鋁合金模板在高層建筑核心筒施工中的應(yīng)用研究

張建玉

（廈門鷺恒達(dá)建筑工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

在高層、超高層建筑工程項目中，鋁合金模板具有質(zhì)量輕、拆裝方便、循環(huán)利用率高、回收價值高等特點，對施工機(jī)械依賴度低，其澆筑質(zhì)量可達(dá)到清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)，可適用于墻體、樓面頂板、梁、樓梯等部位澆筑施工。隨著鋁合金模板技術(shù)日益成熟，在國內(nèi)建筑領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。本文以江南第一城工程項目為例，就鋁合金模板在高層建筑核心筒結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析。

1 工程概況

本工程為江南第一城 C01-C06 地塊 D 區(qū)二期（御嶺二期）工程項目，項目位于福建省南平市，總建筑面積 118509.41 平方米，項目擬建 8 棟（7#、8#、9#、10#、11#、12 左#、12 右#、13# ）住宅樓，其中，12#左、12#右為34層建筑（高度均為100.55m），8#為29層建筑（高度為86.05m），其余建筑均為33層建筑（高度97.65m）。地上建筑面積 105709.41 ㎡,地下1層，地下建筑面積 12800.00 ㎡，建筑占地面積 5582.16 ㎡。本工程為剪力墻結(jié)構(gòu)。

本建筑工程核心筒部分長約25.95m，寬約13.8m，墻體厚度為150mm，主要為樓梯間、電梯間功能區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9m，標(biāo)準(zhǔn)層墻柱、樓面均采用鋁合金模板施工，每棟單層混凝土接觸面積為1480m2，核心筒墻柱、梁板、樓梯均采用鋁合金模板。為加快施工進(jìn)度，減少塔吊工作量，結(jié)合本工程實際情況，8棟住宅樓標(biāo)準(zhǔn)層擬定采用快拆鋁合金模板體系施工，梁、樓面板模板均采用整體安裝方式，模板及支撐系統(tǒng)上下層轉(zhuǎn)運采用人工運輸方式，鋁合金模板周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá) 160次以上。因此，采用鋁合金模板施工具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

2 鋁合金模板深化設(shè)計

本工程中，核心筒鋁合金模板設(shè)計包括樓面頂板、橫梁、梁模板、墻模板、樓梯模板和電梯區(qū)域模板等。

2.1 樓面頂板模板深化設(shè)計

本工程中，樓面頂板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 400×1100mm，局部按實際結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，樓面頂板型材高度為 65mm，鋁合金板材厚度為 4mm。樓面頂板橫向間隔小于1100mm，設(shè)置一道 100mm寬鋁梁龍骨（如圖1所示），鋁梁龍骨縱向間隔小于1000mm，并設(shè)置快拆支撐頭（如圖2所示）。

圖1：樓面頂板模板設(shè)計

圖2：樓面頂板鋁梁龍骨裝拆示意圖

2.2 梁模板深化設(shè)計

本工程梁底模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 200×1000mm，局部按實際結(jié)構(gòu)尺寸配置。梁模板型材高度為65mm，鋁板材厚度為 4mm。當(dāng)梁截面寬度小于400mm時，梁底設(shè)單排支撐，梁底支撐間距為1100mm，梁底中間鋪板，梁底支撐鋁梁寬度分別為100mm、230mm，分別設(shè)置在梁模板兩側(cè)。

2.3 墻面模板深化設(shè)計

本工程內(nèi)墻模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 400×2650mm，外墻與電梯井空洞模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 400×2600mm。內(nèi)、外墻超出鋁合金板高度的部分，制作加高板與；鋁合金棒上下相接，墻模板型材高度為 65mm，鋁合金厚度為 4mm。墻模板連接處設(shè)置拉桿，橫向設(shè)置間距小于800mm，縱向設(shè)置間距控制在900mm以內(nèi)。以對拉螺栓固定模板和墻體，墻模板背面設(shè)有背楞，背楞設(shè)置間距小于 900mm。根據(jù)“內(nèi)四外五”原則，外墻外側(cè)設(shè)置5道背楞（如圖3所示），外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻均設(shè)置4道背楞。本工程中，第一道、第三道背楞上加裝可調(diào)大斜撐，用以調(diào)整墻體模板豎向垂直度，斜撐間距根據(jù)墻面長度確定，間距控制在 1500mm以內(nèi)，墻面模板背楞設(shè)有背楞，背楞設(shè)置間距控制在 1200mm以內(nèi)。背楞為矩形鋼管對焊制作而成，尺寸為40mm×60mm×2.5mm。

