组合铝合金模板在高层住宅建筑施工中的深化设计研究及应用

钱广镇，刘 朋

(1. 北京建工博海建设有限公司，北京 丰台 100166；2.中色资源环境工程股份有限公司，北京 顺义 101300)

0 引言

当前传统的二次结构施工过程，均是在主体混凝土结构施工完成后再进行砌筑施工。传统的砌筑工程有着施工强度高、运输损耗大、一二次结构交接处空鼓开裂、外墙渗漏水、外窗口渗漏水、占用工期长，综合效益差的缺点。传统的二次结构施工与一次结构施工需要技术间歇时间有着时间和空间上的冲突，须在设计图纸要求一次结构全部施工完成，沉降达标才可“自上而下”进行二次结构施工，保证二次结构产生的荷载逐步渐进施加传递至基础，避免基础发生沉降不均匀等质量问题。传统的二次结构施工在当下高速发展的建筑进程中，严重制约着工期且存在较多的质量通病。

组合铝合金模板作为一种新兴的施工工艺，中国建筑市场的应用已越来越多，施工技术也日益成熟，同时铝合金模板的优势也在不断地被大多数施工单位认可。高层住宅建筑使用组合铝合金模板工艺时，应全面熟悉图纸及规范要求、标准层非标层的变化、建筑底部及顶部外部造型的变化；同时，保证管理人员和操作工人经过严格培训且合格后，方可对铝合金模板进行更深一步的深化设计。对于一些超模数，难以配置的部位，可酌情考虑木模板与铝合金模板结合匹配作业，以保证工期和施工成本。

本文“当代上品府地块三项目”为住宅项目，住宅楼为剪力墙结构，其余配套及地下车库均为框架结构。工程位于山西省晋中市榆次区，是集现代科技化整体式车库、人车分流的一类高层住宅小区。该工程包括8栋高层住宅楼和6#楼一栋配套用房，以及人防室外出入口、地下车库(含人防和非人防区域)和两处大门。项目各建筑物类型见表1。

表1 当代上品府地块三项目各建筑物类型

1 模板选型与深化设计

1.1 模板选型

为实现节能、环保绿色施工、加快施工进度、提高施工质量、促进文明施工的目标。项目施工管理团队从技术质量、安全生产、文明施工、环境保护、绿色施工和商务成本等方面全方位分析，对比各类模板工艺及成本测算，确认组合铝合金模板技术可达到表观质量好、降低二次结构措施费、薄层抹灰、防渗漏的效果好、伸缩缝处施工方便、现场安全文明及绿色施工的要求，能较好地解决传统施工的痛点问题。决定1～5#楼、7～9#楼8栋高层建筑标准层三层及以上使用组合铝合金模板快拆体系的工艺，施工现场每栋高层各采用一套模板主系统，三套楼板底支撑，三套梁底支撑，四套悬挑结构底部支撑。

1.2 深化设计

在采用组合铝合金模板技术后，经过反复探索研究，确定75%构造柱、整体外墙、厨房卫生间全部反坎、10%内构造墙、不同墙体交接处的压槽和窗口防渗压条、伸缩缝大模板等在一次结构施工中带入。从而更有效地降低了二次结构、装饰装修及后期质保的相关成本。在深化设计中提出的全现浇外墙施工，也为爬架的设计、施工提供了便利。

铝模板深化设计前期，要确保施工图纸完善且全部完成图纸会审工作，避免后续产生设计变更，使深化设计适得其反，造成成本及工期增加。深化设计中务必考虑以下事宜：室外施工电梯留设进出楼体位置；禁止顶板留设铝模板传料口；禁止设置卸料平台；充分利用外爬架、厨卫排风口预留洞、天井、楼梯间及电梯间等部位传料；屋面突出构造尽量使用铝模板拼接；采用租赁方式使用铝模板时，与铝模板租赁厂家针对图纸变更及其技术指导等约定好相关售后事宜等工作。

1.2.1 铝合金模板中的整体外墙、构造墙柱、反坎

该工程在组合铝合金模板施工深化图纸中，将二次结构75%构造柱、整体外墙(含空调墙板)、厨房卫生间全部反坎、10%内构造墙带入一次结构中施工。此优化做法在施工上降低了二次结构的工程量占比，减少了后期人工费用和垂直运输机械租赁费用，提高了构造墙柱部位的表观质量，增加整体结构完整性、防水性，节约了工期。整体外墙深化设计效果图详见图1，内构造墙柱及反坎深化设计效果图详见图2。

图1 整体外墙深化设计效果图

图2 内构造墙柱及反坎深化设计效果图

1.2.2 铝合金模板施工中的压槽、压条

一二次结构交接处压槽：施工中现浇混凝土墙与二次结构交接处，于现浇混凝土墙、梁端处做出压槽企口，结合工程墙面做法及实际现场材料，墙体、梁端部做出深10 mm宽100 mm的压槽，在抹灰中将玻纤网格布平压于现浇混凝土压槽中，可更好的保障抹灰质量。一二次结构交接处深化设计图详见图3，一二次结构交接处压槽效果图详见图4。

