鋁模體系在復(fù)雜造型高層住宅中的設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工技術(shù)

齊曉劍，蒙緒權(quán)，李永文，袁利紅

（廣東省建筑構(gòu)件工程有限公司 廣州 510610）

1 工程概況

某項(xiàng)目位于廣東省揭陽(yáng)市普寧市G324 國(guó)道側(cè)，總建筑面積約36 萬(wàn)m2，包含別墅、洋房和高層住宅。其中33 層的高層住宅采用鋁模施工，建筑高度99.80 m，標(biāo)準(zhǔn)層高3.0 m，1 層地下室。4 棟高層住宅平面采用“蝶形”布置，平面造型復(fù)雜（見(jiàn)圖1），且外觀線條多。

圖1 建筑平面為“蝶形”布置Fig.1 The Layout of the Building is“Butterfly-Shaped”

2 鋁模的深化設(shè)計(jì)

相對(duì)于國(guó)內(nèi)知名房地產(chǎn)商以“品字形”或“十字形”平面布置的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化單元設(shè)計(jì)模式，本項(xiàng)目建設(shè)方更注重個(gè)性化和精品設(shè)計(jì)理念，“蝶形”布置較普遍，導(dǎo)致建筑造型線條復(fù)雜、富于變化，而這與鋁模應(yīng)用的方正簡(jiǎn)潔相悖。本項(xiàng)目4 棟33 層住宅采用鋁模施工，鋁模從第3 層開(kāi)始施工至屋面層。由于本項(xiàng)目4 棟高層戶型也采用“蝶形”布置，造型復(fù)雜，外觀線條、飄窗、飄臺(tái)眾多，為達(dá)到建設(shè)方在設(shè)計(jì)上的特殊要求，鋁模的深化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)措施就尤其重要。本項(xiàng)目在開(kāi)工前，施工單位聯(lián)合業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等針對(duì)施工圖進(jìn)行了大量節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)深化和施工技術(shù)攻關(guān)工作，取得了良好效果。

2.1 鋁模板主要構(gòu)件及構(gòu)造設(shè)計(jì)

鋁模板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括鋁制墻板系統(tǒng)和鋼制支撐系統(tǒng)，主要構(gòu)件有樓板鋁型材、墻面鋁型材、轉(zhuǎn)角鋁型材、K 板、鋼背楞、鋼支頂及鋼斜支撐，輔材有穿墻螺絲、PVC 套筒、鋼絲繩、銷釘、銷片、螺栓套、水性脫模劑。鋁模系統(tǒng)的鋁型材采用型號(hào)6061-T6，鋼材采用Q235。為保證工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良，本項(xiàng)目墻柱背楞采用“內(nèi)四外五”，即內(nèi)墻4 道背楞加固，外墻增加5 道（承接板豎向）背楞加固。墻體鋁模板構(gòu)造如圖2所示。

2.2 鋁模板節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)措施

本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)未考慮使用鋁模，因此在施工前，必須對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行大量設(shè)計(jì)深化［1-4］，并采取一定的施工措施，以滿足鋁模施工需要，本項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)措施具體如下。

2.2.1 門窗掛梁節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)

圖2 墻體鋁模板構(gòu)造圖Fig.2 Structure of Wall Aluminum Mold

⑴門頭過(guò)梁現(xiàn)澆，門頭下掛長(zhǎng)度兩端再向外延伸250 mm，門頭下掛梁長(zhǎng)度按門寬，門頭下掛寬度隨隔墻寬度設(shè)置（見(jiàn)圖3a）。

