鋁合金模板在高層建筑工程中的應(yīng)用

崔連剛，李曉冬

（中交一航局第四工程有限公司，天津 300456）

1 工程背景

中交匯通橫琴廣場1號、2號公寓樓為地上37層和30層的高層公寓樓，標準層層高均為3.15 m。綜合考慮工程施工成本、進度、質(zhì)量、環(huán)保等方面，最終確定在建設(shè)過程中采用新型鋁合金模板施工技術(shù)。

2 鋁合金模板的特點

與傳統(tǒng)模板綜合對比，鋁合金模板有其獨特的技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）剛度好，體系靈活，可形成快拆體系

該體系由于其靈活的節(jié)點配置，僅需配置1層模板，2~3層支撐桿件，遠少于傳統(tǒng)模板體系。

2）重量輕

模板重18~25 kg/m2，支模、拆模，特別是垂直運輸方面，發(fā)揮出快速靈活的特點（通過在樓板上預(yù)留傳料孔，隨拆隨向上人工傳遞）。

3）工效高，便于標準化施工

模板位置固定，除標高不同外，每塊模板位置不變，每層之間僅需做重復(fù)工作，操作簡單。

4）適應(yīng)性強

可用于多層框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)及其組合結(jié)構(gòu)，多種規(guī)格尺寸和形狀的構(gòu)件，特別在預(yù)留孔、槽等方面具有優(yōu)勢[1]。

5）周轉(zhuǎn)次數(shù)、回收利用率高

較傳統(tǒng)組合鋼模等，鋁模周轉(zhuǎn)次數(shù)可達100~150次。鋁的熔點較低，便于熔化、二次澆鑄，因而廠家在工程結(jié)束后隨即回收。

6）施工質(zhì)量優(yōu)

由于其材質(zhì)為金屬，模板面光潔度、加工精度均較高，而且施工簡便，拼縫嚴密。因而混凝土澆筑后，可作為清水混凝土。

7）施工場地整潔

無較多的設(shè)施料，模板及支撐桿件拆除后，隨即轉(zhuǎn)運到下一個工作面，無需堆放場地。

3 工藝原理

利用鋁合金模板自重輕、拆裝便利的特點[2]，結(jié)合梁、板、柱、墻結(jié)構(gòu)尺寸通過模板深化設(shè)計，加工成定型產(chǎn)品。因模板的梁板模板與墻柱模板組成了一個具備一定剛度的整體，因此該模板體系可以大大減少支撐的數(shù)量。因該體系剛度高，在混凝土澆筑的過程中基本上不會產(chǎn)生變形，澆筑完后混凝土構(gòu)件成型好，尺寸精確，表觀成型質(zhì)量好，完全能達到免抹灰效果[3]。鋁模板體系見圖 1。

圖1 鋁模板體系圖Fig.1 Aluminum template system diagram

4 施工工藝及操作要點

4.1 施工工藝流程

鋁合金模板施工首先按照模板編號依次安裝邊模、邊角模、墻模板、梁模板、板模板，模板采用銷釘連接加固，梁板模板采用獨立支撐。安裝完成后，檢查板面標高，調(diào)整至規(guī)范允許范圍，施工工藝流程見圖2。

圖2 工藝流程圖Fig.2 Process flow chart

4.2 施工操作要點

4.2.1 測量放線及鋼筋綁扎

將控制軸線和樓層標高投測于施工樓層，施工現(xiàn)場根據(jù)軸線彈線放出墻、柱位置，樓地面找平后根據(jù)墻柱位置放出墻柱邊線及30 cm控制線，控制剪力墻及柱鋁合金模板位置，并在墻柱鋼筋縱筋上放線出樓層+50線，用于控制樓板標高。

4.2.2 墻柱鋁合金模板安裝

4.2.2.1 墻柱模板起步

按照墻柱模板編號順序，將模板放在相對應(yīng)墻柱位置，清理并涂刷脫模劑后，以墻柱一端為起點用銷釘固定墻柱角模后，依次按照編號順序安裝墻柱模板[4]。

4.2.2.2 背楞安裝

工程中根據(jù)墻柱高度設(shè)置4道背楞，背楞間采用高強對拉螺桿加固，轉(zhuǎn)角處均設(shè)置直角背楞，防止墻模板發(fā)生錯臺、扭轉(zhuǎn)、偏移，保證已完成結(jié)構(gòu)的光滑順直[5]。

1）背楞的墻體豎向布置原則

樓層高度H：2.8 m臆H臆3.2 m，此時墻體豎向方向布置4道背楞，背楞與背楞之間的間距L：600 mm臆L臆800 mm，第1道背楞離標高面距離：H1臆300 mm（通常設(shè)定為250 mm），第4道背楞需裝配在橫板上面。

