鋁合金模板新工藝在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

翟大為 上海鐵路局土地房產(chǎn)管理處

鋁合金模板新工藝在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用

翟大為 上海鐵路局土地房產(chǎn)管理處

介紹鋁合金模板的施工工藝、主要性能特點(diǎn)和縮短工期提高質(zhì)量的管理經(jīng)驗(yàn)，論述鋁模對比傳統(tǒng)木模板在不增加工程投資的前提下，可縮短主體結(jié)構(gòu)施工工期，提高混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的技術(shù)優(yōu)勢，并將鋁模板和木模板性能指標(biāo)和安裝單價(jià)進(jìn)行對比分析得出鋁模技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢顯著，有效解決了項(xiàng)目投資和質(zhì)量目標(biāo)控制的矛盾。

項(xiàng)目管理；目標(biāo)控制；鋁合金模板

1 前言

鋁合金模板系統(tǒng)自1962年在美國誕生以來，已經(jīng)有50多年的應(yīng)用歷史。在美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家，以及墨西哥、巴西、馬來西亞、韓國、印度這樣的新興工業(yè)國家，均得到了廣泛的應(yīng)用，但鋁模板在我國還處于起步階段。鑒于在30層以上的高層混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工中，標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)層隨層變化小，采用該工藝較傳統(tǒng)木模板、鋼模板工藝在加快施工進(jìn)度，減少投資，提高質(zhì)量方面均有較大優(yōu)勢，同時(shí)能減少資源浪費(fèi)，綠色環(huán)保，有利于國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。綜上所述，有必要對這項(xiàng)工藝進(jìn)行分析研究，及早推廣。

2 高層住宅鋁模板施工工藝簡述

鋁合金模板適用規(guī)范：《組合鋁合金模板工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ386-2016）。鋁模板施工體系構(gòu)成主要有墻體模板及加固體系、頂板模板及快拆支撐體系、封閉式樓梯模板體系、其他細(xì)部節(jié)點(diǎn)構(gòu)造組成。模板系統(tǒng)構(gòu)成混凝土結(jié)構(gòu)施工所需的封閉面，保證混凝土澆灌時(shí)建筑結(jié)構(gòu)成型；細(xì)部節(jié)點(diǎn)等附件系統(tǒng)為模板的連接構(gòu)件，使單件模板連接成系統(tǒng)，組成整體；支撐系統(tǒng)在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中起支撐作用，保證樓面，梁底及懸挑結(jié)構(gòu)的支撐穩(wěn)固；加固系統(tǒng)是保證模板成型的結(jié)構(gòu)寬度尺寸，在澆注混凝土過程中不產(chǎn)生變形，模板不出現(xiàn)漲模、爆模現(xiàn)象。

高層住宅樓鋁模板施工需要按照工程實(shí)體單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，在廠家進(jìn)行模板預(yù)拼，驗(yàn)收合格后送至現(xiàn)場人工進(jìn)行安裝。一般宜為墻體、樓梯、頂板整體進(jìn)行支設(shè)，綁扎頂板鋼筋后整體澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度，墻體、樓梯、頂板模板一起拆除倒運(yùn)至上一層結(jié)構(gòu)施工再次使用，由快拆體系立柱進(jìn)行點(diǎn)式支撐，作為后續(xù)混凝土強(qiáng)度增長期間的支撐。

3 鋁合金模板和木模板對比分析

3.1 鋁模板主要性能特點(diǎn)

（1）方案設(shè)計(jì)：施工前，對工程做好詳細(xì)準(zhǔn)確的分析和施工方案設(shè)計(jì)，配合模板系統(tǒng)模數(shù)化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品系列，使施工中可能遇到的問題，最大限度地在方案設(shè)計(jì)階段解決。

（2）鋁模系統(tǒng)采用高強(qiáng)度鋁合金型材按不同模數(shù)焊接成各種標(biāo)準(zhǔn)化組件，產(chǎn)品按量控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。模板的拼縫和總體精度均大大高于傳統(tǒng)模板。

（3）整體試裝：鋁模系統(tǒng)在運(yùn)往工地前，均進(jìn)行100%的整體試裝，將所有可能出現(xiàn)的問題預(yù)先解決，從而大大提高實(shí)際施工速度和精度。

