基于“鋁模+爬架”施工模式在超高層建筑中的應(yīng)用研究

王忠澄， 王中立

(中交一公局集團(tuán)有限公司，北京 100024)

0 引 言

近年來，我國城鎮(zhèn)化水平迅速提高，國家統(tǒng)計(jì)局調(diào)查顯示，2020年末我國常住人口的城鎮(zhèn)化水平已經(jīng)突破60%的大關(guān)[1]。伴隨著人口向城市的涌入，城市地區(qū)人口密集程度進(jìn)一步提升，為了提高城市人口容納能力，高層建筑、超高層建筑數(shù)量日益增加。但是超高層建筑在提高城市人口容納能力的同時(shí)，也給建筑行業(yè)施工技術(shù)帶來了更大的挑戰(zhàn)。在此背景下，各大建筑企業(yè)為了提高自身行業(yè)競爭力，開始逐漸研究高超層建筑施工模式[2]。本文主要結(jié)合工程實(shí)例對“鋁模+爬架”施工技術(shù)在超高層建筑中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 “鋁模+爬架”技術(shù)高層建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 鋁模板的應(yīng)用優(yōu)勢

鋁模板相較于傳統(tǒng)模板材料，在超高層建筑的施工中具有諸多優(yōu)勢。首先，其作為一種新興材料，由于是通過各種部件組裝而成的，無須施工機(jī)具輔助就能夠保證快速拆裝施工，充分適應(yīng)高空作業(yè)的特點(diǎn)。其次，高空作業(yè)時(shí)安全區(qū)域較小，需要通過系安全帶進(jìn)行施工，鋁模板具有的快拆系統(tǒng)特性使其能夠在經(jīng)驗(yàn)豐富工人手中快速施工[3]，相比木模板的安裝費(fèi)用可節(jié)約70%～80%，提高了施工安全性且大量節(jié)約了人工成本。再次，鋁模板強(qiáng)度較高且十分環(huán)保，施工完成后能夠充分保證框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且能夠?qū)]有充分利用的鋁模材料進(jìn)行回收，十分符合我國當(dāng)前綠色發(fā)展理念。最后，鋁模板拆卸后能夠最大限度地維持混凝土的美觀，減少了抹灰等工序。鋁模與傳統(tǒng)模板材料性能對比見表1。

表1 模板材料性能對比

1.2 爬架的應(yīng)用優(yōu)勢

爬架相比其他施工中常用的普通腳手架鋼架等，在材料上無須鋼管、扣件等鋼材配件，充分節(jié)約了鋼鐵材料的用量；在組裝拆卸上，爬架只需要一次搭設(shè)，隨著修筑樓層的增高，僅需要施工員對其進(jìn)行提升處理即可，提升過程僅需半天時(shí)間就可進(jìn)行一層樓的提升，同時(shí)爬架拆卸十分方便，具有快速拆卸周轉(zhuǎn)率高的特點(diǎn)，在一定程度上提高了施工速度。在架體搭設(shè)上，由于爬架整體高度低于五層樓高，在搭設(shè)時(shí)隨著主體施工而提升，爬架提升的同時(shí)也不會(huì)影響其他工作的作業(yè)，而傳統(tǒng)的雙排腳手架，需要從地面一直搭設(shè)到樓層頂層，提高了施工難度與要求。此外，爬架的鋼制防護(hù)網(wǎng)在高層施工中具有良好的密封和保護(hù)作用，使得高空作業(yè)人員處于全封閉狀態(tài)下施工，提高了施工安全性[4]。

1.3 “鋁模+爬架”配合施工優(yōu)勢

鋁模配合爬架在高層建筑施工中主要有以下兩方面的優(yōu)勢。

首先是節(jié)約了材料成本，提高了施工效率。在建筑施工作業(yè)中，若采用常規(guī)的雙排腳手架和爬架施工，由于雙排腳手架使用條件的限制，高于五層以上的建筑施工十分困難，嚴(yán)重時(shí)耽誤施工進(jìn)度，導(dǎo)致無法按期完成施工。同時(shí)，采用傳統(tǒng)施工方法時(shí)需要采購扣件、安全網(wǎng)等材料，極大提高了建筑工程的成本，而采用“鋁模+全鋼爬架”模式施工，避免了其他零件的材料費(fèi)用，通過鋁模的快拆系統(tǒng)能夠加快施工進(jìn)度，維持混凝土外觀質(zhì)感。