⑵外窗的下掛梁現(xiàn)澆，同室內(nèi)門頭過(guò)梁。

⑶特殊情況門頭下掛梁離墻邊或二個(gè)門頭下掛梁相交離距≤400 mm 時(shí)，下掛梁延伸至直接做通處理（見(jiàn)圖3b、圖3c）。

圖3 門窗掛梁節(jié)點(diǎn)Fig.3 Door and Window Hanging Beam Joints

⑷僅在有結(jié)構(gòu)梁位置設(shè)置門頭下掛，不做板下掛，即直接設(shè)置在樓面板處的下掛梁，不采用現(xiàn)澆。當(dāng)下掛梁高度≥300 mm 時(shí)，此類梁底下掛不現(xiàn)澆。

2.2.2 墻梁企口節(jié)點(diǎn)深化及施工措施

⑴內(nèi)剪力墻、梁與砌體墻相交處設(shè)置企口（見(jiàn)圖4a）。采用鋁模廠現(xiàn)有型號(hào)100×5（不帶斜口）、110×10（帶斜口）。

⑵下掛梁端頭與砌體墻相交的豎向設(shè)置企口，如圖4b 所示。

⑶企口采用螺絲加固。

圖4 墻梁企口節(jié)點(diǎn)Fig.4 Wall Beam Joint

2.2.3 門窗壓槽點(diǎn)深化及施工措施

⑴外窗做壓槽，型材 20×135（帶斜口）、30×160（帶斜口）（見(jiàn)圖5），窗企口設(shè)置為內(nèi)凸形式，外窗保持原尺寸。壓槽采用螺絲加固和焊接。

⑵外墻連接的砌體墻經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意后改為現(xiàn)澆。

⑶外墻窗下砌體矮墻（窗臺(tái)）經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意改為現(xiàn)澆。

⑷防火門安裝凹槽一次鋁模成型。

圖5 窗壓槽節(jié)點(diǎn)Fig.5 Window Groove Joint

2.2.4 反梁與掛梁施工措施

為保證施工質(zhì)量，外圍所有比結(jié)構(gòu)面≥250mm 的反梁，鋁模施工時(shí)，反梁與板底下掛梁錯(cuò)層澆筑（見(jiàn)圖6）。

圖6 反梁與掛梁施工Fig.6 Reverse Beam and Hanging Beam Construction

2.2.5 滴水線設(shè)計(jì)深化及施工措施

滴水線距離結(jié)構(gòu)梁外沿為20 mm。滴水線采用鋁條，用螺絲固定在鋁模上（見(jiàn)圖7）。

圖7 滴水線仰視圖Fig.7 Drip Line Elevation View

2.2.6 樓梯深化及施工措施

⑴為保證整體樓梯施工質(zhì)量，樓梯踏步施工鋁模設(shè)置全蓋板。

⑵為施工方便，樓梯底部與梁底相交尖角處填平處理（見(jiàn)圖8）。

圖8 樓梯鋁模施工深化Fig.8 Construction Deepening of Staircase Aluminum Mould

2.2.7 內(nèi)墻底部鋁模深化及施工措施

內(nèi)墻腳鋁模（非沉池位置）高度減少10 mm，加工時(shí)按負(fù)公差。如：層高3 m，板厚100 mm，內(nèi)墻理論模板高度應(yīng)為2.9 m，鋁模配板高度2.89 m，則配板已預(yù)留10 mm 調(diào)整空間（見(jiàn)圖9）。

圖9 內(nèi)墻底部鋁模深化Fig.9 Deepening of Aluminum Die at the Bottom of Internal Wall

2.2.8 樓板預(yù)留洞口深化及施工措施

樓面預(yù)留洞口施工，僅針對(duì)放線洞口、傳料洞口、煙道洞口、泵料洞口施工，其它樓面留洞項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)按實(shí)際規(guī)格尺寸加工木盒預(yù)埋處理。

泵料管口尺寸為350 mm×350 mm，每層設(shè)置1 個(gè)，并保證所有泵料口在同一垂線上。傳料口統(tǒng)一規(guī)定建筑面積大于90 m2的戶型每戶設(shè)置2 個(gè)，建筑面積小于90 m2的戶型每戶設(shè)置1 個(gè)（見(jiàn)圖10）。

