鋁模板技術(shù)在高層建筑工程施工中的應(yīng)用研究
——以深港國際工程為例

張 震

一、引言

如今，各類創(chuàng)新型模板技術(shù)層出不窮，并逐漸成為強(qiáng)化高層建筑工程施工質(zhì)量的核心工藝。其中，最具代表性的當(dāng)屬鋁模板技術(shù)。在高層建筑施工中，積極應(yīng)用鋁模板技術(shù)，不僅可以提高施工效率，節(jié)約人力、物力與時(shí)間成本，還有助于強(qiáng)化工程的建設(shè)質(zhì)量。

二、鋁模板結(jié)構(gòu)的基本組成

在高層建筑施工中應(yīng)用鋁板技術(shù)，需要一線工程人員參照整體建筑結(jié)構(gòu)施工示意圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，需要全方位考慮整個(gè)鋁模板體系的各個(gè)組成結(jié)構(gòu)，如頂模、墻板模、柱模、梁模，切實(shí)保證設(shè)計(jì)方案的完善性與合理性。另外，在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，往往會(huì)遇到基礎(chǔ)構(gòu)件非常規(guī)改造或不規(guī)則構(gòu)件特殊處理等情況。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)遵照專業(yè)要求，與構(gòu)件進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，使其滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。鋁模板構(gòu)件體系主要由模板系統(tǒng)、加固系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)與輔助配件系統(tǒng)等組成，為此，應(yīng)當(dāng)針對(duì)這些基本組成系統(tǒng)進(jìn)行分析。

（一）基礎(chǔ)樓板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)的目的是為了使混凝土澆筑過程中形成所需要的形狀，其主要是由柱鋁模板、梁鋁模板及特殊零構(gòu)件鋁模板構(gòu)成。圖1為鋁模板樓板、鋁模板梁板結(jié)構(gòu)示意圖。

（二）穩(wěn)固支撐系統(tǒng)

針對(duì)墻體鋁模板的支撐系統(tǒng)來說，主要由連接背楞的對(duì)拉螺栓與兩側(cè)產(chǎn)生反作用力的斜支撐構(gòu)成，且樓板鋁模板與梁鋁模板的支撐由可調(diào)節(jié)高度的單力桿組成。鋁模板的早拆結(jié)構(gòu)需要依托具有穩(wěn)定力學(xué)特征的早拆體系，且早拆支撐結(jié)構(gòu)要根據(jù)整體結(jié)構(gòu)特征合理布設(shè)在樓板鋁模板與梁鋁模板下方，為進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，可利用帶頂撐頭作為主要加固措施。圖2為墻體支撐系統(tǒng)與梁體支撐系統(tǒng)示意圖。

（三）加固系統(tǒng)

緊固系統(tǒng)可確?；炷翝仓淮纬尚停覞仓|(zhì)量可滿足現(xiàn)代化工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，應(yīng)用頻率較高的緊固系統(tǒng)當(dāng)屬剪力墻的穿墻對(duì)拉旋桿。

（四）輔助配件系統(tǒng)

輔助配件系統(tǒng)是根據(jù)工程建設(shè)需要應(yīng)用各類零構(gòu)配件，將鋁模板組成穩(wěn)固性良好的整體結(jié)構(gòu)。常見的輔助配件系統(tǒng)主要包括銷片螺栓，銷釘。

三、鋁模板技術(shù)應(yīng)用于高層建筑工程施工的優(yōu)勢(shì)

（一）鋁模板技術(shù)在施工環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)

1. 提高施工效率，縮短工期。因?yàn)殇X模板技術(shù)屬于一種可靈活拆建的模板技術(shù)，因此僅應(yīng)用一套完整的鋁模板結(jié)構(gòu)體系就可以滿足整個(gè)建筑施工的基本要求，且單次結(jié)構(gòu)拆解時(shí)間不超過4天。

2. 鋁模板拆解流程簡(jiǎn)便靈活，時(shí)間損耗小。由于鋁制模板的自體重量遠(yuǎn)小于其他材料模板的重量，為此，可以直接采取人工干預(yù)的方式進(jìn)行搬運(yùn)。且鋁模板的組裝拆卸較為簡(jiǎn)便，可提高拆建效率，控制運(yùn)輸成本；

圖1 鋁模板樓板、鋁模板梁板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 墻體支撐系統(tǒng)與梁體支撐系統(tǒng)示意圖

3. 鋁模板承載負(fù)荷強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，鋁模板的承載負(fù)荷強(qiáng)度最高可達(dá)到60kN/m2。為此，采用鋁膜板澆筑工藝，可提高結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，滿足工程建設(shè)需求。

（二）鋁模板技術(shù)在工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)性層面的優(yōu)勢(shì)