其次是降低了施工過程中人員出現(xiàn)意外的可能，極大提高了施工安全性。在超高層施工中通過爬架提高升降系統(tǒng)控制效率，降低了超高層施工中對于吊塔的依賴性，同時(shí)由于爬架防護(hù)網(wǎng)的密封性能夠保證高空人員安全作業(yè)，此外，在爬架防護(hù)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行鋁模作業(yè)時(shí)，鋁模材料的快速組裝特性可以極大降低施工風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2 工程簡介

廣州南沙國際郵輪碼頭綜合體項(xiàng)目2號(hào)地塊第二標(biāo)段工程位于廣州市南沙區(qū)南沙街港前大道東北側(cè)、虎門大橋下游。本工程屬于超高層商品住宅，6#樓地上49層，7#樓地上48層，8#樓地上45層，9#樓地上48層。綜合考慮工程施工質(zhì)量、工程工期、經(jīng)濟(jì)效益等因素，為了最大限度地提高模板和支撐系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)材料及勞動(dòng)力設(shè)備等資源的利用效率，尤其是提高本工程混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)測實(shí)量和觀感質(zhì)量，項(xiàng)目部決定采用快拆鋁合金模板+爬架進(jìn)行施工。

3 全鋼爬架及鋁模施工技術(shù)

3.1 爬架的施工工序

3.1.1 爬架施工流程

本工程使用附著式全鋼爬架針對6#樓(標(biāo)高6.75～144.8 m)、7#樓(標(biāo)高3.75～141.8 m)、8#樓(標(biāo)高8.6～144.1 m)、9#樓(標(biāo)高6.75～144.8 m)結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行防護(hù)施工，爬架采用TL06型號(hào)，高13.5 m。 具體施工流程如下：

在進(jìn)行爬架組裝前，為了保證設(shè)備安全性能，需要報(bào)備監(jiān)理進(jìn)行架體的檢查工作，各方面性能滿足要求后方可進(jìn)行組裝施工。爬架施工時(shí)，首先進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)的安裝，通過機(jī)械設(shè)備在附著墻面進(jìn)行主體組裝，爬架主體結(jié)構(gòu)搭建完畢后再進(jìn)行鋼架的搭設(shè)，鋼架搭設(shè)過程中由于爬架整體仍未穩(wěn)定，需要一邊進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的搭建，一邊進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。鋼架搭設(shè)過程中還需要對附著墻體的支撐以及防墜裝置進(jìn)行安裝，附著支撐是為爬架提供著力點(diǎn)，防墜裝置則是保證爬架掉落造成人員傷亡，然后再懸掛鋼絲繩，調(diào)整控制柜使電纜線有效連接。連接完畢后進(jìn)行警報(bào)裝置的調(diào)試，警報(bào)裝置是應(yīng)急系統(tǒng)一部分，能夠?qū)κ┕ぶ谐霈F(xiàn)情況及時(shí)反饋。最后進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)的連接與組裝，組裝后進(jìn)行鏈條的運(yùn)行，檢查爬架是否能維持穩(wěn)定工作。

3.1.2 爬架提升過程中的控制要點(diǎn)

目前建筑行業(yè)中常用的爬架多種多樣，而且不同廠商生產(chǎn)的爬架在進(jìn)行搭設(shè)時(shí)具有差異性，因此在爬架搭設(shè)完畢后需要安排專職安全人員進(jìn)行驗(yàn)收檢測。在完成本樓層混凝土澆筑施工后，需要進(jìn)行爬架的提升時(shí)，首先需要對爬架整體進(jìn)行檢查，觀察爬架受力部位是否發(fā)生彎曲或變形，特別是檢查爬架的抗傾覆裝置、防墜裝置是否仍能夠充分發(fā)揮作用，同時(shí)檢查電葫蘆上的鏈條是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)鏈條出現(xiàn)銹蝕或斷裂時(shí)要及時(shí)進(jìn)行更換處理，不得繼續(xù)投入使用。此外，要對電機(jī)的電路進(jìn)行調(diào)試，滿足要求后方可進(jìn)行爬架的提升。提升時(shí)，要對周圍施工人員進(jìn)行疏散，拉起警戒標(biāo)識(shí)，對爬架周圍堆積的施工材料進(jìn)行清理，避免爬架提升過程中顫動(dòng)導(dǎo)致施工材料墜落砸傷人員。提升過程要緩慢進(jìn)行，邊提升邊防護(hù)，提升到指定高度后及時(shí)進(jìn)行附著并固定支架。