圖10 傳料口安裝Fig.10 Installation of Transfer Port

2.2.9 墻垛和矮墻深化及施工措施

⑴內(nèi)墻墻垛在鋁模深化設(shè)計(jì)時(shí)一次現(xiàn)澆。

⑵外圍磚砌墻（包括窗下墻）在鋁模深化設(shè)計(jì)時(shí)一次現(xiàn)澆。

2.2.10 強(qiáng)弱電箱洞口深化及施工措施

強(qiáng)弱電配電箱洞口在施工時(shí)一次性預(yù)留，機(jī)電安裝班組與在鋁模安裝后跟進(jìn)安裝。

2.2.11 管井間鋁模深化及施工措施

水井、電井和設(shè)備管道井等結(jié)構(gòu)樓面板采取預(yù)埋套管進(jìn)行一次澆筑施工，現(xiàn)澆預(yù)留設(shè)備洞口。

2.2.12 電梯井道

電梯井道采用全剪力墻結(jié)構(gòu)，鋁模一次性深化設(shè)計(jì)到位。

2.2.13 飄窗、空調(diào)板

飄窗、空調(diào)板等結(jié)構(gòu)上蓋板采用鋁模蓋板設(shè)計(jì)。

2.2.14 外立面造型線條處理

本建筑4、5 層設(shè)置有造型線條，鋁模施工時(shí)不予考慮，后期采用GRC 施工造型線條。

2.2.15 核心筒銳角處理

本建筑在與核心筒交接處設(shè)計(jì)有一個(gè)銳角，由于銳角難以加固安裝等一系列的問(wèn)題，導(dǎo)致施工質(zhì)量不好，因此采用填充處理。

2.2.16 構(gòu)造柱處理

所有構(gòu)造柱同鋁模深化到位一次性施工，其混凝土標(biāo)號(hào)同樓板混凝土標(biāo)號(hào)。

3 鋁模施工關(guān)鍵點(diǎn)施工技術(shù)［5-6］

3.1 測(cè)量放線

⑴全部墻柱采用“雙控線”。測(cè)量員根據(jù)軸線引測(cè)出墻柱所有邊線及300 mm 控制線，根據(jù)邊線，焊工在2 h 內(nèi)完成定位鋼筋的焊接。

⑵現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量員根據(jù)控制線復(fù)核墻柱邊線和定位鋼筋的位置是否正確。

⑶使用水平儀測(cè)量本層標(biāo)高是否在控制范圍內(nèi)，宜低不宜高，超出10 mm 需要做相應(yīng)的找平處理。

3.2 定位鋼筋

在墻柱根部離地約50 mm，間距600 mm 焊接定位鋼筋。封口位置焊成井字形。

3.3 模板分類分區(qū)擺放

按模板編號(hào)把模板分區(qū)分房間整齊擺放，涂刷鋁模專配脫模劑。由于新鋁模首次使用會(huì)與混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化膜，會(huì)造成拆模困難及產(chǎn)生氣泡等問(wèn)題。因此鋁模施工前，須在首三層使用鋁模專配脫模劑，保證對(duì)鋁模的保護(hù)及拆模效果，在后續(xù)施工中使用普通專用鋁模水性脫模劑，節(jié)約成本。不建議使用油性脫模劑，因?yàn)橛托悦撃┎粌H會(huì)污染鋼筋，還會(huì)使操作面變得光滑，工人容易摔倒，引起安全隱患。

