铝合金模板施工技术创新与应用

高海涛 戴连双 赵 迎 刘 鸣 刘鹏迪 彭 峥

1. 北京市住房和城乡建设科技促进中心 北京 101160；2. 中国新兴建筑工程有限责任公司 北京 100009

1 工程概况

新兴·御蓝山位于山东省泰安市创业大街以南，天柱峰路以西，总建筑面积30 761.5 m2，其中地下面积2 220 m2，地上面积28 541.5 m2，为剪力墙结构。地下2层，地上33层，1－33层层高2.9 m，1－6层为加强层，6－33层为标准层。墙体截面均为200 mm，梁尺寸为400 mm×500 mm、400 mm×600 mm等，板厚为110、120、130 mm等，地上结构模板工程采用铝合金模板施工工艺[1-3]。

2 工程重、难点分析

2.1 楼梯间铝合金模板施工

在传统铝合金模板施工工艺中，楼梯间的墙体处于上、下楼层之间，墙体模板一般为2次支设，在此处设置的K板作为下挂板，浇筑完成后不拆除，再次安装时可保证墙体的顺直和严密。同时，将楼梯间施工缝留置在休息平台1/3处，避免楼梯二次支模，减少错台、漏浆等问题。

2.2 墙体变形缝铝合金模板施工

在传统铝模工艺中，穿墙螺栓采用φ16 mm制作，端部用φ12 mm的光圆钢筋焊接φ45 mm的圆环，圆环的作用是做龙骨的连接加固部件，变形缝处墙体模板的螺栓孔需要制作成φ50 mm，便于端头圆环的进入和取出。当墙体模板拼装成整体安装后，穿入自制穿墙螺栓，用φ20 mm的钢筋做龙骨，从上向下穿入每根螺栓的圆环内，然后从墙体另一侧进行加固，工艺操作较为复杂，且变形缝处墙体为外墙，螺栓孔封堵对墙体防水有一定的要求，预留孔洞较大，不利于施工封堵，易造成渗水隐患。

2.3 铝合金墙体模板封堵施工

传统铝合金墙体模板底部要连接高40 mm的底脚，底脚可与模板用螺栓连接或焊接。在现场施工中，为了便于墙体模板的拆除，需留设一定的缝隙，一般设置为15 mm，这就造成了在混凝土浇筑前，必须采取封堵的施工措施，才能保证墙体根部模板的严密，防止混凝土漏浆而造成的墙体烂根问题。传统做法采用水泥砂浆进行封堵，拆模后还需剔凿清理，不利于现场的文明环保施工。

2.4 铝合金墙体模板变截面施工

在高层住宅中一般设有加强层，加强层墙体厚度与标准层墙体厚度不同，而铝合金墙体模板只针对标准层设计，在非标准层中采用铝合金模板的情况较少，一般采用木模板施工非标准层，无法最大化利用标准层铝合金模板，一次性投入木模板只用加强层费用较高，若采用旧的木模板施工，则成形质量无法保证。

3 铝合金模板设计

3.1 铝合金模板选材

1）铝合金模板应采用铝、锰、镁等合金元素构成的轧制板或挤压型材，并应符合现行国家标准GB/T 3190—2020《变形铝及铝合金化学成分》的有关规定和要求，型材宜采用5系列和6系列铝合金，其物理性能指标及材料强度设计值应符合规范要求。

2）铝合金模板成品的设计应按工程特点选定通用的长度和宽度模数，以50 mm为倍数，根据工程需要可增加其他专用模数，本工程采用的模板宽400 mm，面板厚4 mm。

3.2 结合图纸深化设计

1）主体结构中加强层墙体、梁在变截面处的模板节点处理，例如加强层墙体厚250 mm，变截面200 mm，为增加模板周转率，配墙体模板时应进行散拼，设计成面板50 mm和200 mm的组合模板（梁、柱模板相同），优先设计标准层模板，与标准层模板差异处单独配模组合，设计以50 mm为调节模数模板，单独制作加工，如图1所示，在加强层处可最大限度地利用标准层铝合金模板，结合非标准模板构件进行施工。

图1 铝合金模数调节模板

2）变形缝处墙体模板单独制作加工，将墙体模板采用销钉固定连接形成整体，穿墙螺栓采用与内墙一样的φ16 mm普通螺栓，拼装完成后，采用φ14 mm钢筋将上下钢背楞焊接形成整体，在顶部通过销孔增加2个吊装环，变形缝处的整体模板便可现场吊装，加固模板所用穿墙螺栓的垫片和螺母直接焊接在外侧模板背楞上。墙体模板安装时，穿墙螺栓对准预留螺栓眼，直接从墙体内侧拧至外侧进行加固。拆除时，从墙体内侧旋出螺栓杆，松动模板即可拆除。

3）墙体模板底部采用伸缩式底脚模板，装置由4部分组成，分别为1个底脚模板、1个带螺栓的角钢、2根压缩弹簧及橡胶条，将部件组装后与标准模板相连，形成伸缩式模板，伸缩量在15 mm，可实现模板底部缝隙调节，宽度为0～15 mm，如图2所示。使用时，通过模板自身质量将角钢下压，此时挡片与底脚模板底部相平，弹簧处于拉伸状态；当墙体模板调整标高后与顶板模板相连，挡片受弹簧自身应力的影响，带动挡片向下，直至挡片贴近楼板地面，从而实现自动封堵的功能，替代传统砂浆封堵。

