铝合金模板新工艺在建设项目中的应用

2017-06-28翟大为上海铁路局土地房产管理处

上海铁道增刊 2017年1期

翟大为上海铁路局土地房产管理处

铝合金模板新工艺在建设项目中的应用

翟大为上海铁路局土地房产管理处

介绍铝合金模板的施工工艺、主要性能特点和缩短工期提高质量的管理经验，论述铝模对比传统木模板在不增加工程投资的前提下，可缩短主体结构施工工期，提高混凝土结构外观质量的技术优势，并将铝模板和木模板性能指标和安装单价进行对比分析得出铝模技术经济优势显著，有效解决了项目投资和质量目标控制的矛盾。

项目管理；目标控制；铝合金模板

1 前言

铝合金模板系统自1962年在美国诞生以来，已经有50多年的应用历史。在美国、加拿大等发达国家，以及墨西哥、巴西、马来西亚、韩国、印度这样的新兴工业国家，均得到了广泛的应用，但铝模板在我国还处于起步阶段。鉴于在30层以上的高层混凝土结构建筑施工中，标准层结构层随层变化小，采用该工艺较传统木模板、钢模板工艺在加快施工进度，减少投资，提高质量方面均有较大优势，同时能减少资源浪费，绿色环保，有利于国家可持续发展战略。综上所述，有必要对这项工艺进行分析研究，及早推广。

2 高层住宅铝模板施工工艺简述

铝合金模板适用规范：《组合铝合金模板工程技术规程》（JGJ386-2016）。铝模板施工体系构成主要有墙体模板及加固体系、顶板模板及快拆支撑体系、封闭式楼梯模板体系、其他细部节点构造组成。模板系统构成混凝土结构施工所需的封闭面，保证混凝土浇灌时建筑结构成型；细部节点等附件系统为模板的连接构件，使单件模板连接成系统，组成整体；支撑系统在混凝土结构施工过程中起支撑作用，保证楼面，梁底及悬挑结构的支撑稳固；加固系统是保证模板成型的结构宽度尺寸，在浇注混凝土过程中不产生变形，模板不出现涨模、爆模现象。

高层住宅楼铝模板施工需要按照工程实体单独进行设计与生产，在厂家进行模板预拼，验收合格后送至现场人工进行安装。一般宜为墙体、楼梯、顶板整体进行支设，绑扎顶板钢筋后整体浇筑混凝土，待混凝土达到拆模强度，墙体、楼梯、顶板模板一起拆除倒运至上一层结构施工再次使用，由快拆体系立柱进行点式支撑，作为后续混凝土强度增长期间的支撑。

3 铝合金模板和木模板对比分析

3.1 铝模板主要性能特点

（1）方案设计：施工前，对工程做好详细准确的分析和施工方案设计，配合模板系统模数化、系统化、标准化的产品系列，使施工中可能遇到的问题，最大限度地在方案设计阶段解决。

（2）铝模系统采用高强度铝合金型材按不同模数焊接成各种标准化组件，产品按量控制标准生产。模板的拼缝和总体精度均大大高于传统模板。

（3）整体试装：铝模系统在运往工地前，均进行100%的整体试装，将所有可能出现的问题预先解决，从而大大提高实际施工速度和精度。

（4）施工效率高：铝模系统以销钉和楔片为主的连接方式，工人经简单培训即可上岗操作，装拆变得极为简单。由于铝模板重量轻，通常人工逐层向上搬运，不依赖大型吊装设备，大大地加快施工进度，提高施工效率。

（5）早拆技术：铝模系统的顶模和支撑系统实现了一体化设计，将早拆技术融入顶板支撑系统。采用标准板加上局部非标准板的配置板，并在非标准板上采编号的技术，且相同构件的标准板是可以混用，这使拼装的速度更快；铝合金模板在拆装的时候操作也更加的简便，拆卸和安装的速度更快；模板与模板之间是用销钉进行固定，安装也方便多了。因为采用了早拆的设计，水平构件模板在36 h后便可拆除。在加快施工速度的同时还省去了木模支护时大量应用U型托和木方，以及钢管扣件或碗扣式脚手架，以产品和施工方式的合理设计而节约材料成本。

3.2 铝模板相比木模板的优势

（1）安全管理：传统施工方法中楼板、平台等木模板施工技术普遍采用满堂支架、卸料平台和塔吊等设备设施，费工费料，而且垂直运输和人员同行的安全风险也较大。铝模板支模现场采用间距1 200 mm一支的独立支撑，支撑杆相对少，每一块铝模板都会有固定的位置，垂直运输靠上下层预留洞口传递，现场操作空间大，人员通行、材料搬运畅通，易管理。这点较木模、钢模现场管理优势十分显著。

（2）施工周期短：铝合金建筑模板系统为快拆模系统，一套模板正常施工可达到4-5天一层，而木模则需7天一层，大大加快了施工进度，并降低现场管理成本。

（3）重复使用次数多，平均使用成本低：木模周转次数超过4次边角部位便很容易发生翘曲，绝大部分情况下，木模周转不会超过6次。经过核算，一套铝模只要使用的次数超过50次，成本即与传统的木模板摊销单价持平。事实上，铝模板规范施工可翻转使用300次，这使得铝模平均使用成本较木模更低。