2）墻體背楞的橫向布置原則

根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)施工圖紙，在進行本工程背楞型號和長度確定時，可將外墻墻體分為3種類型：一端轉(zhuǎn)角處墻體，兩端轉(zhuǎn)角處墻體和非轉(zhuǎn)角處墻體[6]。

淤一端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸（L），此時可將外墻一端轉(zhuǎn)角處的墻體長度尺寸分為2種情況：當一端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸逸3 000 mm時，選擇兩種型號的背楞，標準背楞和一端斜拉背楞，標準背楞的長度尺寸選擇3 000 mm，一端斜拉背楞的長度尺寸=L（墻體長度尺寸）-3 000+50+200；當一端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸約3 000 mm時，選擇一端斜拉背楞，一端斜拉背楞的長度尺寸=L（墻體長度尺寸）+50+200。

于兩端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸（L），此時可將外墻兩端轉(zhuǎn)角處的墻體長度尺寸分為2種情況：當兩端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸逸3 000 mm時，選擇兩節(jié)長度尺寸相同的一端斜拉背楞，一端斜拉背楞的長度尺寸=0.5*L（墻體長度尺寸）+50；當兩端轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸約3 000 mm時，選擇兩端斜拉背楞，兩端斜拉背楞的長度尺寸=L（墻體長度尺寸）+50+50。

盂非轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸（L），此時可將外墻非轉(zhuǎn)角處的墻體長度尺寸分為2種情況：當非轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸逸3 000 mm時，選擇兩節(jié)標準背楞，一節(jié)標準背楞的長度尺寸選擇3 000 mm，另一節(jié)標準背楞長度尺寸=L（墻體長度尺寸）-3 000+200+200；當非轉(zhuǎn)角處墻體長度尺寸 約3 000 mm時，選擇一節(jié)標準背楞，標準背楞長度尺寸 =L（墻體長度尺寸）+200+200。

4.2.2.3 對拉桿安裝

1）對拉螺栓的布置方式分為以下2種：

淤斜拉：斜拉采用L=500 mm的螺桿，是用來拉住轉(zhuǎn)角陽角兩端的背楞，當墻寬大于400 mm時也要采用斜拉。

于對拉：對拉用來拉住外墻與內(nèi)墻的背楞，在拉住背楞同時需穿過模板，螺桿穿模板打孔時不要把孔打在模板筋板上。

2）對拉螺栓橫向間距布置

仔細審核結(jié)構(gòu)圖紙和配筋圖紙，在布置對拉螺栓間距的過程中，應(yīng)注意避開主筋位置，防止主筋擋住對拉螺栓的位置；對拉螺栓的橫向間距臆800 mm，起始間距從內(nèi)墻起始邊開始計算，間距設(shè)定為350 mm，通用間距設(shè)定為800 mm，當墻體寬度臆400 mm時，末端設(shè)置1根對拉螺栓，貼緊梁底下的墻板，在兩節(jié)背楞相連接處，應(yīng)布置1根對拉螺栓。

4.2.2.4 斜撐安裝

墻柱模板安裝完畢后，開始安裝斜向支撐，對墻柱模板的垂直度及水平標高作初步調(diào)整[7]。用激光掃平儀或掛線錘檢查墻柱的垂直度并進行校正，在墻柱兩側(cè)的對應(yīng)部位加頂斜支撐，斜支撐間距不大于2 m，寬度大于2 m的墻體必須設(shè)置不少于2根斜撐，斜支撐一端固定在背楞上，另一端用膨脹螺栓固定在樓板上，以保證墻柱垂直度在澆筑混凝土時不偏移。

4.2.3 梁模板安裝

首先將梁底模板安裝好后支撐在柱模板預(yù)留的梁缺口上，梁底支撐的立桿應(yīng)隨底模同時安裝，確保其連接可靠牢固。根據(jù)設(shè)計標高通過立桿底托來調(diào)整梁底板標高，標高調(diào)整后開始安裝梁側(cè)模。同時安裝板與墻柱之間的角模，角模安裝完畢后，安裝板龍骨、板模及支撐立桿。見圖3。

圖3 梁底節(jié)點安裝示意圖Fig.3 Installation diagram of beam bottom joints

4.2.4 板模板安裝

板面模板的安裝沿墻邊平行逐件安裝，先用銷釘臨時固定，最后再統(tǒng)一打緊銷釘。安裝完畢后，確定平整度及標高滿足要求后方可進行下道工序施工。頂板模板安裝圖見圖4。