圖3：墻面模板支撐設(shè)計

2.4 樓梯模板深化設(shè)計

樓梯模板包括踏步模、底模、底部支撐、墻模、狗牙模、側(cè)封板等組成部分。樓梯模板底部設(shè)有底部支撐（如圖4所示）。

圖4：樓梯模底部支撐示意圖

2.5 傳料口模板設(shè)計

為便于鋁模板在上下層之間傳送，需要在核心筒頂板位置預(yù)留傳料口（如圖5所示），傳料口尺寸為 200×800mm，模板通過傳料口傳遞至上一層。傳料口采用預(yù)埋成型特盒子成型制作，采用該方式制作和安裝傳料口能夠簡化配模，而且節(jié)約了施工周期。非模板傳遞時，以蓋板覆蓋傳料口，防止人員、物料墜落。該層澆筑完成后澆筑混凝土封堵傳料口，從而完成核心筒模板施工。

圖5：核心筒傳料口設(shè)計

2.6 傳料口模板設(shè)計

電梯井模板采用外模板配模。為確保鋁合金模板穩(wěn)定連接，在電梯井鋁合金模板上方使用寬度65×65mm的角鋁以斜拉方式固定（如圖6所示），中間部位增加一道或多道橫撐加固。

圖6：電梯井鋁合金模板固定

3 鋁合金模板安裝與拆除

3.1 施工工藝流程

本工程鋁合金模板施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備-驗線-墻身垂直參照線及墻身定位-墻板及垂直度校正-樓面梁模板安裝及校正-樓面模板龍骨安裝-樓面梁模板安裝及調(diào)平-整體校正加固-隱藏驗收-混凝土澆筑-模板拆除。

3.2 施工準(zhǔn)備

鋁合金模板施工前，應(yīng)將模板按規(guī)格、尺寸堆放，并進(jìn)行編號排列整齊，以便于辨別，確保模板正確安裝。模板疊放時應(yīng)底部第一塊模板板面朝上，所有的連接件及其特殊工具應(yīng)妥善儲存，待施工前分發(fā)。模板施工前，應(yīng)當(dāng)模板混凝土接觸面進(jìn)行鑿毛處理，剔出混凝土表面浮漿，表面鑿毛面積至少大于模板接觸面積的70%。

3.3 驗線

施工前，以裝配位置混凝土樓板面標(biāo)高為基準(zhǔn)測量模板安裝控制線，并加強(qiáng)測量數(shù)據(jù)記錄與復(fù)核，確保模板標(biāo)高控制線準(zhǔn)確無誤。墻板底角標(biāo)準(zhǔn)尺寸為40×65mm，實際尺寸按50mm，預(yù)留10mm作為調(diào)節(jié)長度，用于調(diào)節(jié)混凝土澆筑后高低不平的問題，并降低墻模拆模難度。

3.4 墻身垂直參照線及墻角定位

墻身垂直參照線應(yīng)對照墻線外200mm處設(shè)置，并以此作為墻身垂直為參照線。剪力墻豎向鋼筋距鋁合金模板板面50mm焊接定位鋼筋，定位鋼筋間距為500mm，寬度與剪力墻結(jié)構(gòu)同寬，墻頭焊接兩根定位鋼筋。由于定位鋼筋施工可能對鋁合金模板垂直度造成影響，因此，應(yīng)安排專人檢查、復(fù)核墻面模板垂直度。

