铝合金模板施工体系优化研究

孙 岳

(五矿地产有限公司 运营管理部,北京 100010)

0 引言

建筑模板,是施工中必不可少的周转材料,既是技术上必不可少的周转材料,又是造价上的重要开销。目前住宅项目施工中常用的模板体系主要仍为木模板、钢模板和铝合金模板体系,根据项目的分类、工期和成本要求进行选择[1-2]。

常规木模板广泛适用于各种结构形式,技术体系最为成熟,主要构成部分为模板系统和支撑系统,通过面板和钢筋绑扎形成各种形状,配合支撑体系,具有材料便宜、周转速度快、拼接性能好的优点;但木模板材料还有强度低、防水性能差、耐腐蚀性差、材料耗损高、防火性能差、不利于环保、不利于现场文明管理等缺点。钢制模板从构造上与木模板区别不大,主要优点有强度高、防火性能强,不过模板体系重量较大、人工操作不便,必须配备塔吊、卸料平台等机械设备进行安装。另外,如果不做好防锈处理,会造成脱模。铝合金模板体系兼具木模板和钢模板的优点,特别是在标准层较多的高层建筑形式施工中,具有施工周期短、精度高、造型美观等优点,也因为这样,铝模板对深化设计和施工参数化技术水平提出了更高的要求。

1 铝合金模板体系应用分析

1.1 铝合金模板体系的应用背景

随着建筑施工市场竞争日趋激烈,施工单位必须寻求更高效的管理模式和技术手段来提高自身的竞争力。铝合金模板体系的发展满足了施工单位提高自身管理水平的需求,也满足了业主单位对工程质量、客户满意度的需求。

1.2 铝合金模板体系优点分析

根据对国内部分采用铝合金模板的项目分析,采用铝模板的质量提升主要体现在以下三个方面。

1)在工期方面,结构主体施工周期为每层4-5 d,以40层的高层住宅为例,使用铝合金模板模,标准层平均每层比木模快1 d,工期相对于木模可缩短40 d。主要原因有三:一是铝合金模板装拆简单、方便,对操作人员技术要求低,容易上手;二是顶托装置使构件跨度满足≤2 m的规范要求,混凝土强度达到设计强度的50%时即可拆模;三是不占用垂直运输设备,不用机械加工设备,不占用电负荷,受天气影响小，如图1所示。

2)在质量提升方面,不通使用铝模板后,主体混凝土结构实测实量均可保持在95分左右,质量观感、风险评估、现场安全文明对比采用木模也有提高。主要原因:门垛、门过梁一次性成型,提高门洞尺寸精度;铝模板强度高、刚度大、不易涨模,能够有效控制截面尺寸、表面平整度、垂直度、顶板水平度极差、楼板厚度等指标;拆模后混凝土观感质量好。

图1 铝模板安装图Fig.1 Aluminum template installation diagram

3)在安全文明水平提升方面,使用铝模板后,配件全部可重复利用,大量减少施工垃圾产生;回收价值高,减少森林破坏,绿色环保;所有配件为金属材料,杜绝木模带来的火灾隐患;无需使用铁钉等辅材,减少塔吊使用,降低坠物和机械伤人概率。

2 铝合金模板体系的优化研究

2.1 铝合金模板的不足

根据对部分使用铝合金模板项目实测实量数据的分析,可以判断仍存在窗边渗水、外墙渗水、控股开裂、水电安装不规范等问题。究其质量通病的原因,主要是由于以往只是在主体结构标准层施工过程中用铝合金模板替代了木模,而且对深化设计的把控不足,并不是完整的铝合金模板体系。因此,为了持续改善工程实量,我们尝试着优化铝合金模板体系。

2.2 铝合金模板体系优化

2.2.1技术措施优化

表1 爬升式脚手架穿插施工周期Table 1 Climbing scaffolding interspersed construction cycle

根据总结和分析,可以采用以下技术措施提高工程质量:一是采用全钢筋混凝土外墙,免去外墙二次砌体结构施工;二是窗框预埋,杜绝窗边渗漏隐患;三是通过一体化深化设计,免去大量二次结构施工(构造柱、过梁、门垛、窗框边柱等),实现二次结构一次成型;四是通过一体化深化设计,实现免抹灰或薄抹灰;五是通过一体化深化设计,实现栏杆压槽预埋固定件,保证安装质量;六是配合运用爬升脚手架和穿插施工;七是通过机电一体化深化图纸,规范水电预留预埋;八是外墙饰面,将面砖全部改为多彩仿石涂料,在爬升脚手架拆除后用吊篮施工面层;九是应用BIM技术。

2.2.2铝合金模板结合爬升脚手架技术分析

为了提升铝合金模板的周转速度,需要充分考虑与爬架相结合，如表1所示,其核心优势是提高穿插施工能力、缩短工期。实际施工中可以参与穿插施工的层数可达10层以上。

脚手架爬升后,提升过程不占用垂直运输设备,便可以在主体施工的同时进行室外工程施工,如地库顶板防水、刚性层、滤水层、土方、红线内市政管网、园林绿化种植、消防道路施工等。根据经验,室外工程的提前介入,特别有利于立体化穿插作业,避免因脚手架落架不及时造成施工场地内交叉施工混乱,进而提高工程整体进度。此外，爬升式脚手架在智能化、机械化、安全性和安全文明施工等方面比钢管落地和悬挑脚手架有一定的优势；同时爬升式脚手架在成本方面与铝合金模板相似,其一大特点是楼层越高经济性越明显。

2.2.3成本优化对比分析

根据对不同层数的高层建筑住宅(3 m层高,短肢剪力墙)的铝合金模板与木模板造价对比分析,并考虑模板体系技术措施优化,在结构修补、外墙与顶棚等位置的抹灰浪费、卫生清理费用,以及部分设备电费的成本节约后,对比结果如表2所示。一是层数在33层,采用铝合金模板略有结余;二是层数在25层时,采用铝合金模板造价增加10%,尚可接受;三是层数在20层以下时,采用铝合金模板造价增加38%。

表2 单位建筑面积成本对比表Table 2 Unit floor cost comparison table

由此可见,层数越多,使用铝合金模板带来的造价节约越明显；但也应注意,在20层以下的高层住宅中,使用铝合金模板并不划算。

3 结语

综上所述,铝合金模板体系相较于传统木模板体系,在缩短主体结构工期、提升工程质量、安全文明施工、环境保护等方面有很大优势,并且在采用爬升式脚手架、BIM建模等多项技术措施对铝合金模板体系优化后,当建筑层数超过33层且标准层较多时,其单位建筑面积成本也优于木模板;应用于高层建筑施工中,有利于缩短结构主体工期,对项目提早达到预售条件,尽早实现工程款收取十分有利。合理地选择模板,才能将铝合金模板的优势充分发挥,从而提升项目的整体质量和经济效益。