高層建筑工程鋁合金模板施工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用研究

董 彥

（甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)建筑領(lǐng)域快速發(fā)展，建設(shè)了大量高層及超高層建筑。在此過(guò)程中，模板技術(shù)也取得了顯著進(jìn)步。隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)在建設(shè)的高層建筑整體結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，很多建筑都設(shè)置了外飄窗結(jié)構(gòu)，外立面的線條也較多，墻內(nèi)設(shè)計(jì)有很多梁和墻。以上建筑結(jié)構(gòu)特征限制了工業(yè)化大模板系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。我國(guó)建筑很多時(shí)候使用木膠合板模板系統(tǒng)，這種模板系統(tǒng)使用大量木材，對(duì)資源是一種浪費(fèi)。2007年，相關(guān)政府部門頒布了《綠色施工導(dǎo)則》，要求建筑工程項(xiàng)目在施工時(shí)盡可能采用綠色施工技術(shù)，避免資源浪費(fèi)。近年來(lái)，我國(guó)也越來(lái)越重視節(jié)能減排問(wèn)題。在這樣的背景下，鋁合金模板快拆系統(tǒng)在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文主要結(jié)合某高層建筑施工案例，詳細(xì)介紹了鋁合金模板施工技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)于積累鋁合金模板施工經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)鋁合金模板在高層建筑中的應(yīng)用，具有重要實(shí)踐意義。

2 工程簡(jiǎn)介

某建設(shè)公司現(xiàn)需結(jié)合實(shí)際情況建設(shè)兩棟公寓樓，樓層數(shù)量分別為30層和37層，所有樓層層高為3.15m?？梢钥闯龉菍酉鄬?duì)較高，在綜合考慮鋁合金模板、鋼模板和竹木模板優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程項(xiàng)目施工質(zhì)量、施工周期要求和環(huán)保要求等因素，最終決定采用鋁合金模板進(jìn)行施工。

3 工藝原理及施工工藝過(guò)程

3.1 工藝原理

鋁合金具有很高的比強(qiáng)度，即密度小、強(qiáng)度高，并且拆裝過(guò)程非常便利。在使用鋁合金模板時(shí)，可以對(duì)建筑物的墻、柱、板、梁等尺寸進(jìn)行深度優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)加工鋁合金模板。通過(guò)對(duì)鋁合金模板的定制化加工，可以使建筑物中的梁板和墻柱模板形成一個(gè)整體，其剛度得到明顯提升。在模板本身剛度很高的情況下，可以減少支撐的使用數(shù)量。由于鋁合金具有很高的強(qiáng)度和剛度，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，混凝土自身重量也不會(huì)使鋁合金模板發(fā)生明顯變形。這樣澆筑得到的混凝土結(jié)構(gòu)具有很好的尺寸精度，表面的成形性也較好，通常無(wú)需在表面抹灰就可以達(dá)到使用要求。

3.2 工藝流程

利用鋁合金模板進(jìn)行施工時(shí)，高層建筑不同部位的模板需要遵循一定順序。通常先安裝邊模和邊角模，然后安裝墻模和梁模，最后安裝板模。安裝時(shí)利用銷釘對(duì)連接處進(jìn)行加固處理，梁板模板需要通過(guò)單獨(dú)的支撐對(duì)其進(jìn)行加固。所有模板安裝完成后，需要檢驗(yàn)標(biāo)高，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。安裝模板前需要完成測(cè)量放線和鋼筋綁扎工作，模板安裝驗(yàn)收合格后，可以進(jìn)行混凝土澆筑，待混凝土凝固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，即可拆除模板，然后開始下一層鋁合金模板的施工。鋁合金模板施工工藝流程如圖1所示。

圖1 鋁合金模板施工工藝流程圖

3.3 鋁合金模板設(shè)計(jì)優(yōu)化

（1）設(shè)計(jì)理念。鋁合金具有密度小、剛度大的特點(diǎn)，對(duì)于大模板能夠滿足剛度要求，對(duì)于小模板能夠滿足質(zhì)量輕的需要。在設(shè)計(jì)大型模板時(shí)，整體背楞設(shè)計(jì)能進(jìn)一步提高模板剛度，使模板剛度問(wèn)題得以解決。鋁合金模板具有靈活性，應(yīng)結(jié)合施工圖科學(xué)合理設(shè)計(jì)模板結(jié)構(gòu)，并在安裝過(guò)程中結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。在開展優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注部分磚墻和門窗四周部位的結(jié)構(gòu)。