在實(shí)際施工過程中，由于鋁膜板拆解靈活，可將一整套鋁板重復(fù)循環(huán)使用，且周轉(zhuǎn)速度較快，不會(huì)浪費(fèi)過多時(shí)間。通常情況下，一套鋁膜板的常規(guī)重復(fù)使用次數(shù)最高可超過300次，這極大地提高了資源利用率。另外，由于鋁膜板外表較為平整光滑，不需要對(duì)墻面進(jìn)行復(fù)雜的修整即可轉(zhuǎn)入下一道工序，這不僅可以縮短工期，也有助于節(jié)約人力、物力成本。

（三）鋁模板技術(shù)在節(jié)能環(huán)保層面的優(yōu)勢(shì)

因?yàn)樵诟邔咏ㄖこ探ㄔO(shè)啟動(dòng)前，鋁模板的應(yīng)用就經(jīng)過了預(yù)試處理，因此在實(shí)際施工進(jìn)程中，不需要進(jìn)行任何特異性處理即可直接投入應(yīng)用，這不僅提高了材料的綜合利用率，也減少了廢料生成量。此外，可針對(duì)局部損壞或遺棄的鋁模板進(jìn)行二次回收，經(jīng)過改造處理后再次投入使用，這既可有效控制成本損耗，還有助于減少建筑垃圾排放，避免對(duì)環(huán)境造成污染。

四、鋁模板技術(shù)在高層建筑施工環(huán)節(jié)的核心技術(shù)實(shí)例分析

（一）深港國際工程項(xiàng)目概況

以深港國際工程項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)施工為例，整個(gè)工程體系包括6棟高層塔樓、裙樓及地下車庫構(gòu)成，總體占地面積達(dá)到25.75萬平方米。

（二）鋁模板技術(shù)的前期準(zhǔn)備工作

1. 施工流程。鋁模板施工準(zhǔn)備階段工作流程為：繪制完善的建筑結(jié)構(gòu)示意圖→制定鋁膜板施工技術(shù)方案→組織相關(guān)人員審核圖紙→設(shè)計(jì)模板預(yù)拼裝圖→由工程承建單位全方位審核拼裝圖→按照?qǐng)D紙生產(chǎn)基礎(chǔ)構(gòu)件→工廠預(yù)制拼裝制造→成品出產(chǎn)與貨運(yùn)輸送→進(jìn)入施工場(chǎng)地→質(zhì)量檢驗(yàn)。

2. 了解工程設(shè)計(jì)圖紙。在鋁模板正式施工前，應(yīng)當(dāng)組織一線施工技術(shù)人員預(yù)先了解工程設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖、建筑圖和節(jié)點(diǎn)詳圖，由專業(yè)技術(shù)人員展開鋁模板的規(guī)?；?、集成化設(shè)計(jì)，在完成設(shè)計(jì)后，經(jīng)過設(shè)計(jì)院審查批準(zhǔn)，待取得業(yè)主準(zhǔn)可后，即可進(jìn)行鋁模板的加工生產(chǎn)。

3. 試驗(yàn)拼裝。在完成鋁模板生產(chǎn)制作后，在工廠預(yù)先進(jìn)行試驗(yàn)拼裝，并委派專業(yè)人員及生產(chǎn)線監(jiān)理人員到廠內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。在確定產(chǎn)品質(zhì)量無誤后，根據(jù)結(jié)構(gòu)組成編號(hào)，繪制完備的拼裝圖。在完成編號(hào)與拼裝圖后，再按照既定次序拆除，打包運(yùn)送至深港國際中心項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)指定施工地點(diǎn)。

（三）圓弧剪力墻鋁模施工流程

1. 圓弧剪力墻施工。因圓弧剪力墻具有一定的特殊性，且對(duì)承力強(qiáng)度有較高的要求，所以施工人員應(yīng)當(dāng)將鋁模板制作成滿足實(shí)際需求且結(jié)構(gòu)特殊的形態(tài)。由于內(nèi)墻轉(zhuǎn)角折度有限，且避免螺桿無法取出，因此，在此部位不設(shè)置穿對(duì)拉螺桿。因圓弧處無法穿螺桿，為防止混凝土澆筑時(shí)鋁模爆點(diǎn)，背楞需加固到位。

圓弧內(nèi)轉(zhuǎn)角處鋁模板對(duì)穿一根螺桿，起到了提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用，且相鄰螺桿的間隔距離控制在800mm以內(nèi)，進(jìn)一步保證了模板的穩(wěn)固性。為避免背楞在澆筑混凝土過程中因受力出現(xiàn)位移，應(yīng)當(dāng)在模板封邊兩側(cè)增設(shè)穩(wěn)固的卡扣裝置，提升背楞的穩(wěn)定性。此外，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制圓弧處背楞的長(zhǎng)度，進(jìn)而為安裝作業(yè)提供便利條件。