3.4 墻柱模板安裝

安裝前，需保證所有模板接觸面及邊緣部位已進(jìn)行清理和涂刷脫模劑。所有模板均從角部開(kāi)始安裝，以保證模板安裝時(shí)的穩(wěn)定。

安裝墻柱模板有2 種方法，即“雙模”及“單?！卑惭b法。外圍墻體和大面積區(qū)域通常采用雙模法安裝，中間間墻及小面積區(qū)域采用單模法安裝。本項(xiàng)目墻柱模板的加固采用內(nèi)4 道背楞外5 道（承接板豎向）背楞加固，該方法施工穩(wěn)定性好，質(zhì)量有保證。加固直背楞長(zhǎng)度不宜超過(guò)3 500 mm，直角背楞總長(zhǎng)度不宜超出4 000 mm 且單邊長(zhǎng)度不宜超過(guò)3 000 mm，便于工人操作。陰角轉(zhuǎn)角雙邊長(zhǎng)度大于800 mm 時(shí)，陰角轉(zhuǎn)角處不做直角背楞，如：電梯井、底部飄窗與剪力墻聯(lián)通位置做直背楞處理。轉(zhuǎn)角陰角處任意單邊長(zhǎng)度小于800 mm時(shí)使用直角背楞，如在門窗洞口處需要拉通且達(dá)到背楞最大長(zhǎng)度極限時(shí)，應(yīng)按實(shí)際使用保證最少2 道背楞為直角定型背楞。

本項(xiàng)目剪力墻模板現(xiàn)場(chǎng)安裝情況如圖11a 所示。

3.5 梁板模板的安裝

梁板模板安裝前，鋁模與混凝土接觸面處要涂脫模劑。

梁板模板安裝按照鋁模排版圖依次進(jìn)行即可，梁板支撐離邊距離不得大于1 250 mm，支撐間距不大于1 300 mm，梁底寬度大于350 mm 時(shí)使用雙頂頭支撐，內(nèi)梁高度（含下掛）大于650 mm 時(shí)，梁側(cè)需設(shè)置背楞。

需要留意飄板、沉箱等處模板的安裝。飄窗懸臂部位上下設(shè)置抗浮背楞，背楞與背楞間距不大于1 200 mm。飄窗蓋板平行于長(zhǎng)邊方向設(shè)置，與短邊方向背楞形成十字型受力，增強(qiáng)抗變形能力。懸挑式飄窗的上下飄窗之間還需設(shè)置定型桿，以保證上下飄之間的凈空尺寸。板面模板安裝完成后，質(zhì)量員要對(duì)板面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，標(biāo)高超過(guò)規(guī)范規(guī)定范圍時(shí)，要對(duì)模板支撐桿進(jìn)行調(diào)整，直到符合規(guī)范規(guī)定為止。梁板鋁模安裝如圖11b 所示。

3.6 澆筑混凝土

混凝土澆筑前，管理人員應(yīng)對(duì)鋁模進(jìn)行嚴(yán)格檢查。澆筑過(guò)程中，必須安排一名鋁模安裝工人跟班觀察銷釘、銷片、螺桿、螺帽、地腳螺栓緊固情況，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)、脫落應(yīng)立即進(jìn)行恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)鋁模變形等嚴(yán)重情況時(shí)，需立即報(bào)告管理人員找出原因，進(jìn)行整改甚至?xí)和Ｊ┕?，直至?wèn)題得到解決。

3.7 鋁模拆除

⑴鋁模板拆模順序：非承重部分→承重部分；

圖11 模板安裝Fig.11 Template Installation

模板拆除作業(yè)流程（非承重部分）：作業(yè)準(zhǔn)備→吊模拆除→反梁拆除→傳料口、放線口、煙道口拆除→樓梯踏步拆除→外梁側(cè)模/線條拆除→斜撐拆除→背愣拆除→墻柱板拆除；

⑵模板拆除作業(yè)流程（承重部分）：作業(yè)準(zhǔn)備→梁底模拆除→內(nèi)梁側(cè)模拆除→樓面C 槽拆除→樓面板拆除→飄窗拆除→K 板拆除（堅(jiān)持邊拆邊裝，拆完裝完的原則）→鋁模清理。

4 鋁模施工進(jìn)度控制

一般鋁模安裝第1 層計(jì)劃7～10 d，標(biāo)準(zhǔn)層5～6 d。本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)度控制如下：