（2）設(shè)計(jì)文件。鋁合金模板進(jìn)行施工前，必須給出系統(tǒng)、完整的模板設(shè)計(jì)圖，包括支撐系統(tǒng)、附件系統(tǒng)和緊固系統(tǒng)布置圖，對(duì)于一些特殊的結(jié)構(gòu)也要給出局部結(jié)構(gòu)圖。完成設(shè)計(jì)工作后，需要結(jié)合工程力學(xué)原理驗(yàn)算模板的受力情況，確保模板系統(tǒng)的可靠性。除了模板的裝配設(shè)計(jì)圖以外，還需要設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的深化配模圖、分戶安裝圖和編碼圖，這些是保證模板正確安裝的重要基礎(chǔ)。

（3）模板加工。完成鋁合金模板的設(shè)計(jì)工作后，需對(duì)模板進(jìn)行加工，給出相應(yīng)的管理計(jì)劃，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制定模板的規(guī)格尺寸、數(shù)量和品種等，在工廠內(nèi)預(yù)制，然后搬運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。

4 鋁合金模板施工操作要點(diǎn)

4.1 測(cè)量放線和鋼筋綁扎

將設(shè)計(jì)的樓層標(biāo)高和需要控制的軸線投射到對(duì)應(yīng)施工樓層上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵的軸線彈線，確定主要柱、墻位置。對(duì)樓板進(jìn)行找平后，根據(jù)前面確定的墻、柱位置，在地板上找到對(duì)應(yīng)邊線，同時(shí)畫出30cm的控制線，通過(guò)放線，明確鋁合金模板的安裝位置。完成測(cè)量放線工作后，可以在對(duì)應(yīng)位置上綁扎鋼筋。鋼筋綁扎工作必須嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范執(zhí)行，確?；炷翝仓|(zhì)量。

4.2 墻柱模板安裝

（1）墻柱模板固定。對(duì)所有需要使用的鋁合金模板進(jìn)行編號(hào)，然后根據(jù)墻柱模板編號(hào)順序依次將模板放置在相應(yīng)位置上。模板清理干凈后，在表面涂刷脫模劑，利用銷釘從模板一端進(jìn)行固定。按照對(duì)應(yīng)順序，固定所有墻柱模板。

（2）背楞安裝。本工程案例中，分析實(shí)際情況后，在墻柱模板中設(shè)置了4道背楞，相鄰背楞之間通過(guò)對(duì)拉螺桿進(jìn)行加固連接。在轉(zhuǎn)角特殊位置使用直角背楞，通過(guò)這樣的措施能避免墻柱模板發(fā)生位置偏移和角度偏轉(zhuǎn)等誤差，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的順直性。

①背楞的豎向布置原則。當(dāng)樓層的高度在2.8～3.2m時(shí)，墻體豎直方向上需要設(shè)置4道背楞，并且相鄰背楞之間的距離需要控制在600～800mm，第一道背楞與標(biāo)高面之間的距離需要控制在300mm以內(nèi)，通常設(shè)置為250mm，最后一道背楞直接安裝在橫板上。

