基于鋁模深化設(shè)計與施工一體化技術(shù)的應(yīng)用研究

仇志敏，曹大龍，劉君

（振中建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東廣州 511443）

0 引言

近年來，鋁合金模板（簡稱鋁模）深化設(shè)計與施工一體化技術(shù)在建筑施工過程中得到廣泛應(yīng)用，其克服了傳統(tǒng)木模施工損耗大、易脹模、質(zhì)量成型差、不經(jīng)濟(jì)、不環(huán)保的缺陷。由于近年建筑從業(yè)者人數(shù)逐年遞減，人力成本節(jié)節(jié)攀升，建筑施工形勢日益嚴(yán)峻，各級政府加大施工質(zhì)量督查力度，建設(shè)單位對項目開發(fā)周期、融資成本、降本增效、施工質(zhì)量等提出了更高的要求，在利潤微薄的情況下，施工單位通過技術(shù)變革、創(chuàng)新技術(shù)體系等方法實現(xiàn)技術(shù)增效，減少項目資金的投入，合理優(yōu)化工期，而應(yīng)用鋁模深化設(shè)計與施工一體化技術(shù)能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量、材料周轉(zhuǎn)、工期控制、成本降低等方面進(jìn)行有效提升，從而實現(xiàn)降本增效。

1 鋁模的應(yīng)用優(yōu)點

鋁模連接形式有對拉螺桿式和拉片式兩種，前者加固方法為對拉螺桿進(jìn)行加固，后者一般為拉片進(jìn)行拉結(jié)加固，二者組成結(jié)構(gòu)體系基本一致，分別由鋁合金面板體系、支撐穩(wěn)定體系兩大部分組成。其中鋁合金面板體系保證混凝土澆筑過程中由鋁合金面板搭建的墻體、梁柱及特殊構(gòu)件等形成封閉面，確保成型面；支撐穩(wěn)定體系通過對拉螺桿或拉片、鋼背楞、斜撐、銷釘片等構(gòu)件進(jìn)行校正、加固，確保鋁模施工結(jié)構(gòu)體系的強度、剛度及穩(wěn)定性、安全性。相比較于傳統(tǒng)木模，鋁模優(yōu)點如下：一是鋁材強度、剛度大，穩(wěn)定性好，承載力高，不易變形，成型效果好；二是裝拆損耗小，鋁材周轉(zhuǎn)率高，節(jié)約成本（表1）；三是施工方便，拼縫緊密性強、觀感好；四是材料分類性強，綠色環(huán)保。

表1 建筑鋁模與木模相關(guān)指標(biāo)對比

2 鋁模施工技術(shù)要求

2.1 深化設(shè)計

鋁模深化設(shè)計與施工一體化技術(shù)需組合爬架和外墻板保溫等相關(guān)技術(shù)施工，確保一次成型，減少收邊口，互相融合才能更好降本提效，因此，建筑外立面應(yīng)盡量避免砌體，優(yōu)化為全剪結(jié)構(gòu)，在建筑物的內(nèi)部也盡可能減少“濕作業(yè)”，對圖紙深化設(shè)計存在以下幾個方面的要求：

（1）建筑外墻和電梯井應(yīng)設(shè)計成全剪力墻結(jié)構(gòu)，減少其他剪力墻，在設(shè)計過程中，需通過設(shè)置構(gòu)造墻或構(gòu)造柱進(jìn)行轉(zhuǎn)換[3]，結(jié)合剪力墻布置情況，增大配筋率，驗算抗震性，提高結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性；

（2）窗臺需與墻一次澆筑成型，衛(wèi)生間、廚房、公區(qū)宜按照300mm 的模數(shù)設(shè)計外窗臺高度，避免墻面磚裁切造成浪費，外窗洞口內(nèi)側(cè)四周做20mm 高翻邊，形成防水翻邊，確保工程質(zhì)量，杜絕滲漏；

（3）全剪力墻結(jié)構(gòu)的窗洞口四角位置容易出現(xiàn)收縮裂縫[3]，為避免收縮裂縫和滲漏現(xiàn)象，非承重墻體構(gòu)造鋼筋采用雙層雙向Φ6@300，窗洞角應(yīng)力集中處垂直于對角線方向進(jìn)行鋼筋加強，內(nèi)外兩層增加2 條鋼筋，鋼筋直徑大小同剪力墻且不低于Φ12，長度不小于1000mm，也可參照剪力墻開洞設(shè)置，承重墻與非承重墻豎向設(shè)置拉縫；

（4）墻柱與梁交接部位，與設(shè)計進(jìn)行溝通，將梁寬設(shè)計成與墻柱厚度一致，否則不僅會加大鋁模配模和加工的難度，也會增加現(xiàn)場安裝和拆除的難度。通過結(jié)構(gòu)安全驗算后對構(gòu)件尺寸進(jìn)行深化，盡量減少小尺寸構(gòu)件（最好以50mm 為模數(shù)），設(shè)置免抹灰企口；