3.5 墻板安裝與垂直度校正

在鋼筋工程施工完成并驗收合格后，應(yīng)確保內(nèi)撐表面垂直、水平方向與墻角呈直角。墻板安裝前，應(yīng)檢查鋁合金模板表面平整度，并涂抹適量脫模劑。然后，根據(jù)墻板垂直度參照線和控制線安裝墻板，墻板自端部開始，由墻體兩側(cè)向中間安裝。同時，墻體端部按邊線位置制作定位鋼筋，并對墻板安裝位置進(jìn)行檢查、調(diào)節(jié)，確保鋁合金模板安裝誤差小于1mm。在混凝土澆筑前，應(yīng)對墻板垂直度進(jìn)行復(fù)核，并通過斜拉桿調(diào)整墻板垂直度。

3.6 樓頂模板龍骨安裝

在梁模板安裝完成后，應(yīng)對墻面模板、梁模板進(jìn)行垂直度檢查，并以墻面模板垂直度參考線為基準(zhǔn)安裝樓面龍骨。樓頂模板支撐與墻頂邊摸、支撐橫梁連接，第二塊梁模板以銷子連接方式與第一塊梁模板連接。安裝過程中應(yīng)注意第二塊模板不與橫梁連接，以便于第三課模板安裝時預(yù)留足夠的調(diào)整空間。當(dāng)?shù)谌龎K梁模板固定安裝后，將第二塊模板固定在梁模板橫梁上，并以此方法安裝其他梁模板。

3.8 整體校正加固

待核心筒模板全部安裝完成后，應(yīng)使用水平儀對鋁合金模板水平度、垂直度、標(biāo)高進(jìn)行測量，如發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)通過調(diào)節(jié)支撐進(jìn)行調(diào)節(jié)校正，直至達(dá)到整體平整、垂直度和標(biāo)高要求。

3.9 隱藏驗收及混凝土澆筑

鋁合金模板安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行隱藏驗收，對整個樓面進(jìn)行一次水平、標(biāo)高校核工作，重點檢查鋁合金模板支撐體系銷釘緊固程度，檢查鋁合金模板底部是否存在縫隙，并使用素混凝土填實。待鋁合金模板隱藏驗收通過后即可進(jìn)行混凝土澆筑。

3.10 模板拆除

模板拆除前應(yīng)對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，根據(jù)構(gòu)件跨度長度不同（如表1所示），其模板拆除強(qiáng)度要求存在一定的差異。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后即可進(jìn)行模板拆除和轉(zhuǎn)運。為保證混凝土強(qiáng)度檢查數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，可在施工前同步增加混凝土試塊，并依據(jù)試塊抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果確定模板拆除時間。模板拆除時應(yīng)遵循先澆后拆、后澆后拆的順序。

表1：模板拆除混凝土強(qiáng)度要求

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程中，通過鋁合金模板技術(shù)應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程中，由于鋁合金模板周轉(zhuǎn)次數(shù)達(dá) 160次，模板使用過程中變形小，周轉(zhuǎn)次數(shù)顯著高于鋼模板或木模板，在高層、超高層建筑中具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。經(jīng)測算，鋁合金模板制作成本雖高于木模板，但通過重復(fù)周轉(zhuǎn)利用，其制作成本與木模板成本相當(dāng)。同時，通過傳料口轉(zhuǎn)運鋁合金模板，大大降低了模板施工工作量，節(jié)省了垂直運輸設(shè)備租賃費用，經(jīng)測算，采用鋁合金模板節(jié)省設(shè)備租賃費用約10萬元/d。此外，由于鋁合金模板平整度高，其施工效果達(dá)到清水混凝土效果，墻面空鼓問題得到有效控制，省略了墻面抹灰工序，節(jié)約墻面抹灰費用、人工費用等約24元/m2。由此可見，在建筑工程中應(yīng)用鋁合金模板具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 社會效益分析

通過本工程應(yīng)用實踐，有效提升了施工企業(yè)施工技術(shù)水平，提升了企業(yè)在建筑市場的整體競爭實力。同時，通過鋁合金模板與早拆技術(shù)結(jié)合，促進(jìn)了模板施工技術(shù)的研究與實踐，簡化了施工現(xiàn)場環(huán)境，減少了施工現(xiàn)場噪聲污染和建筑垃圾，實現(xiàn)了綠色施工。

5 結(jié)語

通過本工程應(yīng)用實踐表明，鋁合金模板施工技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，不僅能夠滿足高層建筑施工質(zhì)量要求，而且能夠加快施工進(jìn)度、降低施工成本，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。