如何防止商业建筑中的混凝土模板失效

预防商业建筑中的混凝土模板损坏

Concrete formwork is an essential element of commercial construction. Formwork is used to shape and support concrete structures until the concrete attains sufficient strength to support its own weight.

除了基础和墙壁，模板还用于创建建筑物的几乎所有组件，包括：核心墙、柱、楼梯、横梁、悬空板、烟囱等。

模板模具 通常由木材、钢、铝和/或其他预制材料制成：

• 传统模板通常使用木材和胶合板或防潮刨花板在现场建造。胶合板是混凝土面板最常用的材料。它很容易切割成型，如果维护得当，可以多次重复使用。虽然生产简单且成本低廉，但这种模板方法对于大型商业项目来说非常耗时，并且胶合板饰面的使用寿命相对较短。
• 钢模板比木材更坚固、更耐用、寿命更长。与胶合板不同，钢材不会从混凝土中吸收水分，因此不会收缩或翘曲。钢模板的安装和拆卸也更加方便快捷。它们经常用于大型项目，并被认为最适合圆形或弯曲结构。
• 铝通常用于现场组装的预制模板。铝既坚固又轻巧，因此可以快速准确地组装。铝模板在拆除后也易于清洁，可以加快施工周期，易于处理，并且可以重复使用而不会降低质量。
• 当需要复杂的混凝土形状时，例如华夫格地板，使用玻璃增强塑料 (GRP) 和真空成型塑料。虽然真空成型塑料总是需要支撑，但 GRP 可以用整体结构部件制造，使其具有自支撑性。和钢一样，塑料模板可以多次重复使用，只要注意不要擦伤表面。

今天的模板系统大多是模块化的，专为提高速度、效率和准确性而设计。预制模块最大限度地减少了建筑垃圾，并包括增强的健康和安全功能。与传统木模板相比，预制模板系统的两大优势是 1) 施工速度和 2) 较低的生命周期成本。预制模板的搭建和剥离需要最少的现场熟练劳动力，而模块化钢或铝模板几乎是坚不可摧的——根据护理和应用的不同，可以使用数百次。

模板最佳实践

Formwork is one of the most important factors in determining the success of a construction project in terms of speed, quality, cost, and worker safety. Formwork can account for up to 35-40% of the total cost of concrete construction, which includes formwork material, fabrication labor, erection, and removal.

无论采用何种材料，模板都应满足以下要求：

• 强度足以在浇筑和振动期间支撑混凝土的重量以及任何其他附带负载，包括工人和设备。
• 结构坚固，有效地支撑和支撑水平和垂直以保持形状。
• 足够紧密的接头以防止泄漏。
• 允许在不损坏混凝土的情况下按所需顺序移除各种部件。
• 精确设置到所需的线，并且水平面应具有平面。
• 使用可用的设备安全、轻松地处理。
• 在所有天气条件下都足够稳定——暴露在元素中时不应翘曲或变形。
• 放在牢固、安全的底座或地基上。

模板故障及预防

模板故障 during concrete construction usually occurs when the concrete is being poured. Some unexpected event causes one portion of the formwork to fail, thereby overloading or misaligning the entire formwork structure until it ultimately collapses. One or more of the following can be causes of formwork failure:

1) 模板放置和施工过程中缺乏检查/注意。 很多故障的发生是由于缺乏检查，或者检查员/工作人员经验不足或不合格。

2) 设计不足。 Most formwork failures due to design flaws are related to lateral forces and the temporary structure’s stability. The lack of a bracing system to deal with lateral forces, like wind and construction loads, causes the formwork system to collapse when an excessive load is applied. Also, as formwork is reused, its capacity to hold a load over time is reduced. Unfortunately, the formwork designer often omits the safety factor and calculates the load using original capacity data. The design of formwork should be approved by a licensed engineer before installation.

3) 有缺陷的组件。 一些模板系统故障的案例是模板组件维护不当造成的，这些组件在多次重复使用后就会出现缺陷。由于腐蚀和损坏，这些模板组件的承载能力已经降低，但在安装过程中却很少考虑。

4) 连接不当。 模板组件有时连接不充分，无法更轻松、更快速地拆卸。但是缺乏适当的连接会导致逐渐崩溃。螺栓、钉子或拼接不足、焊接质量差和楔块有缺陷很容易损害模板的完整性。令人难以置信的是，有时两个组件之间根本没有联系。

5) 过早拆除。 在适当的混凝土固化之前不合时宜地拆除模板通常是因为工人们急于快速重复使用模板，因为时间安排要求或预算压力很大。

6) 支撑不当。 支撑不足是模板失效的一个重要原因，其中混凝土碎屑和其他影响的冲击载荷会在混凝土浇筑过程中引发垂直支撑的倒塌。此外，必须安装支撑，以提供从模板到基础或其他能够支撑模板和新混凝土的结构部件的连续载荷路径。

7）基础不足。 许多模板基础无法将荷载传递到地面，或者位于薄弱的底土上。这些基础通常由窗台板、混凝土垫板和桩构成，这会导致模板的不均匀沉降和海岸的超载，最终导致倒塌。此外，基础承载力不足会降低模板的承载能力。

为防止模板失效和工人受伤的可能性，应在三个关键模板阶段采取以下预防措施：

1) 模板架设阶段

• 确保模板由在所用模板类型设计方面经验丰富的合格人员设计，并且该设计可以支持预期的动态和静态载荷。如果安装的模板不符合原设计，修改模板以符合设计，或确认设计师检查模板并验证修改后的模板设计不会损害结构完整性。
• 如果使用专有模板系统，请确保按照制造商的建议进行组装。
• 对于定制模板设计，无论是组合不同的模板系统还是使用制造商建议之外的专有系统，都要验证设计是否由经验丰富的模板设计工程师完成。
• 使用前检查模板组件，在使用前更换或修理有缺陷的组件。
• 在浇注混凝土之前（以及其他行业进入工作现场），应由合格人员检查已搭建好的模板，以验证其是否已按照模板设计进行搭建。该人员应记录检查并签署模板准备使用。

2）混凝土浇筑阶段

• 在开始混凝土浇筑之前，确保已经验证了模板的结构完整性。
• 创建一个适当的边界区域，以防止工人在混凝土浇筑过程中进入模板下方的区域，并保持该区域直到混凝土达到足够的强度。
• 在混凝土浇注过程中监控模板，以识别任何早期的故障迹象。除非已进行风险评估以确定这样做是安全的，否则应禁止进入模板下的区域。
• 确保在混凝土浇筑过程中模板不超载。

3) 拆模阶段

• 模板设计中规定的最短养护时间必须在模板拆除之前达到，或在混凝土试样测试后获得适当的认证。