（4）施工效率高：鋁模系統(tǒng)以銷釘和楔片為主的連接方式，工人經(jīng)簡單培訓(xùn)即可上崗操作，裝拆變得極為簡單。由于鋁模板重量輕，通常人工逐層向上搬運(yùn)，不依賴大型吊裝設(shè)備，大大地加快施工進(jìn)度，提高施工效率。

（5）早拆技術(shù)：鋁模系統(tǒng)的頂模和支撐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)計(jì)，將早拆技術(shù)融入頂板支撐系統(tǒng)。采用標(biāo)準(zhǔn)板加上局部非標(biāo)準(zhǔn)板的配置板，并在非標(biāo)準(zhǔn)板上采編號的技術(shù)，且相同構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)板是可以混用，這使拼裝的速度更快；鋁合金模板在拆裝的時(shí)候操作也更加的簡便，拆卸和安裝的速度更快；模板與模板之間是用銷釘進(jìn)行固定，安裝也方便多了。因?yàn)椴捎昧嗽绮鸬脑O(shè)計(jì)，水平構(gòu)件模板在36 h后便可拆除。在加快施工速度的同時(shí)還省去了木模支護(hù)時(shí)大量應(yīng)用U型托和木方，以及鋼管扣件或碗扣式腳手架，以產(chǎn)品和施工方式的合理設(shè)計(jì)而節(jié)約材料成本。

3.2 鋁模板相比木模板的優(yōu)勢

（1）安全管理：傳統(tǒng)施工方法中樓板、平臺等木模板施工技術(shù)普遍采用滿堂支架、卸料平臺和塔吊等設(shè)備設(shè)施，費(fèi)工費(fèi)料，而且垂直運(yùn)輸和人員同行的安全風(fēng)險(xiǎn)也較大。鋁模板支?，F(xiàn)場采用間距1 200 mm一支的獨(dú)立支撐，支撐桿相對少，每一塊鋁模板都會有固定的位置，垂直運(yùn)輸靠上下層預(yù)留洞口傳遞，現(xiàn)場操作空間大，人員通行、材料搬運(yùn)暢通，易管理。這點(diǎn)較木模、鋼?，F(xiàn)場管理優(yōu)勢十分顯著。

（2）施工周期短：鋁合金建筑模板系統(tǒng)為快拆模系統(tǒng)，一套模板正常施工可達(dá)到4-5天一層，而木模則需7天一層，大大加快了施工進(jìn)度，并降低現(xiàn)場管理成本。

（3）重復(fù)使用次數(shù)多，平均使用成本低：木模周轉(zhuǎn)次數(shù)超過4次邊角部位便很容易發(fā)生翹曲，絕大部分情況下，木模周轉(zhuǎn)不會超過6次。經(jīng)過核算，一套鋁模只要使用的次數(shù)超過50次，成本即與傳統(tǒng)的木模板攤銷單價(jià)持平。事實(shí)上，鋁模板規(guī)范施工可翻轉(zhuǎn)使用300次，這使得鋁模 平均使用成本較木模更低。

（4）拆模后混凝土表面效果：鋁合金建筑模板拆模后，混凝土表面質(zhì)量平整光潔，基本上可達(dá)到飾面及清水混凝土的要求，無需進(jìn)行批膩?zhàn)樱晒?jié)省批膩?zhàn)淤M(fèi)用。而木模支護(hù)需要擱柵、背楞設(shè)施料多且容易脫膠、起鼓、起殼、開裂，重新拼裝時(shí)，板縫難于處理；厚度公差不易掌握，易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)界面尺寸偏差超標(biāo)。

（5）文明施工管理：使用木模每層施工完畢都會遺留層板、木方、鋼管、扣件等材料，樓層清理工作量大、材料浪費(fèi)多，預(yù)留洞口、臨邊防護(hù)設(shè)置不到位。鋁合金模板系統(tǒng)施工拆模后，現(xiàn)場無任何垃圾，有利于文明施工管理。

（6）回收價(jià)值高：鋁合金建筑模板報(bào)廢后，當(dāng)廢料處理殘值高（每平方米的回收價(jià)在400元左右），均攤成本優(yōu)勢明顯。