3.2 鋁模模板的施工工序

3.2.1 模板的安裝

模板安裝時(shí)需要嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，第一步需要安裝的是墻柱模板，只有墻柱模板安裝完畢，整體足夠穩(wěn)定后方可進(jìn)行梁板以及頂板模板的安裝，待頂板安裝完畢后及時(shí)進(jìn)行周圍模板的加固操作[6]。在進(jìn)行墻柱模板安裝時(shí)為了使模板準(zhǔn)確對齊放樣線，可以通過在混凝土面上的外角模內(nèi)側(cè)固定木條的方式對齊。為了防止模板側(cè)倒保證其穩(wěn)定性，安裝模板時(shí)首先從角模部分開始安裝。在進(jìn)行角隅部分安裝時(shí)，為使模板順利安裝需要對模板接觸面進(jìn)行清理和涂油處理。當(dāng)角隅準(zhǔn)確定位并安裝完畢后進(jìn)行后續(xù)模板墻面的安裝，由于鋁模的快拆特點(diǎn)，在安裝時(shí)要保證墻模與內(nèi)角模連接時(shí)銷子的頭部應(yīng)盡可能地留在內(nèi)角模，以方便施工完畢后的拆除操作。

在進(jìn)行模板的封閉操作前要在模板連接部位進(jìn)行PVC管的保護(hù)，此外還需要確保墻體兩側(cè)的模板和套管準(zhǔn)確連接，該操作主要是保證在進(jìn)行混凝土的澆筑施工后能夠?qū)β萁z進(jìn)行回收。當(dāng)外墻墻體模板安裝出現(xiàn)施工偏差時(shí)，需要及時(shí)對墻模位置進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)不只一個(gè)方向出現(xiàn)偏差時(shí)，需要對兩層及以上進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)需要層層遞進(jìn)，不可通過單邊提升去調(diào)整模板的對齊。圖1為梁底模板的預(yù)拼接、圖2為梁側(cè)模板的安裝。

圖1 梁底模板的預(yù)拼接

圖2 梁側(cè)模板的安裝

3.2.2 模板的拆除

模板拆除前需要對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度檢測，報(bào)備監(jiān)理后方可進(jìn)行模板拆除工作。模板拆除流程，首先是進(jìn)行墻模的拆除，其次是梁模的拆除，最后進(jìn)行頂板拆除。拆除過程中需要按照非承重部位先進(jìn)行拆除、承重部位后進(jìn)行拆除的原則進(jìn)行，拆除時(shí)不可貪圖進(jìn)度粗暴施工，要避免對混凝土的強(qiáng)度和外觀造成影響[7]。

墻模板進(jìn)行拆除時(shí)首先拔出墻面內(nèi)的插銷，然后再進(jìn)行凹形墻面的拆除，由于凹形墻面整體性較好，拆除時(shí)具有一定難度，需要通過專用工作對首塊模板進(jìn)行拆除，首塊模板拆除完畢后再從中向兩側(cè)逐步拆除。墻板拆除后，就可進(jìn)行梁板的拆除，梁板拆除過程中由于梁板體積大，需要多人進(jìn)行協(xié)同拆除操作，拆除過程中需要多人對梁板進(jìn)行托底，其余人員進(jìn)行撬松，撬松后不可任其自由墜落，應(yīng)當(dāng)緩慢放至地面，以免對梁板造成損壞。頂板拆除時(shí)需要先將已拆除的對拉螺栓和梁板進(jìn)行上傳，頂板拆除時(shí)首先從中部的第一排拆卸，與模板下相連的龍骨組件要首先拆卸，拆卸后再拔出其他插銷，然后多人協(xié)同使用撬棍對模板進(jìn)行撬松拆除，中部拆卸完畢后再逐步向兩側(cè)拆除[8]。

