高層高鋁模支撐體系深化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉鰲

（中鐵五局集團(tuán)建筑工程有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑在城市中越來越普遍。為了滿足高層建筑的施工需求，高鋁模支撐體系被廣泛應(yīng)用于施工過程中。但由于不同工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、要求等存在較大差異，因此，加強(qiáng)對(duì)于高層高鋁模支撐體系深化設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究是十分有必要的。

1 工程概況

廣州南沙梅糖東地塊建設(shè)項(xiàng)目位于廣東省廣州市南沙區(qū)亭角地區(qū)，項(xiàng)目為公寓樓剪力墻結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層平面約730m2，鋁模施工混凝土接觸面約為3000m2。項(xiàng)目樓梯奇偶變化鋁模需要配置2 套模板。在17 層墻梁板變截面變化。此次研究以14#公寓為例，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.5m，共計(jì)14 層，模板選型為鋁合金模板。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況如表1 所示。

2 高層高鋁模設(shè)計(jì)概況

結(jié)合案例實(shí)際情況，高層高鋁模設(shè)計(jì)主要包括墻體系、梁體系以及頂板模板體系3 個(gè)部分。詳細(xì)設(shè)計(jì)情況如下。

（1）墻體系。公司標(biāo)準(zhǔn)墻模板寬度為500mm，為保障安裝質(zhì)量，采用墻模板與頂板轉(zhuǎn)角模板（頂板C 槽）直接連接的安裝形式。外墻承接板（K 板、Kerb 板）的高度提高了50mm。豎向方向上，距離4500mm 高的樓層為250mm、850mm、1450mm、2250mm、2850mm、3600mm和4300mm。

（2）梁體系。梁模系統(tǒng)主要包括梁底陰角、梁底模板、EC 轉(zhuǎn)角連接陽角模板、梁底早拆頭及獨(dú)立鋼支撐。梁底采用早拆頭設(shè)計(jì)模式，梁底支撐間距不大于1200mm，梁底早拆頭寬150mm，早拆頭之間為1000mm鋁合金模板。

（3）頂板模板體系。樓面系統(tǒng)主要包括樓面板、樓面龍骨、早拆頭及獨(dú)立鋼支撐。配用早拆支撐系統(tǒng)可提高模板的周轉(zhuǎn)效率，使用獨(dú)立鋼支撐。案例項(xiàng)目桁架樓面、樓承板的位置頂板鋁合金模板不需要滿布。

3 高鋁模支撐體系深化設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程設(shè)計(jì)

結(jié)合案例工程實(shí)際情況，以及高鋁模設(shè)計(jì)情況，展開支撐體系工藝流程的深化設(shè)計(jì)，以確保支撐體系功能的正常發(fā)揮，保障支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。工藝流程如圖1 所示。實(shí)際展開鋁模支撐施工的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)要點(diǎn)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求展開作業(yè)，確保支撐足夠[1]。

圖1 工藝流程

3.2 拆除工程設(shè)計(jì)

拆除工程是高鋁模施工過程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于支撐體系有著極強(qiáng)的依賴性，為保障施工質(zhì)量效果，以及作業(yè)安全，需要加強(qiáng)對(duì)于拆除工程的設(shè)計(jì)。結(jié)合案例工程實(shí)際情況，實(shí)際拆除工程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)墻柱側(cè)模以及支撐桿拆除施工兩個(gè)部分的重視。

拆除墻柱側(cè)模設(shè)計(jì)：①側(cè)模拆除要求混凝土強(qiáng)度至少為1.2MPa，通常在混凝土澆筑完成12h 后方可展開拆模施工。②拆除過程中，需要先拆除斜支撐，然后松動(dòng)緊固措施，按照先拆除穿墻螺栓，后拆除鋁模連接的銷子和楔子的順序展開施工。③要求拆除穿墻螺栓時(shí)，先使用扳手松動(dòng)螺母，然后取下墊片、威令，再輕輕敲擊螺栓一端，直至螺栓完全脫離混凝土。④拆除銷子和楔子過程中，需要先使用撬棍，撬動(dòng)模板下口，促使模板與混凝土互相分離，完成拆模。在此過程中，為保障施工順利，需要拆模的同時(shí)，及時(shí)清理相關(guān)配件，做好存儲(chǔ)工作，同時(shí)避免拆模過程中，傷及混凝土構(gòu)件，影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量[2]。

支撐桿拆除設(shè)計(jì)：①確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到要求后，方可結(jié)合拆模試塊情況，確定拆除支撐桿的時(shí)間，通常板底支撐需在施工完成10d 后進(jìn)行，梁底支撐需在14d后展開，28d 后方可拆除懸臂底支撐。②支撐桿拆除應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范展開，拆除時(shí)需要雙手配合作業(yè)，其中一只手用于固定支撐桿，另一只手用錘松動(dòng)方向錘擊可調(diào)節(jié)支點(diǎn)，以此完成支撐桿拆除作業(yè)，值得注意的是，在拆除過程中，應(yīng)避免出現(xiàn)回頂情況。

