都有重大意義。本文回顧了模板工程技術(shù)的發(fā)展歷程，對不同模板體系的特征進(jìn)行了總結(jié)與現(xiàn)狀分析，旨在把握未來建筑施工模板技術(shù)的發(fā)展方向。

1 模板技術(shù)的發(fā)展歷程

在國內(nèi)發(fā)展初期，建筑施工往往采用磚混的建筑結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的木模板。20世紀(jì)50年代初期以前，大多使用竹木材料搭建模板支撐架，而在20世紀(jì)60年代初至70年代中期，提出“以鋼帶木”的指導(dǎo)方針，進(jìn)而研發(fā)出了組合式小鋼模施工技術(shù)[1]。這一重大突破不僅減少了木材的消耗開采，實現(xiàn)了建筑行業(yè)的綠色發(fā)展，使如施工用料、周轉(zhuǎn)次數(shù)在內(nèi)的一系列弊端得到了解決，更是令普羅大眾對模板工程的認(rèn)知和理念獲得了一次革命性的轉(zhuǎn)變，開拓了思路與眼界。

20世紀(jì)60年代初，扣件式鋼管腳手架逐漸代替了傳統(tǒng)的竹木式腳手架，并因其易于維護(hù)和經(jīng)濟耐用等多種優(yōu)點，至今仍占據(jù)國內(nèi)的市場較大份額，向上發(fā)展的空間比較可觀。自20世紀(jì)80年代初期，我國陸續(xù)研制了許多新型的如門式腳手架、碗扣式鋼管腳手架系列，生產(chǎn)規(guī)模龐大并在海外具備一定程度的出口量。20世紀(jì)80年代末期，施工過程中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了組合式小鋼模技術(shù)，推動模板作為一個新生的朝陽產(chǎn)業(yè)登上舞臺，相關(guān)產(chǎn)品逐步實現(xiàn)了工具化和商業(yè)化，為企業(yè)和政府都帶來了卓著的經(jīng)濟和社會效益。

20世紀(jì)80年代至90年代末，改革開放的浪潮持續(xù)涌動，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的工程分量不斷加碼，高層、超高層和大型公共建筑逐漸走進(jìn)人們的視野，對基建的大規(guī)模開發(fā)需求也逐步提升，施工中減少工期，降低成本的需求越來越明顯，這些都成為了模板行業(yè)對舊有產(chǎn)品和工藝不斷推陳出新的一大動力，促使更多的新型材料開始走進(jìn)我國的模板體系中。

20世紀(jì)90年代至今，得益于國內(nèi)城鎮(zhèn)化建設(shè)速度的提升，模板工程技術(shù)得到充分發(fā)展的土壤。20世紀(jì)90年代中期，“新型模板和腳手架應(yīng)用技術(shù)”項目作為政府部門敲定的建筑行業(yè)著重進(jìn)行推廣應(yīng)用的十項新技術(shù)之一，令模板工程技術(shù)在新型產(chǎn)品上的研發(fā)與應(yīng)用推廣方面進(jìn)入了一個全新的階段。

2 模版體系

2.1 面板分類及特點

2.1.1 木模板

木模板，又稱殼子板，是我國建筑行業(yè)在發(fā)展初期最先使用的一類傳統(tǒng)模板。一般會先在工廠或木工棚里加工成拼板或定型板形式的基本部件，再把它們進(jìn)行拼裝，成為符合要求的模板系統(tǒng)。覆膜木膠合板和素面木膠合板是兩種普遍應(yīng)用的木膠合板，適用于樓板和墻體等多種結(jié)構(gòu)中。依托我國豐富的竹子資源而廣為適用的竹膠合板由其剛度大，受潮不易變形同樣廣泛的被應(yīng)用于模板施工。

木模板的優(yōu)點在于質(zhì)量輕，便于施工轉(zhuǎn)運、加工以及裝卸，且可在冬季施工。但缺點則在于這種模板需現(xiàn)場加工，對施工勞動力要求大，模板表面不平整、接縫多且易發(fā)生變形，重復(fù)利用率低[2]。因此對木模板，設(shè)法增加其周轉(zhuǎn)次數(shù)是十分重要的研究課題，也是將來其發(fā)展的一大方向。

