鋁模板在高層建筑施工中應用及經濟性分析

陳煒

中鐵電氣化局集團北京建筑工程有限公司，中國·北京 100039

1 引言

鋁模板技術是對傳統(tǒng)技術的改良，隨著建筑行業(yè)對高品質建筑的不斷追求，近些年來鋁合金模板在各大地產的建筑項目當中應用發(fā)展勢頭良好。鋁模板的應用能夠大幅降低對木材的消耗量，且作為可回收的構件對發(fā)展綠色建筑和減少建筑垃圾產生也是有幫助的，同時混凝土澆筑后的外觀質量好，非常有利于后續(xù)工序的優(yōu)化和施工，可以顯著提升施工效率。但鋁模板的應用過程相對傳統(tǒng)模板而言更復雜，有著較多的技術要點，尤其在施工投入方面，也與傳統(tǒng)模板工藝有所不同。

2 鋁模板工法特點

鋁模板由模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、緊固系統(tǒng)、附件系統(tǒng)組成了鋁合金模板體系，一般而言鋁模板有較多尺寸，且通過各個構件的結合能夠實現不同的使用需要，對于二次結構和門窗洞口也有相對應的特制構件，所有模板構件在工廠中進行標準化批量生產。鋁模板自身平整度極佳，或專用固定件和連接件使彼此之間也能緊密相連。同時鋁模板的自重相對于鋼制模板等其他金屬模板較輕，方便施工同時有足夠的承載力。鋁模板在使用過程中不易損壞，一般能重復使用100次以上。鋁模板的出現改變了原有大規(guī)模使用木模板以及鋼模板時容易出現的質量問題和安全隱患。

3 鋁模板的優(yōu)缺點

3.1 鋁模板優(yōu)點

在常見金屬材料中，鋁的密度較小且成本適宜，同時具有較為優(yōu)良的承載力是作為模板的理想材料。目前鋁模板的相關材料和構件都由工廠進行標準化生產且尺寸靈活，對不同建筑或不同部位也有大量的通用型模板構件，整個的拼裝過程速度快，易定型，沒有兼容性的限制。對于大多數工程而言，使用鋁模板進行施工并不需要特別復雜的個性化定制，因其良好的通用性與互換性，能夠實現諸多建筑外觀的施工。鋁模板還具有快拆設計，在內部混凝土施工，36小時后就可以進行模板構件的部分拆卸。因自重較小，在施工的過程中也會大大提升安全性能，且在澆筑中不會因自重影響產生質量問題。在實際工程中與建筑外立面爬架結合使用，也能大大提高施工效率，降低反復搬運的風險[1]。

鋁模板表面光滑平整，制成的混凝土外觀上具有優(yōu)秀的垂直度和平整度指標，而傳統(tǒng)模板澆筑的混凝土表面凹凸不平、坑洼較多，需在澆筑后進行抹灰找平，所以應用鋁模板可以優(yōu)化免去抹灰工序降低材料和人工的消耗。鋁模板通過專用的固定件連接和支撐，尺寸非常精準，自身的形變也可忽略，在整個過程中不會出現脹模和漏漿的情況，能夠大大提升工程質量。

3.2 鋁模板缺點

鋁模板表面堅實、連接緊密，這也就決定了鋁模板所形成的空間是封閉的、透氣性較差，如果澆筑的混凝土的部分有較大的垂直深度，整個過程中混凝土內部產生了氣體很難排出，尤其混凝土整體呈堿性，與鋁模板材料發(fā)生輕微的化學反應產生氣體，最終依附在墻體和混凝土的接觸面，無法順利排出，造成施工后的混凝土表面有氣泡痕跡。針對這個缺點宜在混凝土中添加引氣劑，同時采用有鍍膜工藝的鋁模板，并涂刷鋁模專用脫模劑，隔絕鋁材與混凝土的直接接觸，防止其發(fā)生化學反應。

鋁模板對建筑的個性化需求需要進行專項深化設計，鋁模板生產廠家將個性化模板定制生產完成后，不能夠進行方案的變更，若需更改外觀或尺寸，則要重新設計定制模板，將嚴重影響施工進度。

4 鋁模技術在高層建筑施工中的應用

4.1 鋁模板安裝

鋁模板的安裝技術，在原理和操作流程上與傳統(tǒng)模板是一致的，但是為了保證使用過程中的精準度，防止出現整體位移，一般情況下針對于梁板柱等位置，在鋁模板安裝之前使用預留鋼筋進行定位，減少層與層之間的平整度差異。鋁模板安裝的位置需要滿足施工要求，模板之間進行可靠的固定，模板整體有可靠的支撐。使用螺絲或構件進行模板加固與連接的過程中，應防止鋁模板自身產生的變形。對于尺寸的測量應注意模板厚度對自身的影響。模板安裝完成之后進行整體驗收，主要檢查連接的密實程度和固定的可靠程度，以及位置尺寸是否正確，檢查合格后方可準備進行混凝土澆筑工作[2]。