2. 對(duì)圓柱內(nèi)墻銳角進(jìn)行填平處理。需要對(duì)圓柱內(nèi)墻銳角進(jìn)行填平處理。由于圓柱直徑較大，所以就無法使用一整塊鋁模板。為保證背楞質(zhì)量與對(duì)拉螺桿的處理符合標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)當(dāng)使用對(duì)拉螺桿孔連接相鄰兩個(gè)鋁模板，以提升模板的承力強(qiáng)度，防治爆模問題。同時(shí)，也可以合理解決特殊性結(jié)構(gòu)背楞不利于安裝的問題。經(jīng)測(cè)量可知，圓柱直徑為980mm，相鄰剪力墻厚度為420mm。為避免背楞在澆筑混凝土環(huán)節(jié)由于受力不均衡出現(xiàn)位移，同樣需要在模板封邊兩側(cè)增設(shè)卡扣，充當(dāng)穩(wěn)固裝置，提高背楞的穩(wěn)定性。

3. 將鋁模板制成特定形狀。由于圓弧、圓柱具有一定特殊性，為此，需要將鋁模板制成特定形狀。整個(gè)鋁模板由鋁平板加封焊接而成，其整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)超過普通墻板結(jié)構(gòu)。為切實(shí)保證鋁模板成型質(zhì)量符合施工要求，需要合理調(diào)整異形模板橫向配筋率。

4. 科學(xué)控制樓梯斜墻墻板寬度。根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可知，樓梯斜墻墻板寬度應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇400模板；排布完成標(biāo)準(zhǔn)寬度之后剩余寬度L≤400mm時(shí)，打造完整的模板結(jié)構(gòu)，并保證其承載負(fù)荷強(qiáng)度符合施工要求；5-6個(gè)踏步設(shè)計(jì)成一件狗牙板，簡(jiǎn)化安裝工序。

5. 樓梯踏步施工。樓梯踏步施工的關(guān)鍵步驟：為切實(shí)解決落體澆筑透氣困難的問題，并保證踏步拆除的便利性，施工人員應(yīng)將踏步的擋板及蓋板合理拆分成兩部分。

6. 踏步側(cè)板施工。踏步側(cè)板施工的關(guān)鍵步驟：為方便踏步側(cè)板的拆卸與運(yùn)輸，施工人員需將單件側(cè)板長(zhǎng)度控制在1500mm內(nèi)。

（四）電梯井節(jié)點(diǎn)鋁模板施工流程

第一，將電梯分隔墻改造成構(gòu)造柱；

第二，將電梯井設(shè)計(jì)成兩套K板；

第三，將門洞位置的背楞1、5道作拉通設(shè)計(jì)，避免模板移位，保證整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（五）廚衛(wèi)鋁模板施工流程

第一，對(duì)于廚衛(wèi)沉降處的設(shè)計(jì)施工來說，可使用角鋼吊裝鋁膜板，并依據(jù)沉降，合理使用止水螺桿固定底部模板，避免模板移位。

第二，對(duì)于本工程項(xiàng)目的廚衛(wèi)施工，施工人員應(yīng)當(dāng)設(shè)置反坎，避免模板在懸空狀態(tài)下出現(xiàn)側(cè)翻，并將其加工成Z型，與模板封邊緊密貼合。為保證整體的凈空，可在條件允許的情況下，增設(shè)一道對(duì)頂支撐體系。

第三，工作人員要將沉降底部支撐與墻梁端的距離控制在合理范圍內(nèi)，避免間距過大導(dǎo)致其承力不足，致使模板開裂。

（六）樓面預(yù)留孔洞鋁模板施工流程

第一，樓面頂部預(yù)留洞口主要包括泵管孔、放線孔與穿料盒等，為滿足施工要求，應(yīng)當(dāng)在樓面底部設(shè)置長(zhǎng)100mm，寬10mm的抹灰壓槽。

第二，合理處理洞口封堵處理，避免后續(xù)修復(fù)。

（七）配模加固鋁模板施工流程

第一，若現(xiàn)澆墻邊距離與下掛梁端距離≤400mm，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行延伸拉通處理；

第二，若梁高≤600mm，則不需要進(jìn)行額外的加固處理；

第三，若梁高＞600mm且≤950mm，應(yīng)當(dāng)設(shè)置一道螺桿；

第四，若梁高＞950mm，則設(shè)置兩道螺桿。

五、結(jié)論與建議

將鋁模板技術(shù)高效應(yīng)用于高層建筑施工中，可切實(shí)提高模板安裝的效率，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件集中化、規(guī)模化的生產(chǎn)模式。此外，因?yàn)殇X膜板材料屬于節(jié)能環(huán)保型材料，符合可持續(xù)發(fā)展理念的基本要求，所以盡管現(xiàn)階段鋁模板技術(shù)應(yīng)用尚未完全成熟，但其具備的優(yōu)勢(shì)特征仍具有極大的推廣價(jià)值。