（7）標(biāo)準(zhǔn)、通用性強(qiáng)：鋁合金建筑模板規(guī)格多，可根據(jù)項(xiàng)目采用不同規(guī)格板材拼裝；使用過的模板改建新的建筑物時(shí)，只需更換20-30%左右的非標(biāo)準(zhǔn)板，可降低費(fèi)用。有研究表明，鋁合金模板的成本優(yōu)勢是建立在循環(huán)使用多次的基礎(chǔ)上和30層以上同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)量多的建筑物。以30層以上高層建筑為例，將鋁模板、鋼模和木模的綜合單價(jià)（單位：元/m2）分情況對比如下：單棟高層（30層）鋁模板、鋼模板和木模板分別是 71，52，53，木模板占優(yōu)；兩棟不同高層比較為56，52，53三者基本相同；兩棟相同高層比較為51，52，53三者基本相同;多棟不相同高層比較為49，52，53鋁模占優(yōu)；多棟相同高層比較為37，52，53鋁模優(yōu)勢顯著。

（8）低碳減排：鋁合金建筑模板系統(tǒng)所有材料均為可在生材料，符合國家對建筑項(xiàng)目節(jié)能、環(huán)保、低碳、減排的規(guī)定。很多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)規(guī)定建筑項(xiàng)目不準(zhǔn)再使用木模板。

綜上所述，鋁模體系在不增加投資的前提下，根治了以往由木模技術(shù)缺陷而引發(fā)的漏漿、蜂窩、麻面、漲模等質(zhì)量通病，切實(shí)有效地提高了建筑混凝土外觀質(zhì)量。此外，鋁合金模板支護(hù)工藝的特點(diǎn)把人們的管理方式從只強(qiáng)調(diào)施工過程動態(tài)管理轉(zhuǎn)換到將前期的模板體系設(shè)計(jì)管理與施工動態(tài)管理并重，最根本的原因是在模板設(shè)計(jì)的前期工作就把后續(xù)很多工作作詳盡的考慮，如模板的安裝、開關(guān)盒的預(yù)埋、門窗洞口的精確尺寸，磚砌體與混凝土墻體的關(guān)系等，它解決了系統(tǒng)而非僅僅是局部問題，通過一次全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作大大減少了后續(xù)相關(guān)工作的重復(fù)運(yùn)算（如模板展開的面積計(jì)算），顯著提高了項(xiàng)目管理效益。

4 進(jìn)度分析和過程管理

一般情況下鋁模板快拆體系每層結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)間進(jìn)度見表1。

表1 每層結(jié)構(gòu)施工完成時(shí)間進(jìn)度表

在首次現(xiàn)場拼裝耗用時(shí)間較長，因首次安裝工人對模板序號、模板安裝部位不熟悉，比正常進(jìn)度延長了3天的時(shí)間。隨施工進(jìn)度，工人熟練度逐漸增加，進(jìn)度保持在5天每層的施工進(jìn)度，相比較木模的7天每層，可提高2天每層。經(jīng)項(xiàng)目實(shí)踐，以一處5幢35層（標(biāo)準(zhǔn)層共31層一個(gè)單元）的剪力墻結(jié)構(gòu)住宅為例，每幢樓每單元設(shè)計(jì)一套鋁模，通過前期加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理，除去鋁模廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間、廠家預(yù)拼裝時(shí)間和標(biāo)記運(yùn)輸至現(xiàn)場的時(shí)間外鋁合金模板在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)層施工過程中平均節(jié)約工期2天每層，共計(jì)節(jié)約工期約20天。此外全鋁模板還減少了大型設(shè)備租金與木模和鋼模相比，在分期開發(fā)且結(jié)構(gòu)相近的高層建筑項(xiàng)目中，能節(jié)約的間接成本還是很可觀的。

而某項(xiàng)目通過提前策劃及精細(xì)安排，4層樓面僅用了6天時(shí)間，就完成鋁模施工，比平均鋁模首層進(jìn)度提前2天。拆除模板后，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測實(shí)量，梁板、墻柱混凝土測量結(jié)果均符合相關(guān)規(guī)范要求，且混凝土表面感觀質(zhì)量較絕大部分項(xiàng)目首層鋁模施工質(zhì)量都要好?，F(xiàn)將該項(xiàng)目場管理要點(diǎn)簡介如下：

