高層裝配式建筑支撐系統(tǒng)選型及優(yōu)化施工技術(shù)研究

李云鋒

（廣東省第一建筑工程有限公司 廣州 510010）

1 項(xiàng)目概況

某裝配式建筑項(xiàng)目位于廣東省東莞市，項(xiàng)目總用地面積近3 萬(wàn)m2，總建筑面積約11 萬(wàn)m2，地上為多棟高層商業(yè)住宅，最大建筑高度為90.0 m，整體效果如圖1所示。本項(xiàng)目住宅樓2層及以下為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，3～26 層結(jié)構(gòu)為裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)體系，頂部2 層豎向結(jié)構(gòu)采用預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)。主要預(yù)制構(gòu)件包括：疊合預(yù)制梁、疊合預(yù)制板、預(yù)制沉箱、預(yù)制樓梯、預(yù)制內(nèi)隔墻、預(yù)制剪力墻［1］。

圖1 項(xiàng)目整體效果Fig.1 Overall Effect of the Project

2 支撐體系合理選型

目前，國(guó)內(nèi)裝配式建筑模板支撐體系多采傳統(tǒng)的木模板或鋼模板，傳統(tǒng)木模施工存在漏漿、接縫錯(cuò)位、支模不牢等問題［2］。根據(jù)本項(xiàng)目豎向剪力墻采用現(xiàn)澆，水平結(jié)構(gòu)主要采用疊合預(yù)制梁、疊合預(yù)制的特點(diǎn)，從以下7 個(gè)主要因素進(jìn)行考慮，對(duì)模板支撐系統(tǒng)進(jìn)行選擇及優(yōu)化［3］。

⑴保證剪力墻以及梁墻、板墻、梁板連接節(jié)點(diǎn)混凝土的施工質(zhì)量；

⑵考慮預(yù)制構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。預(yù)制構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)與剪力墻鋁合金模板系統(tǒng)共同形成一個(gè)穩(wěn)定的模板支撐系統(tǒng)；

⑶考慮預(yù)制構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)安裝、拆除的方便性；

⑷預(yù)制構(gòu)件吊裝的快捷性、方便性。一是利用梁模對(duì)預(yù)制梁吊裝進(jìn)行準(zhǔn)確定位，二是井字形條板式鋁合金模板既作為支承預(yù)制梁板的楞條，又可作為施工操作平臺(tái)，有利施工安全；

⑸減少臨時(shí)支撐系統(tǒng)垂直運(yùn)輸對(duì)塔吊的依賴，充分發(fā)揮塔吊吊裝預(yù)制構(gòu)件的效能，有利于裝配式結(jié)構(gòu)分段吊裝施工；

⑹避免搭設(shè)卸料平臺(tái)；

⑺降低綜合施工成本。

綜合以上因素，剪力墻模板采用鋁合金模板及配套支撐；水平結(jié)構(gòu)預(yù)制梁支承模板采用鋁模［4］，豎向支撐采用早拆支撐；疊合板支撐系統(tǒng)采用井字形條板式早拆鋁合金模板支撐系統(tǒng)：周邊支承采用150 mm×150 mm 鋁角模，中間采用條板式鋁模作為支承檁條，豎向支撐采用早拆支撐，如圖2所示。

圖2 剪力墻、梁板模板樣板施工Fig.2 Shear Wall，Beam Slab Template Construction

疊合梁、板支撐的布置原則：

支撐的布置間距：梁底不大于1 500 mm 一道，板底不大于1 200 mm 一道。梁端不設(shè)豎向支撐，采用鋁角模支承；板豎向支撐距離剪力墻邊或梁邊凈距為250～400 mm，如圖3所示。

圖3 井字形條板式早拆鋁合金模板支撐系統(tǒng)安裝Fig.3 The Installation of the Well-shaped Strip Type Early Dismantling Aluminum Alloy Formwork Support System

3 裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

鋁合金模板和裝配構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)拼接貼合工藝進(jìn)度要求高，疊合梁與板、模板與構(gòu)件接縫處易出現(xiàn)如下問題［5］：

⑴裝配構(gòu)件和鋁模易貼合不嚴(yán)實(shí)易漏漿，特別是疊合板和疊合梁陰角位置偏差漏漿最為普遍。

⑵疊合板板邊支撐不牢，傳統(tǒng)的疊合板板邊設(shè)置木方或者方鋼支撐，無(wú)法與疊合板支撐形成整體結(jié)構(gòu)，接縫不嚴(yán)密牢靠。澆筑拆模出現(xiàn)明顯的色差，并為后續(xù)的裝修裝飾工作帶來(lái)大量的處理人工，耗材耗時(shí)［6］。

針對(duì)此類施工難題，通過與鋁合金模板廠家合作，根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，對(duì)鋁合模板與裝配式構(gòu)件的一體化施工進(jìn)行如下優(yōu)化：

