铝合金模板在高层建筑施工中的应用与优化

2018-09-06段素明

建筑施工 2018年1期

段素明

中铁建设集团有限公司江苏南京 210028

铝合金模板作为一种新型推广的施工工艺进入建筑业市场，其优点不仅在于刚度大、不变形、不起鼓，周转次数也较高，可减少对资源的浪费，绿色环保，在一定程度上加快了施工进度，越来越受到建筑行业的青睐。根据同体量的模板费用测算，铝合金模板所需要的施工费用较低，且铝模的回收率高达70%～80%，节能又环保。因此，此种模板体系值得推广与应用。

1 工程概况

南京市中铁青秀城项目建设地点位于南京市栖霞区迈皋桥万寿村季家街，其中10#楼标准层建筑面积约为510 m2，配置铝模板面积1 640 m2。标准层配置铝合金模板1套、顶板承重支撑3套、梁底支撑4套、墙柱支撑1套。铝合金模板使用在2～32层，层高2.9 m。

2 铝合金模板的优点

2.1 强度高、质量轻、承载力高

铝合金模板对比传统的木模、胶合板、钢模有明显的优势，拥有完善的自支撑体系，它的板材不容易变形，自身质量比大钢模轻，操作方便。

2.2 施工方便、效率高

工人可以花较少的时间来安装和拆除定型模板，比传统模板施工快。不占用大型垂直运输设备，不需要借助物料平台。所有的模板体系材料通过预留洞孔直接采用人工传到施工层，可以做到以户为单元的拆装模式，极大地提高了施工的效率，同时铝模板产生的垃圾极少，垃圾清理极其方便[1-2]。

2.3 提高建筑物质量和结构性能

铝合金模板整体体系的施工，较传统的模板体系在结构的水平和垂直度方面更优，铝合金拆除后的剪力墙、面板的成型效果可达到饰面清水墙的要求，平整度及垂直度可以控制在5 mm以内，符合免抹灰的施工要求。

2.4 周转次数多，分摊成本低

铝合金模板由于材质坚硬，周转次数较传统模板高，标准板在正常规范施工状态下，可以周转200次左右，其下部的标准支撑和加固体系可以通过调节杆调节层高高度，可实现重复周转使用。在重复使用后成本大大降低，经济性能较传统模板更优。

2.5 拼装简单整洁，现场形象美观，施工环境改善

铝合金模板系统施工简单、易于安装、针对性强，工人可在短时间内熟悉施工工艺，比传统施工方法更加安全高效。整体结构好，便于加固，支撑系统分布合理，避免因人为操作失误造成的爆模而使建筑物质量下降。同时，由于铝模板的拼装不产生额外建筑污染物，铝合金材质更不易发生火灾，所以与传统的模板相比更加绿色环保、安全美观。

2.6 铝合金材料，防火性能好

铝合金模板体系由铝制品构件和铁件组成，构件属于不可燃烧类，因此有很好的防火性能。

2.7 标准化、模块化的加工

铝合金模板系统由工厂进行图纸深化设计，由生产车间进行排版加工、板面清洗、涂层处理、产品成型，生产完成后的产品在工厂进行试拼装，随后经过预验收等一系列的工作，可确保产品成型的正确性，同时满足施工现场标准层的标准化及模块化施工。

2.8 不占用施工塔吊，安全可靠

标准化的模板质量轻，施工方便，铝合金模板在施工使用的过程中，无需依靠塔吊来转运模板材料，只需要通过预留孔人工进行传送，安全可靠，减少了传统模板转运对机械设备的依赖，提高了工地现场垂直运输的能力和安全性。

2.9 专业安装，管理轻松

铝合金模板在工厂已经进行了图纸的深化排版，在车间进行了标准化加工、试拼、编号，操作工人只需将现场的铝合金模板按照厂内的编号拼装即可，大大减少了设计及施工的错误，施工管理工作量也大大降低。

2.10 节能、减排、低碳、环保

铝合金模板体系的使用及推广，可以有效地减少城市建筑垃圾的排放，缓解城市处理建筑垃圾的压力，符合绿色环保的建筑理念。和传统模板相比较，铝合金模板的回收价值更高，可以减少材料的浪费，符合节能、减排、低碳、环保的理念。

3 铝合金模板的设计优化

为充分利用铝合金模板的优点，结构面可以达到清水混凝土墙体的效果，本工程实行免抹灰施工工艺，这就要求结构施工成型质量好，细节处理到位。在铝模板的深化设计中，考虑到与今后二次结构的融合，处理好一次结构与二次结构的“拼接”问题，这就需要对铝模板进行设计优化。

3.1 主体与二次结构交界部位的企口设置

为充分利用铝合金模板的免抹灰优点，在二次结构与主体结构交界位置做宽10 cm的企口，深度1.5 cm，此企口的作用旨在加强二次结构抹灰位置与主体结构的连接，同时防止该位置产生竖向裂缝（图1）。

3.2 二次结构构造柱、门过梁一次性浇筑

考虑到门过梁很多需要进行二次浇筑施工，本工程对门过梁、构造柱等在铝合金模板深化过程中进行了优化施工（图2）。

图1 交界部位的企口效果

图2 门过梁下挂及构造柱效果

3.3 标准层窗套线条浇筑

一般平窗均存在窗边渗漏水现象，为避免平窗的渗漏水，结合铝合金模板的规则性，对窗边四周进行设计优化，在窗四周增加宽5 cm、高1.5 cm的止水反坎，形成内高外低状态。