图2 伸缩式底脚模板实物

4）明确一次结构与二次结构部分构件能否同时浇筑，包括门、窗洞口的过梁与结构梁间距小于200 mm的部位、砌筑墙垛小于10 cm的墙体部位，以便减少二次结构的施工量，提高施工速度。

5）铝模板的传递预留孔、放线孔禁止留设在有防水要求的房间内，防止封堵不密实造成渗水隐患。预留洞口的封堵应采用定型的梯形模板封堵，便于施工时取出。

6）墙体采用免抹灰工艺，填充墙与结构墙交界处采取企口做法，留设宽200 mm、深1 cm凹槽，便于填充墙抹灰缝隙的抗裂处理，一次性浇筑成形的外窗同样可采取此办法。在结构图纸中进行优化，筛选出结构墙体与填充墙体交界处需要增设贴片的位置，画出平面布置图，在结构墙体模板加工后，按照布置图在墙体、梁模板上安装贴片。

7）铝模板的外墙模板应考虑外墙脚手架的选型，当采用型钢悬挑式脚手架时，应先布置型钢位置，然后与外墙模板平面布置进行比对，当单根型钢穿出部位不在同一块模板时，应当调整模板单块尺寸或者调整型钢位置，此部位的模板高度应分成2个部分，一部分为型钢以上墙体模板，一部分为型钢穿墙体处模板。此处可采用木模板做面板，铝合金做连接框的铝木结合形式，如图3所示。

图3 悬挑脚手架工字钢穿铝模示意

3.3 铝模板加工及制作

1）铝合金模板的焊接应符合国家标准GB 10858—1989《铝及铝合金焊丝》的规定，宜选用Eur5356和Eur4043焊丝，焊接工艺可采用钨极惰性气体保护电弧焊。

2）铝合金模板加工应根据设计加工图纸进行，每做完一部分应对成品板进行检验，模板、加筋、封边等部件组装焊接前应调平、调直。

3）模板的组装焊接应根据变形控制的要求采用合理的焊接顺序和方法，并在工装平台上进行作业，施焊前应去除材料表面的油污和氧化膜。

4）模板构件的焊接部位必须牢固，焊缝应均匀，无夹渣、气孔、咬肉、裂纹等缺陷，优先采用机械手臂进行机器焊接作业。

5）模板加工完成后应在面板上涂刷铝合金专用隔离剂，涂刷时作业环境最低温度不得低于5 ℃。

3.4 铝模板试拼装

1）模板加工完成后应在加工场地试拼装，单位应组织相关人员现场验收，验收内容包括构件尺寸、轴线位移、拼缝宽度、开间进深、构造措施等，书面记录问题并调整。

2）模板在试拼装过程中组织作业人员进行培训工作，让工人分区域、分段进行责任划分，利用编号法或标记法，对模板进行标记，拆除时让作业人员根据自己的标记拆除并码放好，由厂家按标记进行打包运输。

3.5 模板运输及验收

1）模板运输采取木架装箱打包的方式，边角填充塑料等柔软物，防止在运输过程中磕碰。

2）模板运输至施工现场后，进行数量、规格和外观的检查，铝模板采用质量承重的方式，能够查清的构配件采取数量清点的方式进行。

3）在模板试拼装过程中，根据标记的构件通过垂直运输设备直接运至作业面，由负责标记的工人进行核实。

4 铝合金模板施工

4.1 墙柱模板安装

1）墙体模板按照编号进行排列，按照墙体尺寸先在楼面上进行模板拼装，销钉间距不大于300 mm，拼出整块墙板然后根据墙线进行模板的架立，事先在封闭前安装PVC套管，然后临时安装穿墙螺栓。

2）模板合模前，应涂刷专用脱模剂，脱模剂应涂刷均匀，不得漏刷，涂刷时应防止污染钢筋。

3）墙模板加固从底部背楞开始，根据从下到上的顺序逐一安装背楞，紧固穿墙螺栓后进行垂直度和轴线校正。

4）外墙模板楼层间施工缝处模板高度450 mm，下跨300 mm，上侧150 mm，首次安装铝模板时必须采用2套铝模板下跨板，顶层浇筑混凝土后不拆除，将底层的拆除后传递至新浇筑层的顶部，来回交替使用。

5）楼梯间墙体模板的安装应待楼梯梯段板和休息平台安装就位后进行，在墙体施工缝部位同样设置下跨板，并将上一层楼梯间墙体内侧模板一同支设完成，方便下一步与预支设的梯段板和梁进行连接。

