鋁模板技術(shù)在高層建筑綠色施工中的運(yùn)用研究

趙禹軒，趙淼，李昌輝

（1.中建二局第三建筑工程有限公司，北京100070；2.北京北國(guó)建筑工程有限責(zé)任公司，北京100070；3.中建二局第一建筑工程有限公司，北京100070）

1 引言

鋁模板具有工藝新穎性， 相比原有工藝具有高效循環(huán)特點(diǎn)，可用于多變、錯(cuò)綜的工程體系，能夠有效減少工料支出。 高層建筑項(xiàng)目不斷增加，工序逐漸復(fù)雜，可廣泛融合鋁模板工藝，積極發(fā)揮鋁模板優(yōu)異的承載能力、工程環(huán)保性、工藝支出少等特點(diǎn)。 為此，本文結(jié)合工程實(shí)例研究鋁模板的工藝及應(yīng)用。

2 鋁模板的工藝要點(diǎn)

2.1 深化設(shè)計(jì)

鋁模板運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)之前， 施工單位應(yīng)以設(shè)計(jì)圖的要求作為鋁模板的工藝標(biāo)準(zhǔn)方案。 圖紙要求包括外部組成布置方法、鋁模板結(jié)構(gòu)圖等。 結(jié)合BIM 技術(shù)開展圖紙分析，積極排查工程隱患問題，給出有效的工藝優(yōu)化方案，確保工程安全。

2.2 配板優(yōu)化

結(jié)合鋁模板工藝，給出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，可詳細(xì)繪制各節(jié)點(diǎn)配模的示意圖，提升模板排板方案的合理性，準(zhǔn)確給出墻板-樓板、墻板-梁板各處的連接方法，再用MSTEEL 工具驗(yàn)算布局設(shè)計(jì)的規(guī)范性，保證配模拼裝規(guī)劃的全面性。

2.3 定位校準(zhǔn)

裝配鋁模板期間，需結(jié)合高層項(xiàng)目的各處樓層位置，給出軸線方位，開展測(cè)量放樣，準(zhǔn)確標(biāo)注墻柱、門窗各節(jié)點(diǎn)的方位，仔細(xì)檢查墻柱各位置的鋼筋方位， 結(jié)合工程實(shí)況給予糾偏處理。 墻柱周邊區(qū)域，可給出控制線，精準(zhǔn)測(cè)定模板裝設(shè)的方位[1]。

3 鋁模板工程融合實(shí)例分析

3.1 工程概述

A 高層建筑是一座民用建筑項(xiàng)目，共有11 棟樓，標(biāo)準(zhǔn)層高度約為2.9 m，建筑規(guī)?？倲?shù)約為650 000 m2。初期規(guī)劃A高層建筑項(xiàng)目時(shí)， 選用現(xiàn)澆框架工藝， 融合剪力墻施工方法，確保工程質(zhì)量?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C40，基礎(chǔ)層模板厚度達(dá)到130 mm，梁截面長(zhǎng)邊1 200 mm，短邊200 mm，剪力墻側(cè)面寬度為200 mm，基礎(chǔ)層之上均使用鋁合金模板。

3.2 工程準(zhǔn)備

鋁模板工藝進(jìn)行前期，需結(jié)合深化設(shè)計(jì)結(jié)果開展鋁模板的前期平展、板材序號(hào)編寫等工作。 模板工人需參加模板操作考核，考核通過方可參與鋁模板的安裝工作。 工程前期開展的工藝交底工作主要包括工程質(zhì)量控制、 工程安全措施、成品養(yǎng)護(hù)等。 還要準(zhǔn)確核對(duì)樓層軸線的位置控制工作，多次核驗(yàn)標(biāo)高點(diǎn)的工程方位，對(duì)墻、柱、水電各關(guān)鍵位置開展預(yù)埋件的全環(huán)節(jié)驗(yàn)收工作。

3.3 模板系統(tǒng)