（1）多方考察，優(yōu)化方案。在前期策劃確定引入使用鋁合金模板后，為全面了解可能存在的問題并分析解決，經(jīng)建設(shè)單位組織，由施工項(xiàng)目部技術(shù)部牽頭，安排項(xiàng)目班子及現(xiàn)場人員多次前往省內(nèi)省外不下15個(gè)已投入使用鋁模的工地學(xué)習(xí)考察，收集模板使用過程中已經(jīng)出現(xiàn)和可能出現(xiàn)的各種問題及解決方案。通過嚴(yán)格招標(biāo)確定鋁模供應(yīng)商后，在第一時(shí)間與其建立聯(lián)系，多次探討，根據(jù)項(xiàng)目具體情況，共同思考不斷優(yōu)化施工方案。

（2）三方協(xié)調(diào)，精細(xì)交底。方案確定后，為確保各項(xiàng)具體工作的執(zhí)行效果，在鋁模進(jìn)場前，施工項(xiàng)目部通過反復(fù)組織召開主體勞務(wù)、水電安裝及鋁模單位三方協(xié)調(diào)會，由鋁模生產(chǎn)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人對工藝流程及作業(yè)時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)交底，鋁模單位、主體勞務(wù)及水電單位各自提出須各方配合解決的事宜，牽頭單位對各方提出的事宜會上統(tǒng)一解決答復(fù)，并對各方的配合工作提出具體要求。在此過程中，也不斷將項(xiàng)目的特殊性和重要性進(jìn)行交底，強(qiáng)化精品工程意識。

（3）專人調(diào)度，加強(qiáng)配合。為進(jìn)一步加大現(xiàn)場協(xié)調(diào)力度，確保施工的順利開展，作為建設(shè)組織方的建設(shè)單位一方面安排專人負(fù)責(zé)解決影響鋁模施工的問題；另一方面借鑒大模施工工藝，在現(xiàn)場安排鋁模安裝場地，確保吊模、線條等拼裝工序完成后再進(jìn)行吊裝，增大了作業(yè)人員的操作空間，減少了交叉作業(yè)，提高了操作效率。

（4）過程把控，及時(shí)整改。為確保進(jìn)度和質(zhì)量的過程管控，在進(jìn)度方面加強(qiáng)督促各方管理人員及作業(yè)人員加班加點(diǎn)嚴(yán)格按照進(jìn)度計(jì)劃移交工作面；在質(zhì)量方面，對銷釘間距、模板拼縫等細(xì)節(jié)進(jìn)行全數(shù)檢查，對模板平整度、墻柱模板垂直度及平整度進(jìn)行100%檢查，不合格部位嚴(yán)格按要求進(jìn)行立即整改。

5 技術(shù)指標(biāo)和成本分析對比

5.1 技術(shù)指標(biāo)對比（見表2）

表2 項(xiàng)目鋁模和鋼模及木模技術(shù)指標(biāo)對比表

5.2 成本分析對比

經(jīng)濟(jì)效益是工程建設(shè)單位普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，確保建筑工程收益指標(biāo)，才能推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，從經(jīng)濟(jì)性角度對比鋁合金模板與傳統(tǒng)木模板的優(yōu)缺點(diǎn)，是一項(xiàng)不可缺少的內(nèi)容。表3是本項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)鋁合金模板與木模板成本簡要對比分析。

表3 項(xiàng)目鋁模和木模成本對比分析表

6 體會

通過加強(qiáng)前期鋁模設(shè)計(jì)方案審查預(yù)控和結(jié)構(gòu)施工的現(xiàn)場管理，正確操作、多次周轉(zhuǎn)，鋁模支護(hù)體系較木模支護(hù)體系在施工安全、質(zhì)量成本、進(jìn)度和文明施工管理等方面都具有突出的優(yōu)勢，是目前大面積高層、超高層建筑的最優(yōu)選擇。

[1]劉梁鋁.合金模板相對現(xiàn)有木模板的優(yōu)缺點(diǎn).《低碳地產(chǎn)》2016年8月第15期.

責(zé)任編輯：宋 飛

來稿時(shí)間：2017-01-16