②背楞的橫向布置原則。本工程案例中，在確定墻柱橫向背楞時(shí)，結(jié)合工程圖紙實(shí)際情況將其劃分成三種類型，不同的轉(zhuǎn)角類型在橫向布置方面需要遵循不同的原則，以下對(duì)三種情況進(jìn)行詳細(xì)介紹：一是一端轉(zhuǎn)角處墻體。根據(jù)墻體長(zhǎng)度尺寸大小可以將其分為兩種情況：一種是一端轉(zhuǎn)角處墻體尺寸超過(guò)3m，此時(shí)可以選擇標(biāo)準(zhǔn)背楞和斜拉背楞，標(biāo)準(zhǔn)背楞的長(zhǎng)度為3m，斜拉背楞的長(zhǎng)度等于墻體的實(shí)際長(zhǎng)度加上0.25m，再減去3m；另一種是一端轉(zhuǎn)角處墻體尺寸沒(méi)有超過(guò)3m，此時(shí)選擇斜拉背楞即可，背楞的長(zhǎng)度等于墻體的實(shí)際長(zhǎng)度加上0.25m。二是兩端轉(zhuǎn)角處墻體。根據(jù)墻體長(zhǎng)度尺寸大小同樣可以將其分為兩種情況：一種是兩端轉(zhuǎn)角處墻體的實(shí)際尺寸超過(guò)了3m，此時(shí)可以選用兩節(jié)型號(hào)和規(guī)格尺寸完全相同的斜拉背楞，斜拉背楞的長(zhǎng)度等于墻體實(shí)際尺寸的一半加上0.05m；另一種是兩端轉(zhuǎn)角處墻體實(shí)際尺寸沒(méi)有超過(guò)3m，此時(shí)可以采用一種型號(hào)的斜拉背楞，其中斜拉背楞的實(shí)際規(guī)格尺寸等于墻體長(zhǎng)度尺寸加上0.1m。三是非轉(zhuǎn)角處墻體。根據(jù)墻體長(zhǎng)度尺寸大小可以將其分為兩種情況：一種是非轉(zhuǎn)角處墻體實(shí)際尺寸超過(guò)了3m，此時(shí)可以選用兩節(jié)型號(hào)不同的背楞，其中標(biāo)準(zhǔn)背楞的長(zhǎng)度為3m，非標(biāo)準(zhǔn)背楞的實(shí)際長(zhǎng)度等于墻體實(shí)際長(zhǎng)度加上0.4m，再減去3m；另一種是非轉(zhuǎn)角處墻體實(shí)際尺寸沒(méi)有超過(guò)3m，此時(shí)選擇一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)背楞即可，背楞長(zhǎng)度等于墻體實(shí)際長(zhǎng)度加上0.4m。

（3）對(duì)拉桿安裝。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)拉螺栓的布置模式可以分為兩種情況，分別為斜拉和對(duì)拉。在斜拉模式下使用的螺桿長(zhǎng)度為0.5m，其作用是對(duì)轉(zhuǎn)角、陽(yáng)角兩端的背楞進(jìn)行拉緊固定，如果墻體的寬度超過(guò)了0.4m，也可通過(guò)斜拉的方式安裝固定模板。如果需要對(duì)內(nèi)墻和外墻的背楞進(jìn)行拉住固定時(shí)，可以采用對(duì)拉的模式進(jìn)行固定，采用對(duì)拉模式時(shí)需要在模板上打孔，要避開模板筋板。

對(duì)拉螺栓的橫向間距會(huì)對(duì)模板安裝質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，在確定橫向間距大小時(shí)，需結(jié)合建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖和配筋圖紙進(jìn)行確定，避免對(duì)拉桿對(duì)主筋產(chǎn)生影響。對(duì)拉螺栓的橫向間距需要控制在0.8m以內(nèi)，從內(nèi)墻部位開始設(shè)置對(duì)拉螺栓，間距可以適當(dāng)調(diào)小，控制在0.35m左右。如果墻體寬度不超過(guò)0.4m，則可以在末端設(shè)置1根對(duì)拉螺栓，然后在兩節(jié)背楞相接觸部位再設(shè)置1根對(duì)拉螺栓即可。

（4）斜撐安裝。完成墻柱模板安裝工作后，開始斜向支撐的安裝，通過(guò)斜向支撐可以提升模板強(qiáng)度，調(diào)整模板在垂直方向和水平方向的角度，確保模板位置的精確度。在安裝斜向支撐時(shí)，需要借助掛線錘和激光掃平儀等儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。斜向支撐之間的距離需要控制在2m以內(nèi)，如果墻體的寬度超過(guò)了2m，則需要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置2根以上的斜向支撐。斜向支撐的一端通過(guò)膨脹螺絲安裝在樓板上，另一端與背楞連接固定。