⑴利用裝配式構(gòu)件工藝圖及施工圖采用BIM 技術(shù)進(jìn)行鋁合金模板進(jìn)行深化設(shè)計(jì)一體化施工，對(duì)立桿、斜撐進(jìn)行優(yōu)化，在滿足要求的情況下，減少立桿、斜桿的設(shè)置，提高操作空間和施工效率［7］，同時(shí)進(jìn)行碰撞分析和施工過程模擬，減少施工過程錯(cuò)漏和失誤，提高施工效率，縮短工期，如圖4、圖5所示。

圖4 鋁模和裝配構(gòu)件一體優(yōu)化設(shè)計(jì)Fig.4 Integrated Optimization Design of Aluminum Mold and Assembly Components

圖5 立桿布置優(yōu)化實(shí)物Fig.5 Physical Image of Pole Layout Optimization

⑵本技術(shù)的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)梁板節(jié)點(diǎn)支撐鋁合金模板結(jié)構(gòu)，梁模板包括鋁模轉(zhuǎn)角陰角模，通過鋁模轉(zhuǎn)角陰角模支承疊合樓板預(yù)制板，使得疊合樓板預(yù)制板與梁接縫處不需要設(shè)置支座，疊合梁、疊合板陰角部位模板一體化設(shè)計(jì)使得陰角模板牢靠難位移，增加澆筑過程中的穩(wěn)定性。同時(shí)該陽(yáng)角模還可起到對(duì)疊合樓板預(yù)制板的端部進(jìn)行調(diào)平作用，并密封疊合樓板預(yù)制板與梁相交的間隙，防止漏漿［8］，如圖6所示。

圖6 疊合梁、疊合板陰角部位模板一體化設(shè)計(jì)Fig.6 The Integrated Design of the Template for the Internal Corners of the Laminated Beam and the Laminated Plate

⑶鋁合金模板通過加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證梁柱節(jié)點(diǎn)、梁節(jié)點(diǎn)的施工精度和施工質(zhì)量。由于節(jié)點(diǎn)位置多采用現(xiàn)澆的方式，對(duì)模板強(qiáng)度要求相當(dāng)大，鋁合金模板可滿足高強(qiáng)度的振搗要求，如圖7 所示。同時(shí)保證現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)搭接的平整度和垂直度，并能減少色差，提高外觀質(zhì)量［9］。

圖7 梁、柱、板節(jié)點(diǎn)位置施工Fig.7 Construction of Beam，Column，and Slab Joint Position

4 實(shí)施效果

⑴利用裝配式構(gòu)件工藝圖及施工圖通過BIM 技術(shù)進(jìn)行鋁合金模板深化設(shè)計(jì)，減少立桿、斜桿的布置，提高操作空間和施工效率，減少施工過程錯(cuò)漏和失誤，提高施工效率，縮短工期［10］。

⑵本技術(shù)的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)梁板節(jié)點(diǎn)支撐鋁合金模板結(jié)構(gòu)，梁模板包括鋁模轉(zhuǎn)角陰角模，通過鋁模轉(zhuǎn)角陰角模支承疊合樓板預(yù)制板，減少了立桿支座的需求數(shù)量，并密封疊合樓板預(yù)制板與梁相交的間隙，防止漏漿，提高施工效率，降低施工成本。

⑶鋁合金模板通過加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證梁柱節(jié)點(diǎn)、梁節(jié)點(diǎn)的施工精度和施工質(zhì)量。同時(shí)保證現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)搭接的平整度和垂直度，并能減少色差，提高外觀質(zhì)量，拆模后無(wú)需后續(xù)的抹灰作業(yè)。

⑷本工藝將預(yù)制構(gòu)件施工和鋁模板施工2 種新工藝有機(jī)結(jié)合，通過現(xiàn)澆剪力墻鋁合金模板一體化設(shè)計(jì)，將鋁模頂部的轉(zhuǎn)角模優(yōu)化為疊合梁板端部支承點(diǎn)，減少了疊合梁板的支撐立桿數(shù)量，施工效率高；通過該角模可對(duì)疊合預(yù)制板的端部進(jìn)行調(diào)平和密封，提高安裝精度，避免漏漿。

大面積模板拆除后效果如圖8所示。

圖8 大面積模板拆除后效果Fig.8 Effect after Removal of Large-area Formwork

5 結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑現(xiàn)澆部位較少，使用傳統(tǒng)的木模板耗費(fèi)大量人工和木材，周轉(zhuǎn)率非常低，并且難以采用一般的腳手架支撐加固。鋁合金模板和配套快拆支撐系統(tǒng)的應(yīng)用，從根本上避免漏漿爆?，F(xiàn)象，使后澆構(gòu)件與預(yù)制構(gòu)件有相匹配的平整度和垂直度，減少色差，提高后澆部位的外觀質(zhì)量。另一方面，鋁合金配合預(yù)制構(gòu)件一體化設(shè)計(jì)，工廠化加工，提高周轉(zhuǎn)率，施工效率高，降低能耗，節(jié)省成本。鋁模與裝配式結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合符合綠色施工的理念，是建筑業(yè)發(fā)展的方向。