圖4 頂板模板安裝圖Fig.4 Top plate template installation

4.2.5 預(yù)留洞口及樓梯模板安裝

根據(jù)圖紙位置在綁扎板面鋼筋前將預(yù)留洞口模板安裝固定好。

樓梯模板采用封閉式安裝，深化時在踏步板上留設(shè)排氣孔，應(yīng)同樓梯側(cè)墻內(nèi)模板一同安裝，安裝時應(yīng)嚴格控制樓梯起步板位置立桿的穩(wěn)定性[8]。

4.2.6 梁板鋼筋綁扎及混凝土澆筑

梁板鋼筋綁扎及混凝土澆筑時應(yīng)嚴格按照施工規(guī)范及圖紙施工，嚴格控制鋼筋間距及混凝土過程控制，保證過程質(zhì)量。

4.2.7 鋁合金模板拆除

1）模板拆除：先拆柱斜撐，卸掉單面抱箍，然后用開模器輕輕撬動模板，使模板離開墻體。

2）在鋁模早拆體系中，當混凝土澆筑完成后，強度達到設(shè)計強度的50%后即可拆除頂模，留下支撐桿及早拆頭。支撐桿的拆除時間應(yīng)根據(jù)留置同條件試塊強度來確定拆除時間[9]?？觳痼w系圖見圖 5。

圖5 快拆體系圖Fig.5 Fast disassembly system diagram

3）待上層墻柱鋼筋遞至上層樓面上，樓面煙道口等偏大一點的孔洞也可用作傳料孔?；炷翝仓笸庥^質(zhì)量見圖6。

圖6 外觀質(zhì)量圖Fig.6 Appearance quality diagram

5 細部及節(jié)點做法

5.1 企口及滴水線的做法

在鋁合金模板設(shè)計階段預(yù)先將需設(shè)置滴水線的結(jié)構(gòu)部位模板進行深化設(shè)計，采用鋁合金梯形條設(shè)置于模板面板上，梯形底邊靠近模板面板，可實現(xiàn)輕松脫模的同時又不會導(dǎo)致拆模引起混凝土表面損傷。為保證后期砌筑工程施工質(zhì)量，方便抹灰掛網(wǎng)，設(shè)計時將砌筑企口進行深化。

5.2 降板區(qū)模板做法

公寓樓衛(wèi)生間區(qū)域設(shè)計350 mm的降板區(qū)，降板區(qū)部位的吊模使用鋁模板，關(guān)聯(lián)的吊模之間設(shè)置角鐵角鋁加固，靠近外墻的吊板需要額外和外墻板連接，較小沉降部位的吊模使用鐵制方框。

5.3 門邊柱模板優(yōu)化施工

為了保證二次結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，方便施工，在鋁合金模板設(shè)計時將門邊柱、外墻構(gòu)造砌體、窗底、陽臺反坎及門洞過梁全部深化至鋁模一次澆筑完成。

5.4 鋁合金K板設(shè)置

本工程施工過程中，采用了鋁合金K板作為上下層鋁合金模板的連接板，下層主體結(jié)構(gòu)施工時，預(yù)先在模板上口設(shè)置K板，K板與主體結(jié)構(gòu)采用連接螺栓進行連接，連接螺栓預(yù)埋入主體混凝土結(jié)構(gòu)中，連接螺栓內(nèi)側(cè)設(shè)置螺母，可在混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后松動螺桿實現(xiàn)K板的拆除重復(fù)利用。

鋁合金K板主要設(shè)置在外墻上下層結(jié)構(gòu)交接處、結(jié)構(gòu)主體內(nèi)部煙道穿樓板處、衛(wèi)生間降板區(qū)與內(nèi)墻連接處等部位，設(shè)置K板可有效的防止上下層施工混凝土結(jié)構(gòu)錯臺的產(chǎn)生，而且可有效的防止混凝土接茬處因漏漿導(dǎo)致的蜂窩、麻面等質(zhì)量病害的發(fā)生。

6 結(jié)語

鋁合金模板對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強，尤其是高層剪力墻結(jié)構(gòu)，更能突顯其優(yōu)勢。具有施工工效高，綜合施工成本低，質(zhì)量優(yōu)、綠色環(huán)保的特點，為其推廣使用提供了較好的條件。在運用鋁合金模板施工時，為使鋁模的利用率及周轉(zhuǎn)率達到最佳效果，在深化時應(yīng)加強對標準板的細化，使標準板可以在多個項目中使用。施工中，可根據(jù)項目特點及工藝編制出標準，形成標準化施工。