3.2.3 模板施工常見問題及其防治措施

鋁模板施工中常見的問題主要有：

(1) 在混凝土澆筑完畢后，進(jìn)行模板的拆除時(shí)，出現(xiàn)軸線的位移。造成該現(xiàn)象的主要原因可能是在施工中施工員對于技術(shù)交底不清晰導(dǎo)致放樣出現(xiàn)誤差或模板拼接組裝時(shí)沒有按規(guī)定拼接。對于該類現(xiàn)象的防治，主要是要在進(jìn)行支模時(shí)保證控制線垂直，保證模板處于水平。

(2) 拆模后混凝土部分部位出現(xiàn)翹曲或縮頸情況。造成該現(xiàn)象的主要原因可能是在進(jìn)行連接時(shí)，沒有按照施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行連接件設(shè)置，使得模板的整體性變差。在進(jìn)行防治時(shí)，需要控制梁底支撐間距，使其在混凝土的自重作用和施工人員作用下不產(chǎn)生變形。

(3) 施工中模板接觸不嚴(yán)，使得混凝土澆筑中存在漏漿的情況，造成混凝土表面出現(xiàn)嚴(yán)重的孔洞。造成該現(xiàn)象的主要原因可能是放樣不認(rèn)真或模板的角隅變形導(dǎo)致的。對于該類現(xiàn)象的防治，應(yīng)當(dāng)對模板間嵌縫進(jìn)行適當(dāng)控制，同時(shí)施工放樣時(shí)施工人員能夠按照施工要求進(jìn)行準(zhǔn)確放樣。

4 “鋁模+爬架”施工模式下質(zhì)量控制措施

4.1 明確施工責(zé)任

在超高層建筑施工過程中需要建立“鋁模+爬架”施工管理制度，施工前召開班前會(huì)議，進(jìn)行爬架、鋁模安裝培訓(xùn)，明確操作人員的具體工程責(zé)任，在爬架的組裝過程中，防墜和警報(bào)裝置需要及時(shí)安裝，不可貪圖省事而節(jié)省關(guān)鍵步驟。鋁模板施工安裝前嚴(yán)格根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)要求對其進(jìn)行脫模劑涂刷處理，涂刷時(shí)要均勻?qū)δ０鍍?nèi)部進(jìn)行涂抹，涂刷脫模劑主要時(shí)防止施工完成后脫模困難造成混凝土的損壞。在脫模劑的選擇上應(yīng)當(dāng)根據(jù)既要脫模方便，又可對混凝土進(jìn)行裝飾為原則。模板拼裝過程中選擇質(zhì)量滿足要求的配件施工，拼裝完成后采用多重質(zhì)量檢查方式，先拼裝工人對其進(jìn)行自檢，自檢完畢后報(bào)施工場地中的專職安全員進(jìn)行檢查，經(jīng)確認(rèn)后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

4.2 嚴(yán)格要求材料質(zhì)量

嚴(yán)格控制工程中模板的加工質(zhì)量，對于各種模板的性能要求應(yīng)當(dāng)滿足國家現(xiàn)行的規(guī)范要求，在進(jìn)行墻模、梁模和頂板的驗(yàn)收時(shí)，對其尺寸進(jìn)行嚴(yán)格測量，精確控制其尺寸誤差，同時(shí)安裝前要對各種模板進(jìn)行承載性能試驗(yàn)，保證其能夠在混凝土的澆筑施工中保持穩(wěn)定。鋁模板尺寸偏差允許范圍見表2。

表2 鋁模板允許偏差

5 結(jié)束語

隨著建筑行業(yè)進(jìn)一步向前發(fā)展，高層建筑施工是目前企業(yè)越來越重視的熱點(diǎn)問題，對于建筑企業(yè)，采用合理高效的施工工法可直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文依托廣州南沙國際郵輪碼頭綜合體項(xiàng)目，對“鋁模+爬架”施工模式、質(zhì)量控制措施等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，為將來高層建筑更多地采用“鋁模+爬架”施工技術(shù)提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。