图3 一二次结构交接处深化设计图

图4 一二次结构交接处压槽效果图

外窗外周位置压条：通过深化设计在外窗口外周位置预留深20 mm宽120 mm的压槽，以精确加工的模板尺寸来维持结构尺寸的一致性，窗口处的平整度和垂直度指标明显高于木模板。铝模板安装方便，窗口内口及外口压槽一次浇筑成型，混凝土成型和观感质量好，线条顺直，混凝土成型颜色均匀，表面光滑，无麻面、漏浆，能施工成接近清水混凝土效果。此做法较传统做法防渗漏效果更佳。外窗压条深化设计图详见图5，外窗压条效果图详见图6。

图5 外窗压条深化设计图

图6 外窗压条效果图

1.2.3 伸缩缝大模板

在楼体中部伸缩缝两侧剪力墙模板施工中，由于伸缩缝宽度小、长度大，采用传统木模板施工方法，二段施工时工人无法进入伸缩缝间进行模板安装拆除作业，两侧剪力墙施工后模板只能废弃在伸缩缝内，该施工方法不仅成本较高，而且废弃在伸缩缝内的模板将约束结构自身的变形性能，进而影响整个结构的安全性能。施工中按照一段二段流水作业，在第一段施工的时候，可以在另一段上进行操作施工，模板可以按照常规的方式设计安装加固施工。第二段即为伸缩缝难以装拆部位，在铝合金模板施工中，将第二段伸缩缝位置剪力墙全面组装，利用塔吊进行吊装入位。在铝合金模板施工中，完全规避了木模施工中的弊端。

2 成果效益

2.1 工期保证

根据前期策划施工现场实际使用一套模板主系统、三套楼板底支撑、三套梁底支撑、四套悬挑结构底部支撑，实现了每层节约1.5天的工期。为屋面工程、外保温门窗工程及装饰装修工程等后续作业，节约了施工时间。

支撑系统简单，稳定性好，承载力较高；施工操作简单，重量轻；模板设计人性化，便于工人安装、拆除及传送；不完全依赖机械，轻松拼装。梁底、板底的支撑托成就了早拆技术，早拆效果较明显，配模套数少。从浇筑完成的混凝土表面尺寸偏差合格率及现场安全文明的效果分析，深化做法间接的缩短了后续作业施工的准备时间。

2.2 安全文明

组合铝合金模板，整体式组装观感较佳，较传统模板现场实施过程中产生垃圾较少，拆除清理过程简单安全，增强了施工楼层的安全文明效果；基本无需机械吊装，建筑垃圾产生少；减少文明施工管理及其他辅助用工。现场没有木模板、方木等，有利于节约木材，绿色文明施工得到保证；不产生木屑等建筑垃圾，消防安全压力较低。

2.3 质量成果

组合铝合金模板深化设计技术的应用，以精确加工的模板尺寸来维持结构尺寸的一致性，平整度和垂直度指标明显高于木模板。楼层整体一次浇筑成型，混凝土成型和观感质量好，线条顺直，混凝土成型颜色均匀，表面光滑，无麻面、漏浆，能施工成接近清水混凝土效果。楼面所有水电位预埋位置在支撑时进行限位，确保预埋位置准确、统一。卫生间混凝土防水坎台能够一次性浇筑，避免了违反强制性条文规定的风险。

使用组合铝合金模板技术，较传统木模板工艺混凝土质量合格率约为80%前提下，在混凝土表观及偏差上的合格率高达93%以上；在该项目严密的施工管控过程中，同步成立攻关型QC小组，确立了“提高铝模工程混凝土表观质量偏差合格率”的攻关课题，在多方面管控下使得混凝土表观质量合格率达到了96.3%，有效避免了传统模板的弊病，荣获了2021年北京市工程建设质量管理小组一类成果。

2.4 经济效益

组合铝合金模板深化设计技术施工工艺的应用，在保证了施工进度、质量及工期的前提下，有效降低了二次结构人工费、垂直运输机械等措施费用，同时采用铝模板除了加快施工进度外，也有效地降低了工期违约及管理成本增加的风险，极大限度地降低了成品保护、安全文明等必要支出成本，同时解决了传统木模周转率低、损耗大、倒运占用垂直运输机械等问题，经成本核算采用组合铝合金模板深化设计可比传统木模成本节约近10%。

3 结论

(1) 该工程使用组合铝合金模板在高层住宅建筑施工中的深化设计研究及应用，在技术、质量、成本、安全文明和绿色施工等方面起到了很好的引导作用，使模板支撑体系的成本降低近10%、技术质量取得了北京市QC小组一类成果，外窗压条防渗技术也形成了专利(受理阶段)、安全文明获得了建设单位的“黄金级绿色体验式工地”的荣誉称号。

(2) 铝模板深化设计实现了每层节约1.5天的工期，此项研究有较强的推广意义。