高層建筑鋁模板施工技術(shù)研究與應(yīng)用

毛世元（中國融通房地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，北京 100043）

在現(xiàn)代化“綠色工程”理念的延續(xù)與支撐下，環(huán)保建材的市場份額正在逐漸擴(kuò)大。在模板工程中，以鋁合金為主體材料的模板結(jié)構(gòu)開始代替以木材為主要材料的模板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)階段相關(guān)工程實(shí)踐表明，鋁模板的發(fā)展前景令人矚目。相比木模板，采用金屬模板，可有效地提高施工效率、節(jié)約施工工期，下述將以此為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)鋁模板的規(guī)范化施工方案。

1 高層建筑項(xiàng)目實(shí)例

1.1 項(xiàng)目基本情況

本次研究的高層建筑屬于鋁模板工程體系，該項(xiàng)目屬于某大型房地產(chǎn)開發(fā)商投資的居民住宅建筑工程。該項(xiàng)目建設(shè)用地面積5.8萬m2，規(guī)劃建筑面積19.5萬m2。采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，共29 層，標(biāo)準(zhǔn)層高度為2.9m，地上一層建筑的設(shè)計(jì)層高為4.5m。

根據(jù)工程方簽署的合同文件，此建筑工程項(xiàng)目被定義為一類工程，一期建筑工程施工中共有12棟建筑，其中有4棟建筑為29層，8棟建筑為13層。

1.2 建筑中鋁模板應(yīng)用情況

通過對(duì)現(xiàn)場的勘察與檢驗(yàn)，在該項(xiàng)目施工中，1#～3#建筑為鋁模板結(jié)構(gòu)體系，層數(shù)29 層，在設(shè)計(jì)施工中，二層墻柱（含三層樓板的面層）均使用鋁合金模板進(jìn)行設(shè)計(jì)。

根據(jù)項(xiàng)目所在地概況，明確建筑施工中的設(shè)計(jì)平面平整度相對(duì)較高，構(gòu)件的選擇與設(shè)計(jì)均十分合理，標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)量較多，滿足鋁合金模板施工需求。

2 高層建筑鋁模板設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

2.1 高層建筑鋁模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)上述高層建筑項(xiàng)目，對(duì)其二層墻柱、三層梁板以上的標(biāo)準(zhǔn)層均采用鋁模板結(jié)構(gòu)[1]。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層樓層高度，選擇鋁模板的尺寸為400mm×2600mm。在對(duì)鋁模板結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定對(duì)拉螺桿的布置位置，如圖1所示。

圖1 鋁模板對(duì)拉螺栓布置位置示意圖

在垂直方向上對(duì)拉螺桿的間距和在水平方向上的間距均設(shè)定為600mm，背楞和后楞之間的間距600mm。選用T18型梯形齒螺桿，材料主要是45#鋼[2]。同時(shí)，在確定鋁模板的基本結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，計(jì)算對(duì)拉螺桿的強(qiáng)度，計(jì)算公式見式（1）。

式中P代表對(duì)拉螺桿的強(qiáng)度，F(xiàn)代表對(duì)拉螺桿的承載壓力，S代表對(duì)拉螺桿的承載面積。

在確定對(duì)拉螺桿的強(qiáng)度后，對(duì)鋁模板的彎矩進(jìn)行計(jì)算，其公式為：

式中M代表鋁模板的彎矩，Q代表恒載標(biāo)準(zhǔn)值，L代表鋁模板長度。

通過上述各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算，完成對(duì)高層建筑鋁模板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)于梁模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)梁寬確定尺寸，梁模板的寬度應(yīng)當(dāng)與梁寬相同，局部特殊部位按照實(shí)際情況配置。對(duì)于樓板結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為400mm×1200mm標(biāo)準(zhǔn)尺寸，針對(duì)部分樓層當(dāng)中的樓板結(jié)構(gòu)需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行配置，將樓板支撐結(jié)構(gòu)的橫向間距和縱向間距均設(shè)置為1250mm。

2.2 鋁模板安裝

在鋁模板安裝過程中，高層建筑構(gòu)件的平整度對(duì)安裝質(zhì)量影響較大，若平整度不符合規(guī)定，則會(huì)造成漏漿問題產(chǎn)生[3]。針對(duì)這一問題，采用鑿高墊低的方式將平整度控制在5mm以內(nèi)。在后續(xù)還需要用砂漿材料進(jìn)行堵漏，完成放線后在內(nèi)墻上安裝腳鋁，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)平和防漏漿。在鋁模板安裝時(shí)，需要按照從內(nèi)墻到外墻的順序安裝，再對(duì)豎直方向和水平方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。安裝前，需要在鋁模板上涂抹一層脫模劑，并沿著安裝標(biāo)記放好，再固定[4]。在墻內(nèi)設(shè)置混凝土支承條或內(nèi)撐條，將定位筋固定于墻柱基礎(chǔ)上，以確保其截面尺寸準(zhǔn)確，避免在加固過程中發(fā)生變形[5]。將PVC管套在對(duì)拉螺桿上，以便在施工完成后可以收回對(duì)拉螺桿，并且在將墻柱和鋁合金模板封閉前進(jìn)行套管安裝。