2.1.2 組合鋼模板

組合鋼模板，即俗稱的小鋼模，這是一種固定模數(shù)尺寸的模板，通過將不同規(guī)格模塊進(jìn)行組合，令其可以達(dá)到施工的要求條件。該模板組成包含多個部分：由板面和肋條組成的平面模板，用于轉(zhuǎn)角處的轉(zhuǎn)角模板，具有提高整體剛度并固定模板作用的支承件等。

相較于木模板，組合鋼模板的優(yōu)點是施工方便、通用性強、循環(huán)使用次數(shù)高，可滿足剪力墻結(jié)構(gòu)的需求。缺點是模板板面薄而易產(chǎn)生變形，難以對其修復(fù)。而且模板間的拼裝縫隙多，連接不緊密，難以達(dá)到清水混凝土施工的施工要求。

2.1.3 帶框模板

帶框模板是將竹木膠合板或塑料平板等作為面板，并結(jié)合高強度金屬框架的一種輕型定尺模板。邊框?qū)⒚姘逵寐葆數(shù)染o固在內(nèi)，起到了保護(hù)板面的作用。根據(jù)面板與邊框用料類型或邊框鋼斷面形式還可進(jìn)一步細(xì)分為多個種類。因為其可以多次與面板材料組合循環(huán)使用，故而大幅增加面板的周轉(zhuǎn)使用時間和次數(shù)[3]。該模板適于工廠化生產(chǎn)，也便于施工管理。

2.1.4 鋁合金模板

鋁合金模板采用硬質(zhì)鋁合金材料進(jìn)行加工與焊接。與組合鋼模板類同，其優(yōu)點是承載能力強、強度高，混凝土成型后外觀平整光滑，最終品質(zhì)好。若將鋁合金模板鑄造出各種花飾，用其制作出來的混凝土外墻面能夠做到外裝飾一次成形，降低裝修的工程量、節(jié)省工程時間[4]。

但鋁合金模板也存在著缺點，其主要短板是使用后修復(fù)清理難度大，鋁材在施工中會在模板表面產(chǎn)生一些凹陷，且凹角處易積灰。而且模板表面易與混凝土進(jìn)行反應(yīng)，而若不采用優(yōu)質(zhì)脫模劑，可能會造成成型混凝土的表面質(zhì)量不合格。鋁合金模板多為非標(biāo)模板，工程應(yīng)用次數(shù)不多。因為板面上常會有無規(guī)律開孔，使得背楞規(guī)格不能統(tǒng)一，模板重復(fù)使用率低。再者由于投入大，勞動力用量需求多，現(xiàn)階段鋁合金模板在我國尚不能做到廣泛使用，仍有改進(jìn)發(fā)展的空間。

2.1.5 塑料模板

塑料模板，又稱塑殼定型模板，模板為方形的盆狀，設(shè)置模板時需將模板底面朝上，并讓盆口倒扣在支撐架上[5]。這種模板因鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆密肋樓蓋而興起。塑料模板表面光滑，清理難度小，能夠循環(huán)使用數(shù)十次，最終還可以全部進(jìn)行回收。在施工過程中，現(xiàn)場整潔而有秩序，可以響應(yīng)綠色環(huán)保的施工理念，以提高施工項目的整體形象水平。由于塑料模板的屬性，其現(xiàn)場施工也較為方便，拆卸容易，部分產(chǎn)品的加工性能也十分優(yōu)異，可以靈活應(yīng)對各種施工需求。塑料模板面板與混凝土之間黏結(jié)力較小，不需要使用脫模劑，故此模板拆卸操作簡單。

但是因為塑料模板材料的彈性模量不高，且剛度和強度較小，仍需要對其進(jìn)行研究改進(jìn)，有發(fā)展方向與空間。雖然回收能力強，但全新塑料板在制作過程中如果有加入回收過的舊塑料模板，則新模板產(chǎn)品在性能方面會出現(xiàn)一定影響。塑料材料的特殊性也使得其受溫度影響大，需要注意施工時令條件，進(jìn)一步限制了其在施工選用的考量。

2.1.6 全鋼大模板

全鋼大模板是一種墻體模板，這種模板的表面平整度高，可以用于清水混凝土的剪力墻結(jié)構(gòu)施工，組合形式根據(jù)建筑模塊位置尺寸可加工制作成一個整體。但這種模板很難適應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)的變化要求，導(dǎo)致其通用性不足。為了解決這個問題，研究團隊參考了小鋼模的優(yōu)點，進(jìn)而開發(fā)出了帶有模數(shù)化的拼裝式大鋼模板，進(jìn)一步提高了組合通用性。全鋼大模板應(yīng)用范圍擴大，不僅適應(yīng)了一般民用與工業(yè)建筑的施工要求，也滿足橋梁模板的性能。