3.3.1 荷載測(cè)算

A 高層項(xiàng)目裝入的鋁模板結(jié)構(gòu)測(cè)算參數(shù)有： 模板側(cè)面厚4 mm，基礎(chǔ)層板厚130 mm，梁截面最佳值的短邊為200 mm、長(zhǎng)邊為1 200 mm，剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)面厚度為200 mm。 鋁模板性能如表1～表3 所示。

表1 結(jié)構(gòu)載荷kN/m2

表2 強(qiáng)度MPa

表3 載荷效應(yīng)

3.3.2 墻模結(jié)構(gòu)

墻模板結(jié)構(gòu)主要含有底角支護(hù)、墻頭板、K 板、對(duì)拉螺栓等組成。

結(jié)合A 建筑項(xiàng)目的實(shí)際需求，留出預(yù)埋位置、開展預(yù)埋件裝設(shè)處理， 仔細(xì)查看鋼筋綁扎質(zhì)量， 開展吊裝模板的工藝項(xiàng)目。 墻模板裝設(shè)期間，各模板間隙位置以銷釘為主要連接件。針對(duì)外墻螺栓的前期使用，需將螺栓埋至混凝土下方區(qū)域，以此達(dá)到外墻墊腳效果。 螺絲間距不可大于1 200 mm。 內(nèi)墻模板裝設(shè)工藝中，以墻角位置為起點(diǎn)，逐一進(jìn)行施工裝設(shè)。 模板拼裝工藝需從兩側(cè)開始操作，使用銷釘保證孔位的處理效果。以對(duì)稱方案設(shè)計(jì)螺桿孔位的操作方位， 保證墻體軸線設(shè)計(jì)的規(guī)范性[2]。

與地面平行的水平間距需控制在800 mm 以內(nèi)， 使用Tr16 螺栓操作兩個(gè)模板，確保對(duì)拉施工質(zhì)量。背楞類型包括直背型、直角型，背楞中間添加“加強(qiáng)塊”。 背楞生產(chǎn)需要使用矩形鋼管，融合焊接工藝，確保背楞生產(chǎn)質(zhì)量。 背楞與樓面間距分別為：①250 mm、②850 mm、③1 450 mm、④2 050 mm、⑤28 250 mm。①～⑤每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一道背楞。背楞需與樓面陰角相互對(duì)拉，在陰角位置嵌入“鋼墊片”，確保螺栓抽出的順暢性。墻柱斜面支護(hù)系統(tǒng)需保證豎向背楞的固定質(zhì)量。樓梯步行區(qū)域使用小規(guī)格背楞進(jìn)行固定處理。

3.3.3 梁模結(jié)構(gòu)

梁模結(jié)構(gòu)組成有模板、陰角、轉(zhuǎn)角件、鋼支護(hù)等。 配置兩組備用支護(hù)，以此保障模板周轉(zhuǎn)能力，間距邊長(zhǎng)取1.2 m。

梁模板裝設(shè)期間，需依據(jù)主、次、底、側(cè)的順序進(jìn)行工藝操作。裝設(shè)梁底模板期間，如果模板長(zhǎng)度小于或等于3 m，采取整裝工藝。如果模板長(zhǎng)度大于3 m，采取分單元的拼裝工藝，每個(gè)單元不超過3 m。模板裝設(shè)后，需查看模板工程效果，包括平整性、垂直偏差等。 確定模板位置無誤，使用銷釘固定。

3.4 工藝質(zhì)控要點(diǎn)

3.4.1 墻柱模板工藝質(zhì)控要點(diǎn)

內(nèi)墻模板裝設(shè)期間，結(jié)合模板序號(hào)編碼特點(diǎn)，從陰角位置逐一開展安裝操作。 豎直模板拼接需按照300 mm 的間距使用銷釘，保證模板拼接位置空隙寬度的規(guī)范性。 水平方向模板拼接頂處，插銷方式采取由上至下次序，確保銷釘全數(shù)裝設(shè)完成，防止插銷振落問題。 裝設(shè)對(duì)側(cè)模板，需保持兩個(gè)模板位置的對(duì)應(yīng)性，對(duì)正螺栓孔位。 以控制線位為目標(biāo)調(diào)整點(diǎn)位，保證模板位置的準(zhǔn)確性，固定對(duì)拉螺栓，增強(qiáng)模板封閉效果。 模板拼接形成的間隔區(qū)不可大于1 mm，高低區(qū)差值需小于2 mm。模板工藝需積極防控板材碰撞、板材摩擦等問題，以此保持板材性能。