在完成對(duì)墻柱鋁模板的安裝后，按照底模板、側(cè)模板、支撐結(jié)構(gòu)的順序完成對(duì)梁模板的安裝。首先是拼接，然后是整個(gè)裝配。用斜模將模板的兩邊緊固在墻模上，梁底必須豎向不松動(dòng)。在梁底模、側(cè)模的連接中，還應(yīng)使用螺栓連接以避免脹模。

對(duì)梁模板安裝并調(diào)整完畢后，再開始進(jìn)行樓板模板的安裝。地面龍骨先裝龍骨的兩端，再將其直接固定到墻頂?shù)目蚣苌蟍6]。墻模板要沿著墻壁的方向安裝，不能脫離墻壁，如果需要其他的部件，則要將模板固定在墻壁上，然后用測量標(biāo)高的儀器測量，如果滿足了，就可以進(jìn)行下一步的工作。

2.3 鋁模板加固與校正

在安裝墻體模板后，在模板預(yù)留的開孔上布置四個(gè)對(duì)拉螺絲，因?yàn)橛兴膫€(gè)背楞固定在對(duì)拉螺桿上，為了防止墻體模板的扭曲，必須在拐角處設(shè)置直角背楞，以確保結(jié)構(gòu)的平直[7]。在墻模板安裝完畢后，對(duì)模板進(jìn)行初步的標(biāo)高和垂直度調(diào)整，并進(jìn)行斜撐。墻體垂直度用水平儀檢驗(yàn)，墻柱的相對(duì)位置也要加上斜杠。斜杠之間的間隔是有限制的，不能超過2000mm，如果墻壁上沒有斜杠，那么就必須用其他東西代替，斜撐在一頭，用螺絲將模板固定好，這樣在澆筑混凝土的過程中就不會(huì)出現(xiàn)傾斜。偏置誤差最好不超過5mm。按樓面標(biāo)高，首先要檢查梁的底面是否處于水平位置，同時(shí)要注意頂板的水平偏差，如不是水平，則要調(diào)節(jié)支桿，使梁底與頂板處于同一水平，并將誤差保持在5mm之內(nèi)。

2.4 鋁模板安裝收尾、驗(yàn)收與拆模

加固梁上的鋼筋，在最后一道工序中，安裝升降平臺(tái)和外墻線，保證將沉箱固定在適當(dāng)?shù)牡胤?。?duì)鋁合金模具和螺栓進(jìn)行自我檢查和加強(qiáng)。墻柱、梁的垂直度、截面尺寸、平整度等都要特別注意，并由監(jiān)理方負(fù)責(zé)驗(yàn)收[8]。

按照規(guī)范規(guī)定，由于采用了早期剝離工藝，在混凝土強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%、不小于15MPa的情況下，可將頂板拆除。在第一次拆模之前，先將混凝土試件在同樣的情況下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土試件強(qiáng)度達(dá)到以下要求后，再按照原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行拆模：

（1）在混凝土澆筑36h～48h，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%，并且不低于15MPa時(shí)，即可將其移出。

（2）待板上的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后13d才能移除板下的支撐。

（3）在梁上的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，半個(gè)月內(nèi)才能將梁底部的支撐拆除。

3 受力分析與性能測試

3.1 鋁模板構(gòu)造、荷載參數(shù)、支撐參數(shù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)參數(shù)見表1～表3。

表1 鋁模板構(gòu)造參數(shù)設(shè)計(jì)表

表2 鋁模板支撐參數(shù)設(shè)計(jì)表

表3 鋁模板荷載參數(shù)設(shè)計(jì)表

3.2 模板支撐體系的綜合受力分析

該建筑工程項(xiàng)目在施工中所使用的鋁模共由兩種類型構(gòu)成，分別為標(biāo)準(zhǔn)鋁模板與非標(biāo)鋁模板，兩者在建筑整體結(jié)構(gòu)中的占比分別為70%與30%，用銷釘將各板片連接起來，用對(duì)拉螺桿完成模板間的固定。根據(jù)建筑工程承載力需求，設(shè)計(jì)支撐體系的綜合受力，見表4。

3.3 設(shè)計(jì)施工步驟

建筑鋁模板設(shè)計(jì)施工步驟如圖2所示。

圖2 建筑鋁模板設(shè)計(jì)施工步驟

3.4 承載力檢驗(yàn)

按照設(shè)計(jì)內(nèi)容對(duì)工程項(xiàng)目的鋁模板進(jìn)行施工，隨機(jī)選擇測點(diǎn)，對(duì)施工后的鋁模板進(jìn)行承載力校驗(yàn)。承載力檢驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 承載力檢驗(yàn)結(jié)果（設(shè)計(jì)承載力值為24kN/m3）

3.5 變形檢驗(yàn)

對(duì)模板施加常規(guī)應(yīng)力，對(duì)施加作用力后模板結(jié)構(gòu)的變形量進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 變形檢驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語

（1）根據(jù)表5承載力檢驗(yàn)結(jié)果，14個(gè)測點(diǎn)的承載力檢驗(yàn)結(jié)果均滿足大于24kN/m3的要求，證明本文設(shè)計(jì)的施工方法可以起到提高鋁模板承載力的效果。

（2）根據(jù)表6變形檢驗(yàn)結(jié)果，14個(gè)檢測面在施加常規(guī)應(yīng)力后，變形量為0，說明施工后此模板的質(zhì)量可以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

（3）綜合表5 與表6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)了此項(xiàng)施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的合理性與可行性。