高層住宅施工中鋁模板體系應(yīng)用探討

廖峰

（國(guó)貿(mào)地產(chǎn)集團(tuán)有限公司）

近年的高層住宅施工中，鋁模板體系已經(jīng)逐步取代木模板體系。因鋁模板體系具有安裝便捷、施工效率高重復(fù)利用的特性，不僅能夠縮短工期，還有助于提升模板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，施工成品質(zhì)量也較優(yōu)。在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，鋁模板體系均具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)其在高層住宅施工中的應(yīng)用展開研究具有重要意義。

1 工程案例

1.1 工程概況

廈門國(guó)貿(mào)天成一二期住宅項(xiàng)目，工程建筑面積244595.07m2，建筑風(fēng)格以新中式為主，共計(jì)18 棟住宅樓，其中小高層10 棟，高層8 棟，最高樓層34 層。高層主體結(jié)構(gòu)均采用鋁模板體系施工。

1.2 模板方案對(duì)比分析

根據(jù)施工可行性，從技術(shù)層面分析，小鋼模板、鋁模板和木模板均可適用。為選擇最佳方案，需從經(jīng)濟(jì)層面進(jìn)行對(duì)比。其中的小鋼模板在施工中需要采用大量的施工材料，吊運(yùn)成本較高。根據(jù)本工程的施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，大型車輛進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)較困難，施工材料均需通過塔吊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，因此排除小鋼模板。木模板方案成熟，但通過和鋁模板成本投入細(xì)化分析后，選擇采用后者。木模板與鋁模板的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比見表1。

2 高層住宅中鋁模板體系的應(yīng)用

2.1 模板方案設(shè)計(jì)

在標(biāo)準(zhǔn)層施工的過程中，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和整體性提出了較高的要求，為了保障對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的整體鑄造，選用模板方案時(shí)需綜合考慮到工程實(shí)際的施工標(biāo)準(zhǔn)要求以及工期和經(jīng)濟(jì)性因素。為提升模板系統(tǒng)的利用率，施工中全面選用鋁模板施工技術(shù)。在墻柱和樓梯施工中均選用強(qiáng)拉片桿鋁模板體系。此外，還要求對(duì)鋁模板的變形值進(jìn)行合理控制，具體要求如下：模板自身的變形值應(yīng)控制在模板構(gòu)件計(jì)算跨度的1/400 左右，其中單個(gè)模板的變形值應(yīng)控制在1.5mm 以下；普通混凝土模板的累計(jì)變形值應(yīng)在3mm 以內(nèi)。對(duì)于鋁模板的承載力需要通過下述抗彎強(qiáng)度的公式得出：

式中的Mmax代表最不利彎距值，單位N·mm；Wa代表模板截面部分的抗拒力，單位mm3；σ 指模板應(yīng)力，單位N/mm2；a∫為抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位N/mm2。

2.2 模板制作與安裝

鋁模板的主要構(gòu)成為面板、支架和連接構(gòu)件（見圖1）。模板采用模具壓軋成型，可根據(jù)項(xiàng)目要求，將模板結(jié)構(gòu)組合成不同形狀和尺寸的模架。施工作業(yè)中，對(duì)模板構(gòu)件作編號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模板結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確定位。

總結(jié)前期的施工經(jīng)驗(yàn)，在針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樓板結(jié)構(gòu)開展施工作業(yè)時(shí)，鋁模板尺寸標(biāo)準(zhǔn)如表2。

表1 鋁模板和木模板的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比 （單位：元/m2）

圖1 鋁模板結(jié)構(gòu)圖

表2 標(biāo)準(zhǔn)樓板鋁模板施工數(shù)據(jù) （單位：mm)

2.3 結(jié)構(gòu)搭建與澆筑

在模板結(jié)構(gòu)搭建的過程中，為了提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在其底部支撐結(jié)構(gòu)中應(yīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置支柱，標(biāo)準(zhǔn)層施工中，立柱的設(shè)置應(yīng)保持間距在1.3m 左右，為確保結(jié)構(gòu)性能符合施工要求，混凝土澆筑完成后，待其強(qiáng)度超出50%便可將模板拆除。梁體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，其底部的支撐柱間距也需控制在1.3m 左右，與標(biāo)準(zhǔn)層施工的差異在于混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度只有超出75%以上方能拆除模板?？紤]到本工程的施工進(jìn)度要求，模板施工時(shí)間應(yīng)盡量控制在四天以內(nèi)，但受到施工因素的影響，模板材料的利用率較低，這為施工工期管理帶來了一定的難度。

