高层高装配式项目铝模支撑体系的研究与应用

丁晓春，甘 雨，隋明昊，任玉谦，周昌祺

（1.深圳市建筑工程质量安全监督总站，广东 深圳 518000；2.中建三局集团有限公司，广东 深圳 518000；3.建研院检测中心有限公司，北京 100013）

0 引言

目前建筑行业内更加绿色环保的装配式建筑被市场推行，其中铝合金模板具有自身安全稳定性好、周转次数高、成型质量好、施工效率高等诸多优点被广泛应用。铝合金模板体系兴起时多应用于超高层且 3.2 m 层高以内的建筑，但面对 3.2 m 层高以上项目时，原常规的3.2 m 层高以内的铝合金模板支撑体系无法满足施工要求，针对本项目 5.4 m 层高厂房类装配式项目特点，项目积极探索此高度下铝合金模板支撑体系，总结成果。

1 工程概况

图1 1# 厂房层高表（单位：m）

新产业生物研发大厦施工总承包工程项目（以下简称“新产业项目”）位于深圳市坪山区坑梓街道金沙社区临松路、卢辉路交汇处，该项目 1# 厂房为钢筋桁架楼层板与铝合金模板结合的装配式建筑，共 10 层，其中 2～10 层采用铝合金模板支撑体系，其中 2～6 层层高5.4 m，7～10 层层高 4.5 m，如图 1 所示，均超过 3.2 m，故常规的 3.2 m 层高的高铝合金模板支撑架体无法满足施工要求，且若不同层高均定制不同长度立杆，则会导致材料周转利用率大大降低，致使成本过高，且现场施工困难。故需对架体进行优化设计。

2 工艺原理

新产业生物研发大厦施工总承包工程铝合金模板支撑体系的施工模板支撑为在原常规 3.2 m 层高铝合金模板支撑架体上进行优化设计，增加 1 m 及 1.2 m 固定长度立杆，通过螺栓连接，保证立杆长度满足层高要求，当层高变为 4.5 m 层高时，去掉 1 m 固定长度立杆即可，无需重新定制支撑立杆，且通过 60 转 48 变截面扣件，应用普通钢管为支撑体系横杆，保证架体稳定，替代常规做法中分别去定制 5.4 m 立杆及 4.5 m 立杆，极大的提高了施工效率及施工安全。

3 施工重难点分析

行业内常规使用铝模及支撑体系的项目，主要为住宅项目，层高约 2.8～3.2 m，通过销钉连接的铝模板，如图 2 所示，自身稳定性远超木模+钢管的支撑体系，因此，常规项目铝模拼装所用的单支顶支撑体系，仅需设置立杆，无需设置水平杆及剪刀撑，如图 3 所示。

图2 铝模板销钉连接

图3 常规铝模支撑体系（单立杆）

然而本项目厂房层高 5.4 m/4.5 m，为保证支模体系稳定性，设置三道水平连接杆、水平剪刀撑，减少立杆自由端高度，保证架体整体稳定性，大幅增加施工工作量，如图 4 所示。同时，本应使用铁凳子作为铝模拼装的操作平台，本项目需使用 4 m 高的移动操作平台，如图 5 所示，使用过程需人工抬放，且开始操作前因移动平台过高需加固处理，以保证拼装施工的安全，施工效率大打折扣。

图4 支撑体系设三道水平杆

图5 移动操作平台

因架体搭设过程操作空间有限，5.4 m 层高铝合金模板支撑体系施工过程中容易与墙柱铝模加固体系的斜撑产生干涉碰撞，尤其是在转角或斜撑密集区域，导致架体搭设受较大影响，对比常规层高铝模，更需提前深化排杆，碰撞模拟，提前规避。

同时因层高 5.4 m 导致铝模支撑体系立杆调平处理难度大，施工过程中无法紧密结合，对比常规层高铝模，需协调预留较长调平时间处理。

4 铝合金模板支撑体系设计方案要点

4.1 设计支撑立杆

根据现场结构层高，在原常规 3.2 m 层高铝合金模板支撑架体上进行深化设计，以新产业项目为例，增加 1 m 及 1.2 m 固定长度立杆，保证立杆总体长度，通过 60 转 48 变截面扣件，利用螺栓将长、短立杆进行组合、连接。