4.3 梁模板的安裝

首先，需要安裝梁模板的底板，然后將其固定在柱模板對(duì)應(yīng)的缺口上，該缺口專門為梁模板預(yù)留。安裝梁模板底板的同時(shí)，需要安裝立柱對(duì)底板進(jìn)行支撐，確保立柱安裝的穩(wěn)定性和牢靠性，立桿的穩(wěn)定性直接影響梁的實(shí)際標(biāo)高。對(duì)底板標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，滿足設(shè)計(jì)要求后，可以安裝側(cè)模板。同時(shí)，還需要安裝梁模板與墻柱模板之間連接部位使用的角模。完成以上工作后，再依次安裝板龍骨、板模和支撐桿。

4.4 板模板的安裝

板面模板安裝過(guò)程簡(jiǎn)單，只需要沿著墻邊按照一定的順序進(jìn)行平行安裝即可。安裝時(shí)可以先用銷釘對(duì)模板進(jìn)行臨時(shí)固定，然后再用工具對(duì)所有的銷釘進(jìn)行緊固處理。完成板模板的安裝工作后，需要對(duì)其標(biāo)高和平整度等進(jìn)行校核，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行下一道工序的施工。

4.5 樓梯和預(yù)留洞口模板的安裝

根據(jù)我國(guó)建筑相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑必須設(shè)置樓梯。對(duì)于樓梯模板通常以封閉方式進(jìn)行安裝。深化過(guò)程中需要在踏步板上方預(yù)留一定的排氣孔，方便混凝土澆筑時(shí)空氣的排出。對(duì)于同一樓層中的樓梯，需要同時(shí)安裝墻內(nèi)使用的模板，安裝樓梯模板時(shí)要通過(guò)立桿對(duì)其進(jìn)行支撐，同時(shí)也要保證立桿自身的穩(wěn)定性。

高層建筑施工過(guò)程中，通常需要在一些特殊位置預(yù)留孔洞。在模板安裝過(guò)程中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趯?duì)應(yīng)位置上設(shè)置模板，以便混凝土澆筑時(shí)能形成對(duì)應(yīng)的孔洞。

4.6 梁板鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑

完成梁模板安裝工作后，需要在模板內(nèi)部放置鋼筋并對(duì)其進(jìn)行綁扎。鋼筋綁扎時(shí)必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范操作。所有鋼筋綁扎完畢后，開始混凝土澆筑工作，混凝土澆筑時(shí)需要根據(jù)操作規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，澆筑時(shí)避免鋼筋發(fā)生移位。

4.7 模板的拆除

如果混凝土的凝固強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%，則可以首先對(duì)頂模板進(jìn)行拆除處理。靜置一段時(shí)間，確?；炷翉?qiáng)度進(jìn)一步提高，具體強(qiáng)度需要結(jié)合工程實(shí)際情況確定。待達(dá)到模板拆除標(biāo)準(zhǔn)后，拆除斜向支撐，然后拆除單面抱箍，完成以上工作后再利用專門的模板拆除工具對(duì)鋁合金模板進(jìn)行拆除。拆除工作必須按規(guī)范執(zhí)行，不僅是保護(hù)鋁合金模板，也是保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)。鋁合金模板拆除后需要將其運(yùn)輸?shù)缴蠈咏ㄖ^續(xù)使用，在輸送鋁合金模板時(shí)可以合理利用建筑結(jié)構(gòu)中較大的孔洞，比如煙囪的孔洞可以作為鋁合金模板傳輸?shù)闹匾ǖ馈?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

鋁合金模板系統(tǒng)與其他的模板系統(tǒng)相比，具有很多優(yōu)勢(shì)，如安裝過(guò)程輕便、密度小、勞動(dòng)量小、鋁合金模板表面光潔、得到的混凝土結(jié)構(gòu)表面光滑。本工程項(xiàng)目基于鋁合金模板系統(tǒng)進(jìn)行施工，完全達(dá)到了預(yù)期的效果，混凝土的表面質(zhì)量和整體性能完全能滿足實(shí)際使用需要。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鋁合金模板的施工效率較高，與普通模板施工相比較，施工效率可以提高30%以上。鋁合金模板可以重復(fù)使用，重復(fù)次數(shù)可達(dá)到200次以上，平均使用成本較低，與木模板相比成本可以降低36.00元/tf（建筑面積）。本研究對(duì)于積累鋁合金模板施工經(jīng)驗(yàn)，提升鋁合金模板施工技術(shù)水平，具有重要的實(shí)踐意義。