全鋼大模板面板采用銑邊加工技術(shù)，加工所得構(gòu)件精度較高，并且已經(jīng)有了全套的組焊加工工藝。利用全鋼大模板進(jìn)行施工時可以保證混凝土成型尺寸的精準(zhǔn)性，且其外觀光滑平整，不必進(jìn)行表面二次抹灰作業(yè)。各項施工工序能合理調(diào)度，能夠更高效地利用現(xiàn)場施工機械設(shè)備，提高原料和廢料處理速度，施工現(xiàn)場干凈整潔。全鋼大模板適用于墻面面積較大的高層及多層建筑的全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，但是不適合在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)及要求墻頂同時澆筑的工程里使用。因為尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，該模板產(chǎn)品眾多，難以做到通用。大模板自重大，對吊裝設(shè)備的施工能力有一定要求。

2.2 模板支撐體系

模板支撐體系是指用腳手架材料搭設(shè)的用來進(jìn)行模板支撐的體系，亦稱模板支架，是腳手架的一種。按用途劃分，模板支撐體系屬于承重及支撐用腳手架。常見的模板支撐架類型有扣件式、碗扣式、盤扣式、門式模板支撐架等，滿足了日常施工中的各種需求。

扣件式模板支撐架因為具備安全加工、應(yīng)用性能強的優(yōu)勢，目前使用最為廣泛，但有著整體性不高的弊端[6]。碗扣式模板支撐架是我國參考外國經(jīng)驗研發(fā)的多功能腳手架，連接可靠，力學(xué)性能和整體性較好[7]。盤扣式模板支撐架使用了桿件承插式的連接，機動性強，輕快可靠，運輸方便，且存儲所需空間小。

3 現(xiàn)有施工模板標(biāo)準(zhǔn)演變分析

在模板工程方面，相關(guān)國標(biāo)規(guī)范的首次提出是1982年關(guān)于組合鋼模板的要求《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》GBJ214—1982，并不斷迭代。關(guān)于滑動模板的要求最初出臺于1987年，并不斷更新。水工建筑滑動模板的規(guī)范則出臺于1998年。膠合板被研發(fā)并投入使用后，其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了多個版本。大模板則經(jīng)歷了1984年和2003年兩版行業(yè)與地方標(biāo)準(zhǔn)。爬模技術(shù)相關(guān)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分別出臺于2010年、2018年與2019年。新材料聚苯模板分別在2006年與2014年形成了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。

2009年對工程用透水模板布，2011年對連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器用模板，2013年對木塑復(fù)合板，塑料模板，2014年對倒T形預(yù)應(yīng)力疊合板模板與建筑塑料復(fù)合模板做了要求。2008年還出臺了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 162—2008以響應(yīng)安全生產(chǎn)的思想。以時間為線索，我國施工模板技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展如圖1所示。

模板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在近四十年的時間里經(jīng)歷了從無到有，從基本到全面，不斷與時俱進(jìn)的過程，在建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求下將不斷完善與進(jìn)步。

4 結(jié)束語

我國建筑施工模板技術(shù)從竹、木模板工具為起點，逐步走向工具化、定型化、多樣化、體系化發(fā)展，工業(yè)化模板體系應(yīng)用越發(fā)廣泛，成效顯著。新標(biāo)準(zhǔn)與新要求之間的空白期不斷減小，模板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系日益完備，在新層面的補充條條增多，對施工模板技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用起到了畫骨作用，可以預(yù)見我國施工模板技術(shù)將持續(xù)響應(yīng)時代需求并不斷發(fā)展與完善。

參考文獻(xiàn)

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[3] 高峰，石亞明.我國建筑模板產(chǎn)品現(xiàn)狀與展望[J].施工技術(shù)， 2017，46（2）：98-101.

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收稿日期：2024-12-10

重點項目：重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專項（CSTB2022TIAD-KPX0137）

作者簡介：魏立龍（1990—），男，四川西昌人，博士研究生，研究方向：土木工程監(jiān)測與人工智能。