4.2 梁模板安装

1）梁模板按照编号依次进行梁底模、梁侧模、梁顶角模及墙顶角模的安装，用独立支撑调节梁底的标高，安装时应保证立杆的垂直度和牢固度。

2）梁底侧模板应先与墙体模板连接，采用线坠进行轴线的校核。调整时，同时调整梁底模板和墙体模板。

4.3 顶板模板安装

1）墙模板和梁模板校正后进行顶板模板的安装，同样按照编号标记，从板顶的一角处开始，先拼装顶板短边的模板，逐步向长边方向推进，安装与墙、梁连接的角模板，再安装顶板模板，销钉的固定间距不大于300 mm。

2）顶板模板安装应采用专用的操作平台进行操作，在洞口边缘安装时，应佩戴好安全带。

3）顶板预留洞模板安装，采用专用梯形封堵模板，封堵模板底部设内伸2 cm企口，防止漏浆。梯形模板垂直于顶板安装对拉螺栓，拧紧上部山形卡完成固定。

4）顶板下卧部位的模板，如卫生间和阳台比室内地面低2 cm，采用可拆卸的方钢管组合而成，钢筋绑扎完成后放置在钢筋上，利用铁丝固定牢固。

5）采用同层排水的下卧卫生间同样采用长方形拼装铝模板，此处模板在四角应采用45°斜面连接，便于模板的拆除，四角加固采用角钢斜拉连接固定。为控制降板标高及板厚，在四角设置“土”字形、φ12 mm的螺纹钢筋，每个角设置2个，共8个。

6）顶板的支撑体系采用独立式钢支柱，顶板拼装后进行安装，先将内套管调节至合适高度，将中间部位的固定杆拧紧，然后调节垂直度，对于跨度不小于4 m的梁板，其模板起拱高度宜为跨度的1/1 000～3/1 000。

7）采用布料机浇筑时，底部需进行受力验算，单独支设加强架体，与铝模板接触部位放置100 mm×100 mm的主龙骨。

8）墙两侧模板的对拉螺栓孔应平直对应，穿插螺栓时不得斜拉硬顶，钻孔应采用专用打孔机具，不得用电、气焊灼孔或电钻钻孔。

4.4 铝模板的检查与验收

1）铝模加固及校正完后进行自检，检查螺栓、销子、楔子是否遗漏，重点检查墙柱及梁部位是否紧固；检查墙柱的垂直度、顶板的平整度、墙柱及梁的截面尺寸是否符合要求。

2）铝模板的墙体模板底部留设的缝隙，伸缩装置可自动封堵缝隙，选择任意单块模板做清扫口，底部垫上木楔，防止挡片自动下落，将杂物取出，完成清理。

3）固定在模板上的预埋件和预留孔不得遗漏，应安装牢固，位置准确。

4.5 浇筑混凝土

1）混凝土浇筑期间至少需要2名操作工及1名实测实量管理人员，检查正在浇筑的铝模，上面的销钉、销片是否脱落，对拉螺栓连接是否完好，掉落时应及时进行加固。

2）混凝土浇筑时，因铝模板成形后会形成相对封闭的空间，铝模接缝较严密，混凝土浇筑时封闭区域内因空气不容易排出，易出现“闭气”现象，使成形混凝土结构内产生空洞，所以在浇筑相对封闭区域模内混凝土前，在梁面封板上开通气孔。浇筑混凝土时先放入振动棒，混凝土注入铝模内后再开启振动棒，边振捣边注入混凝土，直至封闭区外部溢出混凝土且不产生气泡后慢慢拔出振动棒。

3）相对封闭的铝模区域内混凝土浇筑要从铝模开口的一端注入，切不可从两端同时注入混凝土，以免模内产生封闭空气。

4）封闭区域内混凝土浇筑完成后，用小锤轻敲铝模外侧，检查是否有空洞现象，若有封闭气体，需再次插入振动棒进行振捣，同时注入混凝土。

4.6 铝模板拆除及保养

1）铝模板拆除分为2个部分，一部分为铝模板的拆除，一部分为支撑体系的拆除。由于采用快拆体系，支撑间距小于2 m，顶板达到设计强度的50%即可拆除铝模板，保留立杆及顶托支撑楼板，拆除前必须写好拆模申请单，经监理公司同意后方可拆除。

2）墙体模板拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。

3）铝模拆除时应先采用拔销器将所有的销钉取下，专人进行收集。墙体模板的拆除采用启模器，先松动顶层的模板，然后再从底层撬出，码放在传料口周边，做到随拆随码放随清理。

4）顶层模板拆除应2人协同配合，采用移动平台进行拆除，禁止将模板直接从高空扔下，应保证铝模的完好及施工的安全。

5）拆下的铝模板应及时清理和清点，用刮刀铲除污物，及时涂刷脱模剂，零散配件应当通过楼梯进行搬运。

5 结语

目前，我国仍处在发展与大建设阶段，对模板有较大的需求。铝模板具有周转次数多、施工工艺简便、现场安装快捷、基本不产生建筑垃圾等优点，近两年铝模板的市场份额明显上升，特别是绿色节能施工概念被提出以来，铝模板在建筑领域成为极具发展前景的模板。本文通过对铝合金模板施工技术的改进和研究，不断总结和完善铝模板施工技术在建筑工程中的应用经验，对今后铝合金模板的推广使用起到一定的推动作用。