（6）門窗洞口上部的過梁進(jìn)行鋁模深化設(shè)計時，應(yīng)提前將全部門窗洞口過梁進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計成下掛梁，與主體結(jié)構(gòu)一次性成型，避免二次施工，過梁應(yīng)伸出各邊150mm，與結(jié)構(gòu)梁整體現(xiàn)澆；

（7）廚房衛(wèi)生間的陰角圓弧位置,采用與結(jié)構(gòu)一次成型，免去防水施工前陰角圓弧處理，避免后期因不同材料之間收縮不勻引起開裂而造成防水破壞。

2.2 鋁模拆除

在施工拆模過程中，要加強對鋁合金面板的保護(hù)，特別是拆模困難的特殊位置,應(yīng)減少鋁合金面板不受破損性損壞，需重點關(guān)注以下幾點：

（1）樓梯梯板頂部與樓梯梁交接的位置一般易出現(xiàn)不平齊，會產(chǎn)生三角形的區(qū)域，為降低配模和施工的難度，三角形區(qū)域用混凝土填充，與樓梯同時澆筑成型；

（2）緊鄰的塔樓按規(guī)范設(shè)置了抗震縫[1]，抗震縫兩側(cè)相鄰的剪力墻長度不宜超過2.5m，若剪力墻長度≥2.5m，在實際施工過程中，宜預(yù)留1000×1500mm 施工洞口，便于現(xiàn)場拆模；

（3）樓板不宜隨意開洞，若開洞則不宜與周邊建筑物、梁樓板間距過近，保持安全防護(hù)距離。若設(shè)計或施工需要，可結(jié)合現(xiàn)場情況取消梁，若不能取消梁，則設(shè)法使其盡可能往后退，適當(dāng)考慮增加懸挑板；

（4）對于樓板上的預(yù)留洞口，鋁模設(shè)計時，采用吊模的方式預(yù)留，但是在澆筑混凝土過程中，很容易將吊模內(nèi)部填滿混凝土，導(dǎo)致無法拆模，因此在鋁模加工時，可在吊模上設(shè)計可翻轉(zhuǎn)的蓋板。

3 免抹灰技術(shù)對結(jié)構(gòu)的影響

鋁模深化設(shè)計與施工一體化技術(shù)使墻體、柱等重要部件的垂直度和平整度已達(dá)到免抹灰條件，高層建筑應(yīng)用效果顯著，因此，實際施工的鋁模項目與免抹灰技術(shù)融合利用，可極大降低工程成本，具體措施主要包括以下幾個方面：

1.海上偵察預(yù)警。組建海上民兵偵察預(yù)警分隊，發(fā)揮海上氣象水文熟、航行路線熟、島礁分布熟、敵我船舶熟等優(yōu)勢，發(fā)揮他們海上“流動哨”“報信鴿”的作用，采取“全域偵察、蹲點控守、游弋偵巡、島礁巡查、電子偵測”等辦法，運用化裝偵察、接力偵察、區(qū)域偵察、信號偵察等手段，建立覆蓋全海域的聯(lián)合偵察預(yù)警體系，組織海上偵察補盲、攝錄報知，以及引導(dǎo)我方對敵實施精確打擊等行動。

（1）砌體墻盡可能使用高精砌塊砌體或者輕質(zhì)隔墻板[2]，石膏砂漿薄抹灰或免抹灰；

（2）風(fēng)井口周圍因密閉性要求相對比較高，如設(shè)置構(gòu)造墻，對結(jié)構(gòu)抗震有一定影響，可以設(shè)置20mm 寬的抗震縫，用擠塑板等對其內(nèi)部進(jìn)行填充，擠塑板材料外側(cè)可采用掛鋼絲網(wǎng)的方式避免收縮性裂縫；

（3）在實際施工過程中，如果構(gòu)造墻鋁模位置過于靠近，不能有效進(jìn)行安、拆鋁模施工的，可通過應(yīng)用高精砌塊進(jìn)行替換解決。

4 施工技術(shù)控制

4.1 技能培訓(xùn)

鋁模拼裝對施工操作人員具有一定技能要求，應(yīng)做好崗前產(chǎn)業(yè)施工操作人員培訓(xùn)，加強技術(shù)交底，使其了解設(shè)計意圖，與廠家聯(lián)動培訓(xùn)，讓施工操作人員了解產(chǎn)品質(zhì)量與特征，明確每一步的工作內(nèi)容和質(zhì)量要求，掌握施工操作要點。

4.2 質(zhì)量控制

對于鋁模材料的控制，首先應(yīng)把關(guān)好原材料質(zhì)量，其次對鋁模板的厚度、尺寸、平整度、垂直度、焊縫質(zhì)量等進(jìn)行質(zhì)量控制，再進(jìn)行鋁合金面板加工制作工序質(zhì)量控制[4]。在進(jìn)場安裝前，需根據(jù)設(shè)計指標(biāo)和現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行進(jìn)場前預(yù)拼裝、檢測驗收、做好樣板等，如工期緊張，可使用BIM 技術(shù)進(jìn)行建?！芭鲎病睓z查，合格后直接進(jìn)場拼裝。