4.2 鋁模板拆除技術

鋁模板在施工后需要進行規(guī)范拆除。拆除前先對鋁模板的強度進行驗證，在所有條件都滿足的情況下，對鋁模板進行拆除工作。整個拆除遵循的整體順序是先安先拆后安后拆、先拆側面模板再拆正面模板、先拆小塊模板再拆大塊模板。當確信混凝土的強度已經滿足拆除要求時，也可根據現場施工的實際情況，便于操作的原則進行拆除。因為鋁模板需要重復使用，所以在拆除過程中應規(guī)范拆除，杜絕暴力拆除和拆解式拆除。拆除后及時進行鋁模板清洗，以便后續(xù)使用。

5 鋁模板經濟性分析

5.1 直接投入

鋁模板的應用會提高項目的一次性直接投入，特別是采用購買而非租賃鋁模板的情況下，其采購成本是明顯高于傳統(tǒng)木模板的尤其是常見的小高層或樓層不高的高層住宅或公建，模板的周轉次數不足會導致模板成本顯著受到模板單價這個單一因素影響。與之對應的是，當工程體量足夠大時，相同或類似的配模比例高，則可大幅提高模板的周轉率，根據過往經驗，當鋁模周轉次數達到30層以上時，考慮到鋁模有40%的折舊回收價值，基本可以將鋁模的攤銷成本壓縮到與木模板大致相當。如果建設項目為分期工程，已經配好的鋁?？梢栽诮^大多數為通用的標準板，僅少量需要更換或改制就直接周轉到下期工程繼續(xù)使用的話，則這部分的直接投入攤銷下來相對木模會大大降低，因此會有非常好的綜合經濟效益[3]。

5.2 間接經濟效益影響

由于鋁模板自重輕，基本依靠人力就可以完成倒運、安裝以及拆卸工作，因此可以大大節(jié)約塔吊等垂直提升機械設備的費用。隨著工人熟練鋁模的安裝工藝后，會大大提高模板拼裝及拆卸效率，能夠進一步降低人工成本。并且鋁模在優(yōu)化設計時，可以將二次結構的工作整合考慮，例如針對門窗洞口之上的下掛梁板、衛(wèi)生間擋水反坎、構造柱、圈梁、過梁、外墻裝飾線條、沿口滴水線等直接進行模板定制，可以實現施工時一次澆筑成活，施工質量更好且大幅提高施工效率。鋁模施工的成活質量好，基本可以達到清水混凝土墻的效果，通常不需要二次抹灰，這也減少了人工和材料的投入，免去的抹灰厚度還可以轉化為室內使用面積的增加，間接提高了經濟效益。鋁模板還具有較高的施工效率，能夠縮短整體建筑工期，基本可以達到5天一層的速度。

5.3 綜合經濟性分析

從建筑運營上來看，鋁模板的運用對施工單位的綜合要求較高，除了鋁模板自身一次性投入的采購費用很大以外，施工單位相關技術人員需要提前與鋁模設計人員、鋁模生產廠家充分交流論證，將全套配模方案科學、準確、經濟地設計出來，簡明合理的進行編碼、標注，之后還需要設計人員及廠家人員對施工人員進行預拼裝培訓，幫助施工人員盡快熟悉掌握拼裝工藝。這些前置工作均會大大增加直接投入。當工程體量較大且周轉次數較多時，鋁模板直接投入較大的不利影響，與其高周轉、高質量以及后續(xù)工序的簡化、整體工期的縮短所帶來的的收益相比是完全值得的。鋁模板屬于可回收多次利用的材料，回收價值較高，也符合當下低碳環(huán)保的潮流。

6 結語

鋁模板技術已經有了較多的應用和發(fā)展，操作規(guī)程與驗收標準形成了相對完整的體系。在應用的過程中遵循使用要點和操作規(guī)程，就能夠使鋁模板的高質量、高效率的優(yōu)勢發(fā)揮出來。隨著鋁模板技術的普及，與BIM技術的結合運用，以及在施工組織上與爬架等技術措施的穿插施工，能夠進一步提高鋁模板應用效果。鋁模板的推廣使用有助于推動建筑行業(yè)的發(fā)展，能為打造高品質工程，降低建筑行業(yè)資源消耗，實現“低碳”建筑施工作出貢獻。