3.3 鋁模支撐體系

支撐體系主要承擔(dān)支撐功能，用于保障樓面、梁底及懸挑結(jié)構(gòu)模板穩(wěn)定、可靠。在案例項(xiàng)目中，為確保支撐作用得到充分發(fā)揮，保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)鋁合金模板的頂板模板和支撐系統(tǒng)展開一體化設(shè)計(jì)，并將早拆技術(shù)融入了支撐系統(tǒng)，在保障支撐穩(wěn)定的同時(shí)，提高模板周轉(zhuǎn)效率和施工效率，降低施工成本。結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，每棟樓采用一套模板主系統(tǒng)，3 套樓板底支撐和3 套梁底支撐。模板和支撐系統(tǒng)一體化體系的相關(guān)配件情況如表2 所示。

表2 一體化體系的相關(guān)配件情況

針對(duì)案例項(xiàng)目高層高鋁模板的特點(diǎn)，需要在墻模板設(shè)置斜撐，采用48mm 鋼管，兩端接螺紋頂絲，材質(zhì)為Q235B。豎向設(shè)置3 道斜撐，交錯(cuò)布置。斜撐的橫向間距不大于1.5m，且下道斜撐不高于墻模板的1/2 高度。本工程在下層澆筑時(shí)需要預(yù)埋斜撐固定支架，上部采用螺栓與背楞相連。梁體系方面，對(duì)于梁側(cè)模高度＞900mm 且≤2020mm 的情況，梁側(cè)模加固需要增加對(duì)拉螺桿。頂板模板支撐體系設(shè)計(jì)過程中，工具式鋼支柱設(shè)置為3 道，主要由3 節(jié)鋼管組成，底部鋼管直徑60mm，上方為直徑48mm 鋼管。中間不大于1.8m，在直徑60mm 的鋼管頂部焊接有螺紋管，用于高度微調(diào)。

3.4 參數(shù)計(jì)算分析

案例項(xiàng)目梁、板、柱、墻模板通過支撐結(jié)構(gòu)定位安裝，墻體厚為1000mm、800mm、600mm、500mm，普通樓板厚度為110mm，最大樓板厚度為180mm。在實(shí)際展開支撐體系參數(shù)計(jì)算和分析的過程中，主要計(jì)算內(nèi)容如下。

（1）墻、柱處鋁合金支模板銷釘抗剪強(qiáng)度校核。案例項(xiàng)目中，模板銷釘最大受力范圍為0.4m×0.4m，其中前者為最大模板寬度，后者為模板銷釘間隔，在實(shí)際展開計(jì)算分析的過程中，應(yīng)充分考慮銷釘震動(dòng)松掉或漏掉的情況，因此，參數(shù)設(shè)計(jì)需要取兩倍的模板銷釘間距。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，銷釘抗剪強(qiáng)度允許值為120N/mm2。案例項(xiàng)目抗剪截面積為200.96mm2，經(jīng)計(jì)算，抗剪強(qiáng)度為52.5N/mm2＜120N/mm2，符合規(guī)范要求，因此，銷釘抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求[3]。

（2）支撐頭及連接管計(jì)算。支撐頭及連接管如圖2所示。經(jīng)計(jì)算支撐頭最大應(yīng)力值為105.9MPa＜215MPa，滿足要求；連接管強(qiáng)度，最大應(yīng)力值78.04MPa ＜215MPa，滿足要求；支撐頭最大撓度值為0.13mm，滿足要求。

圖2 支撐頭及連接管

（3）支架穩(wěn)定性計(jì)算。案例項(xiàng)目模板支撐體系采用盤扣式支柱作為鋁合金模板體系的支撐系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算，不包括風(fēng)荷載時(shí)，軸向壓力設(shè)計(jì)值為14.12kN，鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值為97.82N/mm2，小于200N/mm2，滿足要求；包括風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為13.51kN，鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值為93.66N/mm2，小于200N/mm2，滿足要求；計(jì)算得到立桿長細(xì)比最大值為135，小于設(shè)計(jì)要求的210，因此，長細(xì)比滿足要求。

4 高層高鋁模支撐體系實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 材料準(zhǔn)備

在實(shí)際運(yùn)用高鋁模支撐體系的過程中，為保障技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于材料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的重視，確保材料配件充足，質(zhì)量達(dá)標(biāo)，分期安排組織材料進(jìn)場，并結(jié)合實(shí)際施工進(jìn)度情況，制定鋁合金模板配置與周轉(zhuǎn)計(jì)劃，確保模板等材料得以正常周轉(zhuǎn)，支撐體系相關(guān)配件準(zhǔn)備充足，避免由于材料問題影響正常施工，以及支撐質(zhì)量和效果。