若层高为 5.4 m 时，可利用原 3.2 m+1.2 m+1 m 的方式连接以保证立杆长度，如图 6 所示。

图6 1# 厂房 5 400 层高支撑示意图（单位：mm）

待层高转变为 4.5 m 时，拆去 1 m 的短立杆，采用3.2 m+1.2 m 的方式进行连接，如图 7 所示。

图7 1# 厂房 4 500 层高支撑示意图（单位：mm）

4.2 设计加固措施

横杆采用φ48 mm×2.5 mm 厚质量合格的钢管。纵横水平杆按照最大 1 800 mm 步距设置；水平杆第一道为扫地杆，设置高度离地面≤200 mm。

水平杆采用对接或者搭接均可。连接处扣件采用交错设置：相邻的水平杆和立杆的接头应尽量避免设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头处在同一截面方向应错开 500 mm 以上；各接头中心至最近主节点的距离应小于纵距的 1/3。扣件连接处，搭接长度需超过 1 m，采用多于 2 个旋转扣件固定，且边缘至连接杆端部应＞100 mm［1］。

同时增设抱柱措施以满足整体稳定性，抱柱高度位置同水平杆设置，如图 8 所示。

图8 抱柱设置示意图（单位：mm）

4.3 支撑体系的计算

工具式钢管立杆受压稳定性应考虑插管与套管之间因松动而产生的偏心（按偏半个钢管直径计算），应按式（1）的压弯杆件计算［2］。

5 施工工艺

5.1 工艺流程

施工准备→测量放线→柱模拼装→柱模加固→梁模拼装→立杆组合拼接→梁底立杆搭设→板模拼装→板底立杆搭设→加设横杆→立杆调平校直。

5.2 搭设方法

5.2.1 采用钢支撑支撑模板

1）梁模板的支撑架体采用垂直于梁轴线的方式布置，楼板的模板支撑体系采用平行于板短向的方式布置，并根据梁底及板底的高度调整具体搭设参数［3］。

2）梁与楼板的架体跨距和间距必须通过严格计算得出技术参数，同时请相关专家评审，现场按照专家评审意见搭设布置。

3）架体开始搭设前，先进行立杆定位放线，同时放出轴线、梁位置线以及楼面水平控制标高。安装架体后，通过调节钢立杆的可调内管来进行调平校直。但可调内管与外管的搭接距离调不宜超过 300 mm，钢支撑应垂直于结构板面。

4）架体安装需考虑横杆的连接尽量排列整齐，同时满足在相互垂直两个方向的支撑系统整体稳定。架体相互连接部位以及早拆头下端横纵向设置φ48×3.0 mm 水平钢管拉杆，根据架体高度设置横杆数量（如 4.5 m 层高设置 2 道，5.4 m 需设置 3 道），在架体下端内侧设通长φ48×3.0 mm 钢管扫地杆；水平加固杆应采用变截面扣件与立杆紧密连接。

5.2.2 周边加固措施

1）在第一道和第四道背楞上加装可调钢斜撑，加固时调整墙面竖向垂直度，斜撑间距根据墙面长度确定，离墙间距应≤2 000 mm，斜撑间距≤2 000 布置，如图 9 所示。

图9 斜撑设置示意图

2）由于支模部位为大跨度梁板，支模中间部位多数无结构柱，为保证架体稳定性，在距离板底 500 mm 内设置一道横杆，水平方向与相邻梁底支撑设置两道横杆，以保证架体的整体性和稳定性。

6 经济效益

采用常规铝模支撑体系立杆与短立杆结合的方式施工，可避免分别定制 5.4 m 及 4.5 m 层高铝模立杆。可节省立杆定制费用，同时，提高了立杆的周转使用率，经济效益可观，其中在新产业生物研发大厦施工总承包工程应用中，产生效益约 230 万元［原需定制立杆 13 542 套（5.4 m）及 13 542 套（4.5 m）立杆，现改为 13 542 套（3.2 m+1.2 m+1 m）即可］。

随后在传音控股项目（与新产业生物研发大厦项目类似：同为 3.9 m/4.5 m/5.4 m 高层高装配式厂房项目）进行应用，产生效益约 193 万元［原需定制立杆 11 363 套（5.4 m）及 13 542 套（4.5 m）立杆，现改为 13 542 套（3.2 m+1.2 m+1 m ）即可］。

7 社会效益

采用本施工工艺对标准层少的高层项目，可有效提高铝模架体的周转利用率，符合绿色施工要求且利于现场安全文明施工，在施工过程中零投诉、零伤亡，产生了较好的社会效益。

8 结语

高层的装配式项目铝合金模板支撑体系，在国内应用较少，面对超高铝模支撑体系的空白领域，新产业项目中采用的常规铝合金模板支撑立杆与少量短立杆相连接的方式，提出了一种新的施工工艺的可能性，且极大的降低了施工成本，提高了材料的周转利用率和施工效率，并响应了绿色施工，节约环保的施工理念，可以作为典型在高层高装配式类项目中推广应用。Q