同时图纸中小型装饰线条需要进行二次施工，为节约成本、便于施工，铝合金模板在深化生产时，将线条一次性优化完成（图3）。

图3 窗四周及小型线条的优化设计示意

早拆体系在铝合金模板中的应用不仅可以加快施工进度，经济效果也很显著。早拆体系主要针对楼板的早拆和梁的早拆。混凝土楼板厚度增大，自重荷载随之增大，楼板抗弯刚度也随之增大；但抗弯刚度增加程度远大于荷载的增加。在相同跨度的情况下，楼板越厚，楼板抗弯能力越强。根据多年早拆施工的实践，对板厚为100 mm以上的楼板实施早拆是安全可靠的，而对板厚小于100 mm的楼板，应在进行专门的分析和论证后方可实施早拆。

目前各种铝合金模板系统的早拆体系组成部分基本相同，仅细部尺寸有所差异；部分企业的可调钢支顶采用单根钢管，下部安装可调螺杆；大部分企业的可调钢支顶采用2根直径不同的钢管上下套装，以满足支撑长度的可调性。

早拆体系包含楼面、梁底早拆体系，由早拆头、快拆锁条、单支顶、销钉、销片组成（图4）；早拆支撑间距不应大于1 300 mm×1 300 mm。

4 铝合金模板早拆系统的应用

图4 早拆体系示意

根据现场的施工情况，应在保证模板体系拆除后，结构构件满足同条件养护试件的情况下设计模板支撑体系。

5 铝合金模板的施工方法

为了使工程进度加快、塔吊使用量降低，结合本工程的实际情况，铝合金模板采用早拆系统，并且在每层楼板中设置传料口，使用人工将材料传递至作业面，避免了木模板施工作业中占用的出料平台和塔吊吊运模板木方的情况。

其主要施工顺序为：铝合金模板找平→模板刷隔离剂→模板放线→安装→定位→校直→梁板模板安装→混凝土浇筑→梁、板模板拆除→材料人工转运到上一层。

5.1 铝合金模板的安装

墙、柱模板安装须从角部开始，形成稳定支撑后方可按顺序安装其他部位模板，在墙体单边板安装时须加临时支撑，且临时支撑可靠，如工地木方、钢管等临时支撑；墙柱模板封闭前应及时加上穿墙螺杆及胶杯、胶管。

梁模板用于支撑板模时，在大多时候，应严格按照图纸设计的板模布置图进行组装施工。先把横梁下的支撑杆件按照图纸设计安装在横梁组件下，然后再进行横梁模板的安装施工。当拆除梁底模板时，支撑杆件可用来保护梁底部结构。同时支撑杆件可以提升横梁到适当位置，用销子将梁和板模板连接。在顶板安装完成以后，采用水平红外线检查模板面的底面标高，可以通过调整支撑杆件的高度调整梁板、顶板水平度及板底的标高。

在有连续垂直墙板模板的地方，比如电梯井位置、楼梯位置、外墙面位置等竖向构件位置。在模板安装时，直接利用平模外围的起步K板（即接高模板）控制外围的标高，将外围构件围成封闭的立面，在立面板上部再增设一圈K板用于连接板面模板。在第1层混凝土浇筑完成以后，拆除大墙面及下部的K板，保留上部的K板作为下层墙模的起始点及控制板继续向上进行施工。

5.2 铝合金模板的拆除

5.2.1 拆除墙模板

墙柱模板的拆除应根据工程项目的具体情况和混凝土的强度决定拆模的时间，一般情况下，竖向构件的模板在24 h后即可拆除。但在墙模板拆除时应严格按照以下顺序进行：拆除垫木→拆除背楞→拆除横撑→拆除模板上的销子和楔子。

需要注意的是，在外部和中空区域拆除销子和楔子时，操作工人应严格按照安全技术交底施工，拆除时应严格遵守安全操作规程。另外，在拆模期间应及时对拆除后的材料构件进行收集，否则销子和楔子在拆除后极易丢失。墙模板拆除时应该从墙头拆除到墙尾，拆模前应先将对拉螺杆抽取出来再进行墙模板拆除施工。

5.2.2 拆除顶模

拆除顶模时，拆除工人应进行严格的分组施工，每块模板在拆除时，都需提前拖住模板底部，再进行销钉拆除。模板下放的时候，应轻轻放下，不得直接将模板扔到楼面上。顶板模板的拆除时间应根据工程项目的具体情况和混凝土的实际强度设定，一般的情况下，顶板模板拆除时间不得少于36 h。拆除工作从拆除板梁开始，先拆除销子和其所在的板梁上的梁模连接杆，然后再拆除板梁与相邻顶板的销子和楔子，最后进行梁底板的拆除工作。各个单元的首块模板被搁在墙顶边模支撑口上时，相邻的模板应先拆除，而后在需要拆除的模板上，拆除其上的销子和楔子，利用专业的拆除工具把相邻模板分离开来。在没有梁模的地方，模板从一墙跨到另一墙时，有支撑唇边的墙顶边模应先拆除。