2.4 拆模

根據(jù)模板施工工藝全部施工完成后，則需要按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將模板結(jié)構(gòu)拆除。拆模時(shí)，也需按照模板編號(hào)依次堆放。通常需要遵循誰安裝誰拆除的原則保障模板管理的規(guī)范性。拆模之前，應(yīng)綜合測(cè)試混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，確保其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求后，方能執(zhí)行拆模作業(yè)。拆模的過程中，應(yīng)首先拆除墻體拉桿結(jié)構(gòu)，需保證拆模操作的效率，盡量在最短的時(shí)間內(nèi)完成拉桿結(jié)構(gòu)的拆除操作。需要特別注意的是，墻體模板拆除應(yīng)與下部外圍模板拆除工作同步開展，上層墻體模板可以留到最后拆除。當(dāng)墻體部位的模板拆除完畢后，可將其中的螺栓去掉，最后將下層外圍起步模板拆除。

2.5 應(yīng)用效果

建筑面積為2700m2的模板工程，采取鋁模板體系和木模板體系施工的材料費(fèi)用分別為253000 元和453600 元，材料費(fèi)用的差異對(duì)比明顯，可見鋁模板體系具備更好的經(jīng)濟(jì)性。具體施工數(shù)據(jù)見表3。

表3 鋁模板與木模板的施工應(yīng)用效果

3 鋁模板施工的注意事項(xiàng)

3.1 控制施工進(jìn)度

模板施工過程中，常見工期延誤的現(xiàn)象，主要原因是建筑造型較為復(fù)雜，模板施工時(shí)需要面臨多種凹凸不一的線形結(jié)構(gòu)，致使模板施工工時(shí)加大，影響工程進(jìn)度。此外，也與施工水平相關(guān)，如果施工過程中未按照模板施工要求規(guī)范施工行為，出現(xiàn)返工的現(xiàn)象也會(huì)影響工期。因此，要求施工單位應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化施工，提升施工人員的專業(yè)能力，組建高素質(zhì)的施工團(tuán)隊(duì)，保障鋁模板體系的穩(wěn)定性。

3.2 施工難度較大

高層住宅建筑施工中，模板結(jié)構(gòu)施工的難度相對(duì)較大，主要表現(xiàn)為腳手架的高度過大，施工過程中的安全系數(shù)降低，一般當(dāng)腳手架高度超出25m 時(shí)，便會(huì)對(duì)模板本身的施工質(zhì)量構(gòu)成影響。另外，施工過程中也會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案臨時(shí)變更的狀況，由于無法臨時(shí)生產(chǎn)鋁模板構(gòu)件，在變更部位的施工通常需要利用木模板來代替，這便對(duì)模板施工的整體質(zhì)量帶來了嚴(yán)重影響。為避免上述問題，要求在工程設(shè)計(jì)階段做好圖紙審核工作，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際，合理控制腳手架的高度，盡量將其控制在安全范圍內(nèi)，提升鋁模板施工作業(yè)的可靠性。

4 基于BIM 的鋁模板體系

在借助BIM 技術(shù)進(jìn)行鋁模板體系構(gòu)建時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建，通過對(duì)圖紙的處理可以導(dǎo)出完整的結(jié)構(gòu)模型，為主體結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建做足準(zhǔn)備工作。當(dāng)根據(jù)圖紙內(nèi)容完成基礎(chǔ)模型的搭建后，系統(tǒng)內(nèi)部便可根據(jù)施工順序完成建模操作。相關(guān)作業(yè)人員可以根據(jù)模型搭建過程以及系統(tǒng)反饋的報(bào)告信息，了解圖紙中存在的潛在問題。在圖紙中的問題得到全面解決后，便可分別進(jìn)行梁模板與柱模板的創(chuàng)建工作。

其中，梁模板創(chuàng)建時(shí)，應(yīng)先設(shè)置一個(gè)梁模板的族，通過放樣得出梁的側(cè)模與底模，可以對(duì)梁模板進(jìn)行重新命名，為了方便區(qū)分，可將其長(zhǎng)度尺寸作為命名名稱。在模板新建之后，便可將其導(dǎo)入到整個(gè)項(xiàng)目中，生成梁模板結(jié)構(gòu)。柱模板的創(chuàng)建過程與梁模板相似，不同之處在于需要先創(chuàng)建一個(gè)柱族，之后將原本的混凝土柱剪切后，在其四周拉伸出模板側(cè)邊，組合后另存為柱模板。最后，將柱模板導(dǎo)入到項(xiàng)目中，將項(xiàng)目中的柱類型替換為柱模板。

利用BIM 技術(shù)建模生成模板體系的主要作業(yè)優(yōu)勢(shì)在于，可以對(duì)模板施工過程中的各類數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，使相關(guān)的施工人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋁模板工程中現(xiàn)存的問題和潛在問題。通過對(duì)模板施工方案進(jìn)行調(diào)整，來提升模板施工的可靠性，為后期的澆筑作業(yè)提供技術(shù)保障。

5 結(jié)束語

綜上所述，在高層住宅施工中，鋁模板體系的應(yīng)用不僅能夠控制施工成本，還有助于縮短工期，與前期的模板工程相比更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，且與當(dāng)前的綠色施工要求相符。為此，相關(guān)的施工單位可以繼續(xù)探究鋁模板體系的應(yīng)用價(jià)值，加大對(duì)鋁模板體系的應(yīng)用力度。