4.3 施工控制要點

鋁模施工過程中主要控制點包括結(jié)構(gòu)標(biāo)高的控制、墻體軸線的控制、現(xiàn)場安裝質(zhì)量控制、混凝土澆筑過程中的調(diào)模等。

（1）結(jié)構(gòu)標(biāo)高的控制要求：①在木模板面層和鋁模轉(zhuǎn)換層間的樓板混凝土澆筑時，必須嚴(yán)格控制混凝土樓板標(biāo)高，允許偏差控制在[0,5mm]；②在鋁模面層安裝工作完成驗收前,需重新對混凝土標(biāo)高誤差進(jìn)行檢測驗收,確保預(yù)留墻板層合理安裝的空間范圍。

（2）墻體軸線的控制要求：①繪制鋁模平面分區(qū)圖，對鋁模板進(jìn)行分類，歸放到指定區(qū)域；②按照圖紙軸線尺寸進(jìn)行放線，墻體一側(cè)距墻邊線300mm 的位置設(shè)置水平控制線，確保墻體平面尺寸準(zhǔn)確；③現(xiàn)場完成拼裝后，通過控制線對模板拼縫、高低差、平整度、長寬尺寸、對角線長度差值分別進(jìn)行綜合驗收評定。

（3）現(xiàn)場安裝質(zhì)量的控制要求：①定位筋應(yīng)采用Φ10 螺紋鋼，允許負(fù)偏差為2mm，離剪力墻根部50mm，高于角鐵,剪力墻端部和中部均需設(shè)置定位筋，中部定位筋間距宜設(shè)置為800mm，通過焊接固定在剪力墻鋼筋上[4]；②鋁模面板均勻涂刷專用的水性脫模劑，不得采用油性脫模劑；③墻柱鋁模板安裝時，按照編號進(jìn)行拼裝，從剪力墻端部開始，每塊模板尺寸均有負(fù)偏差，在未合攏之前銷釘不宜滿打，控制為70%左右；④墻柱模板拼裝打銷釘前需檢查拉片壓槽、抹灰壓槽、門窗壓槽、水電壓槽、水電留洞以及對拉螺桿位置是否正確，檢查無誤后方可打銷釘緊固；⑤按照先豎向構(gòu)件，后水平構(gòu)件的順序進(jìn)行模板安裝，最后復(fù)核標(biāo)高、編號位置，并進(jìn)行加固處理；⑥梁底模安裝加固前檢查窗拉片壓槽、門窗頂壓槽、滴水線壓槽及水電預(yù)留預(yù)埋洞口是否正確，如與設(shè)計不一致，應(yīng)及時調(diào)整。

（4）混凝土澆筑過程中調(diào)模的控制要求：①混凝土澆筑之前，安排管理人員及工人再次檢查桿件螺帽和拉片是否松動，及時緊固，防止?jié)q模；②在混凝土澆筑過程中，安排2～3 名技術(shù)人員通過水平儀對鋁模體系垂直度、平整度、水平度進(jìn)行監(jiān)控，對出現(xiàn)偏差的部位宜在混凝土初凝前及時進(jìn)行調(diào)整。

5 鋁模施工效率及防范措施

鋁模施工整體性能良好，質(zhì)量和安全可靠性均得到了保證，整體人工費降低和材料的節(jié)約效果十分顯著，其優(yōu)勢在應(yīng)用實踐過程中越來越明顯，因此得到十分廣泛的應(yīng)用，同時也應(yīng)著重關(guān)注以下方面：

（1）因鋁模要提前在工廠進(jìn)行加工和試拼接安裝，之后運送到施工現(xiàn)場進(jìn)行施工，如果在中間某一個環(huán)節(jié)存在設(shè)計調(diào)整或者是拼裝之后發(fā)現(xiàn)和設(shè)計意圖存在相違背的問題，就需進(jìn)行返工，返工的工期長，重新開模的費用高，因此前期深化設(shè)計應(yīng)充分考慮各專業(yè)圖紙的配套“碰撞”，BIM 技術(shù)提前介入，及時檢查，在設(shè)計階段提前進(jìn)行優(yōu)化或更改，盡量避免大返工；

（2）因外立面為全剪外墻，相對傳統(tǒng)建造來說結(jié)構(gòu)的建造成本將會增加，可以通過保溫一體化施工及免抹灰工藝來降低成本，提升整體的建造經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)論

通過鋁模深化設(shè)計與施工一體化全過程施工技術(shù)的應(yīng)用，確保建筑內(nèi)外墻部分結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、構(gòu)造一次成型，解決了傳統(tǒng)木模施工帶來的滲漏、開裂、空鼓、觀感等質(zhì)量缺陷，強化了內(nèi)外墻穿插施工，合理流水，縮短了工程建設(shè)周期，節(jié)約成本，實現(xiàn)了降本增效，在建筑工程中普及應(yīng)用，可為項目帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。