第1 天：測(cè)量小組在樓板面進(jìn)行墻柱定位放線，要求放雙控線，以保證模板安裝時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證安裝精度。測(cè)量放線后，模板工人即可把下層拆除的模板從傳料口傳遞至工作樓板面。此時(shí)，扎墻柱鋼筋和預(yù)留水電管線工作要同時(shí)進(jìn)行；

第2～3 天：先進(jìn)行墻柱模板及加固背楞安裝，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)梁底模板和斜撐。墻柱模板的標(biāo)高、垂直度和水平度同時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整可采用千斤頂；

第3～4 天：安裝樓面板和梁側(cè)板，進(jìn)行樓面標(biāo)高的檢測(cè)和調(diào)整；

第5 天：綁扎梁及樓面鋼筋同時(shí)進(jìn)行模板驗(yàn)收和調(diào)整工作；

第6 天：安裝吊模，澆筑混凝土。

5 鋁模在本工程中的應(yīng)用成果

鋁模能否成功應(yīng)用，與前期建筑設(shè)計(jì)密切相關(guān)。國(guó)內(nèi)大型房地產(chǎn)公司常通過(guò)前置鋁模施工的條件，引導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)適應(yīng)鋁模施工要求。本項(xiàng)目則因?yàn)轫?xiàng)目業(yè)主方對(duì)建筑設(shè)計(jì)的個(gè)性化、高品質(zhì)追求，在后期施工階段才提出采用鋁模施工，給鋁模施工帶來(lái)了很大的難度。通過(guò)對(duì)鋁模的深化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)攻關(guān)，本工程在此方面總結(jié)了重要經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用成果［7-9］。

⑴提高了工程質(zhì)量。基于鋁模板的自身優(yōu)點(diǎn)，混凝土尺寸偏差小、外觀質(zhì)量明顯優(yōu)于木模板施工質(zhì)量，達(dá)到了建設(shè)方提出的要求。

⑵通過(guò)深化設(shè)計(jì)后與二次結(jié)構(gòu)合理地銜接，大大減少了二次構(gòu)件的施工數(shù)量。

⑶鋁模的應(yīng)用，推動(dòng)了設(shè)計(jì)和業(yè)主接受外墻全混凝土結(jié)構(gòu)理念，結(jié)構(gòu)面基本達(dá)到清水混凝土效果，使免抹灰技術(shù)的應(yīng)用水到渠成。免抹灰的應(yīng)用，不僅減少了抹灰工序，降低了工程成本，加快了工期，還可避免墻面抹灰出現(xiàn)空鼓開(kāi)裂的質(zhì)量通病。

⑷大大加快了施工進(jìn)度，節(jié)約工期，減少大型設(shè)備租金。

⑸鋁模施工不需搭設(shè)懸挑卸料平臺(tái)，鋁模直接通過(guò)樓板傳料口直接轉(zhuǎn)運(yùn)，不需要塔吊，減少了塔吊的使用率，既節(jié)能又環(huán)保。

⑹雜物較少，施工產(chǎn)生的垃圾少，利于安全文明施工。

⑺鋁模板周轉(zhuǎn)次數(shù)遠(yuǎn)大于木模板、組合大模板等，在超過(guò)20 層層數(shù)高的高層建筑施工中優(yōu)勢(shì)顯著。經(jīng)核算，當(dāng)住宅層高達(dá)到30 層時(shí)，采用鋁模的成本比傳統(tǒng)的木模板攤銷單價(jià)略低。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化鋁模設(shè)計(jì)、改進(jìn)鋁模施工方法創(chuàng)新技術(shù)，成功使鋁模系統(tǒng)滿足復(fù)雜外形的高層住宅施工要求，既達(dá)到了建筑設(shè)計(jì)意圖，又滿足了業(yè)主要求的外觀效果，為同類型工程施工提供了可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。