3.4.2 梁板工藝面質(zhì)控要點(diǎn)

梁底模板裝設(shè)前期，需開展各位置的預(yù)拼裝處理。 清除梁底板各處雜物，使用插銷方法，保證底板、陰角模的拼接固定質(zhì)量，準(zhǔn)確對(duì)正早拆頭、地下支護(hù)方位，防止混凝土結(jié)構(gòu)受損。

3.4.3 樓板工藝質(zhì)控要點(diǎn)

墻梁頂處裝設(shè)陰角模，需查看陰角模質(zhì)量，保證陰角模安裝操作的規(guī)范性，再裝設(shè)樓面龍骨。 安裝操作期間，需關(guān)注早拆頭、支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況。 模板裝設(shè)完成，合理調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)，保證模板平整性。

3.4.4 拆除模板質(zhì)控要點(diǎn)

澆筑工藝完成， 需檢查結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的規(guī)范性， 查看成型情況。 如果澆筑質(zhì)量達(dá)到工程規(guī)范，可進(jìn)行模板拆除處理。 在模板拆除期間，優(yōu)先去除側(cè)向模板，當(dāng)鋁模發(fā)生松動(dòng)后，再拆除連接結(jié)構(gòu)， 逐一卸除模板， 防止卸除模板操作形成的質(zhì)量缺陷。 拆模需測(cè)定混凝土用料性能，樓板位置強(qiáng)度達(dá)到50%，梁結(jié)構(gòu)位置強(qiáng)度達(dá)到75%，方可進(jìn)行拆模處理。 全面拆除完成，對(duì)卸下模板使用中水有效清洗， 以此減少清潔鋁模板形成的水耗問題，切實(shí)保證模板清洗質(zhì)量，增強(qiáng)用水循環(huán)性，順應(yīng)綠色工藝的操作需求。

4 鋁模板性能分析

4.1 有限元分析

使用MID 軟件以鋁合金模板為主體，開展性能分析。 鋁模板設(shè)計(jì)參數(shù)如表4 所示。

表4 鋁模板設(shè)計(jì)參數(shù)

4.2 樓板分析

性能分析選用的鋁模板，采取一次擠壓成型工藝，板材寬度為400 mm，板材長(zhǎng)度為1200 mm，框架高度取值為65 mm，板材厚度為4 mm，橫肋間隔長(zhǎng)度為400 mm，豎肋間隔參數(shù)均值為130 mm。

4.3 荷載設(shè)計(jì)

選擇表1 的荷載方案，對(duì)A 項(xiàng)目鋁模板性能進(jìn)行分析，測(cè)算出樓面位置可能承受的最大工藝載荷為9.8 kN/m2。

4.4 性能分析

引入案例項(xiàng)目工藝荷載參數(shù)， 開展的鋁模板性能分析，板材撓度最高值為0.7 mm， 遠(yuǎn)小于1.5 mm 的性能標(biāo)準(zhǔn)，可保證板材使用質(zhì)量。 各項(xiàng)性能分析中獲得：板材彎矩最高值為0.59 kN·m，強(qiáng)度參數(shù)為31.3 MPa，板材剛度為0.23 mm，由此確定鋁模板性能符合工程要求。

5 結(jié)語

綜上所述， 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)， 案例項(xiàng)目融合的鋁模板工藝成本，相比原有模板工序成本顯著減少，還可簡(jiǎn)化塔吊、卸料等環(huán)節(jié)的工藝，有效控制工程垃圾的生成量，積極防控高空墜物問題，獲取優(yōu)異的工程成效。 由此證明，鋁模板工藝具有較強(qiáng)的清潔性，模板安裝具有便利性，模板質(zhì)量?jī)?yōu)異，符合綠色施工的各項(xiàng)要求。