4.2 注意事項(xiàng)

為保障支撐體系實(shí)際運(yùn)用效果，主要加強(qiáng)對(duì)于各個(gè)施工環(huán)節(jié)的重視，明確以下注意事項(xiàng)以及施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)：①混凝土澆筑期間，振搗施工過程中，容易導(dǎo)致橫梁/平模支撐頭相鄰區(qū)域的下降滑移，因此，應(yīng)加強(qiáng)振搗施工控制，確保支撐體系完好，避免支撐結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移情況。②在搭設(shè)移動(dòng)式腳手架的過程中，應(yīng)在內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置交叉支撐，并使其與腳手架立桿上的鎖銷鎖牢，避免出現(xiàn)松動(dòng)情況，確保整體結(jié)構(gòu)的可靠性[4]。

4.3 監(jiān)測控制

為保障支撐體系以及鋁模使用的安全性和可靠性，在實(shí)際展開施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于受力以及變形情況的監(jiān)測。首先，需要對(duì)支架的垂直度、沉降情況進(jìn)行監(jiān)測，并合理布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，控制好監(jiān)測點(diǎn)之間的間隔距離。其次，采用合適的監(jiān)測措施，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)模板以及支撐體系存在的隱患問題，并能夠及時(shí)作出有效反應(yīng)。再次，針對(duì)監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)的架體變形問題，必要時(shí)應(yīng)采取有效加固措施，對(duì)于模板支撐與周圍結(jié)構(gòu)連接出現(xiàn)松動(dòng)的情況，需要及時(shí)安排專人進(jìn)行加固處理，通過加密立桿、縮短立桿間距的方式，提高體系的支撐強(qiáng)度，并加強(qiáng)立桿之間的橫向聯(lián)系，在立桿的底部位置，增設(shè)橫向掃地桿，全面保障支撐體系的穩(wěn)定性和可靠性。最后，合理控制監(jiān)測頻率和預(yù)警值，確保能夠及時(shí)發(fā)展體系結(jié)構(gòu)問題，相應(yīng)預(yù)警值、監(jiān)測限值詳細(xì)情況如表3 所示。

表3 預(yù)警值、監(jiān)測限值

4.4 通病預(yù)防

結(jié)合以往高鋁模支撐體系應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)針對(duì)常見質(zhì)量通病問題采取有效預(yù)防和處理措施，最大程度上保障支撐體系的穩(wěn)定性和可靠性。①對(duì)于墻體上部易垂直度爆點(diǎn)問題，需要確保斜撐的穩(wěn)固性，并采取有效加固措施，對(duì)上部模板拼接處插銷進(jìn)行加密固定處理，并對(duì)容易出現(xiàn)穩(wěn)固性問題的部位，在兩面加設(shè)鋼絲繩進(jìn)行拉結(jié)，確保連接穩(wěn)固。②對(duì)于樓板開裂問題，在實(shí)際施工過程中，需要加強(qiáng)對(duì)于拆模時(shí)間的控制，并且拆模過程中，應(yīng)避免對(duì)支撐立桿產(chǎn)生干擾影響，在必要情況下，還需要適當(dāng)增加立桿和早拆頭套數(shù)，確保支撐體系的穩(wěn)固性[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，高層高鋁模支撐體系深化設(shè)計(jì)與科學(xué)應(yīng)用是保障高鋁模施工作業(yè)可靠性以及穩(wěn)定性的重要措施，在實(shí)際運(yùn)用支撐體系的過程中，需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況和特點(diǎn)，展開深化設(shè)計(jì)，明確工藝流程，疏理技術(shù)細(xì)節(jié)，并對(duì)支撐體系拆除工程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，明確施工要點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)展開模板和支撐體系一體化設(shè)計(jì)，在保障施工質(zhì)量安全的同時(shí)，提高施工效率，降低施工成本，此外，還需要對(duì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確保其符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際運(yùn)用高鋁模支撐體系時(shí)，還應(yīng)做好材料準(zhǔn)備、質(zhì)量檢查等相關(guān)工作，明確施工過程中的注意事項(xiàng)，采取有效監(jiān)測控制措施，保障支撐體系的可靠性，并針對(duì)可能出現(xiàn)的樓板開裂等通病問題，進(jìn)行預(yù)防處理。通過對(duì)高鋁模支撐體系深化設(shè)計(jì)與運(yùn)用技術(shù)的進(jìn)一步研究和實(shí)踐探索，高層建筑施工質(zhì)量效果將會(huì)得到進(jìn)一步保障，這對(duì)建筑工程領(lǐng)域發(fā)展有著積極意義和重要作用。