（4）拆模后混凝土表面效果：铝合金建筑模板拆模后，混凝土表面质量平整光洁，基本上可达到饰面及清水混凝土的要求，无需进行批腻子，可节省批腻子费用。而木模支护需要搁栅、背楞设施料多且容易脱胶、起鼓、起壳、开裂，重新拼装时，板缝难于处理；厚度公差不易掌握，易导致建筑结构界面尺寸偏差超标。

（5）文明施工管理：使用木模每层施工完毕都会遗留层板、木方、钢管、扣件等材料，楼层清理工作量大、材料浪费多，预留洞口、临边防护设置不到位。铝合金模板系统施工拆模后，现场无任何垃圾，有利于文明施工管理。

（6）回收价值高：铝合金建筑模板报废后，当废料处理残值高（每平方米的回收价在400元左右），均摊成本优势明显。

（7）标准、通用性强：铝合金建筑模板规格多，可根据项目采用不同规格板材拼装；使用过的模板改建新的建筑物时，只需更换20-30%左右的非标准板，可降低费用。有研究表明，铝合金模板的成本优势是建立在循环使用多次的基础上和30层以上同时标准层数量多的建筑物。以30层以上高层建筑为例，将铝模板、钢模和木模的综合单价（单位：元/m2）分情况对比如下：单栋高层（30层）铝模板、钢模板和木模板分别是 71，52，53，木模板占优；两栋不同高层比较为56，52，53三者基本相同；两栋相同高层比较为51，52，53三者基本相同;多栋不相同高层比较为49，52，53铝模占优；多栋相同高层比较为37，52，53铝模优势显著。

（8）低碳减排：铝合金建筑模板系统所有材料均为可在生材料，符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定。很多发达国家都已经规定建筑项目不准再使用木模板。

综上所述，铝模体系在不增加投资的前提下，根治了以往由木模技术缺陷而引发的漏浆、蜂窝、麻面、涨模等质量通病，切实有效地提高了建筑混凝土外观质量。此外，铝合金模板支护工艺的特点把人们的管理方式从只强调施工过程动态管理转换到将前期的模板体系设计管理与施工动态管理并重，最根本的原因是在模板设计的前期工作就把后续很多工作作详尽的考虑，如模板的安装、开关盒的预埋、门窗洞口的精确尺寸，砖砌体与混凝土墙体的关系等，它解决了系统而非仅仅是局部问题，通过一次全面系统的设计工作大大减少了后续相关工作的重复运算（如模板展开的面积计算），显著提高了项目管理效益。

4 进度分析和过程管理

一般情况下铝模板快拆体系每层结构施工完成时间进度见表1。

表1 每层结构施工完成时间进度表

在首次现场拼装耗用时间较长，因首次安装工人对模板序号、模板安装部位不熟悉，比正常进度延长了3天的时间。随施工进度，工人熟练度逐渐增加，进度保持在5天每层的施工进度，相比较木模的7天每层，可提高2天每层。经项目实践，以一处5幢35层（标准层共31层一个单元）的剪力墙结构住宅为例，每幢楼每单元设计一套铝模，通过前期加强设计管理，除去铝模厂家设计生产时间、厂家预拼装时间和标记运输至现场的时间外铝合金模板在项目结构层施工过程中平均节约工期2天每层，共计节约工期约20天。此外全铝模板还减少了大型设备租金与木模和钢模相比，在分期开发且结构相近的高层建筑项目中，能节约的间接成本还是很可观的。

而某项目通过提前策划及精细安排，4层楼面仅用了6天时间，就完成铝模施工，比平均铝模首层进度提前2天。拆除模板后，经现场实测实量，梁板、墙柱混凝土测量结果均符合相关规范要求，且混凝土表面感观质量较绝大部分项目首层铝模施工质量都要好。现将该项目场管理要点简介如下：

（1）多方考察，优化方案。在前期策划确定引入使用铝合金模板后，为全面了解可能存在的问题并分析解决，经建设单位组织，由施工项目部技术部牵头，安排项目班子及现场人员多次前往省内省外不下15个已投入使用铝模的工地学习考察，收集模板使用过程中已经出现和可能出现的各种问题及解决方案。通过严格招标确定铝模供应商后，在第一时间与其建立联系，多次探讨，根据项目具体情况，共同思考不断优化施工方案。

（2）三方协调，精细交底。方案确定后，为确保各项具体工作的执行效果，在铝模进场前，施工项目部通过反复组织召开主体劳务、水电安装及铝模单位三方协调会，由铝模生产单位技术负责人对工艺流程及作业时间进行详细交底，铝模单位、主体劳务及水电单位各自提出须各方配合解决的事宜，牵头单位对各方提出的事宜会上统一解决答复，并对各方的配合工作提出具体要求。在此过程中，也不断将项目的特殊性和重要性进行交底，强化精品工程意识。

（3）专人调度，加强配合。为进一步加大现场协调力度，确保施工的顺利开展，作为建设组织方的建设单位一方面安排专人负责解决影响铝模施工的问题；另一方面借鉴大模施工工艺，在现场安排铝模安装场地，确保吊模、线条等拼装工序完成后再进行吊装，增大了作业人员的操作空间，减少了交叉作业，提高了操作效率。

（4）过程把控，及时整改。为确保进度和质量的过程管控，在进度方面加强督促各方管理人员及作业人员加班加点严格按照进度计划移交工作面；在质量方面，对销钉间距、模板拼缝等细节进行全数检查，对模板平整度、墙柱模板垂直度及平整度进行100%检查，不合格部位严格按要求进行立即整改。