面向地下环境的铝合金模板施工技术研究

李旭彬，徐凌宇，王磊，郭贤，林学明

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

在工程项目的地下部分施工期间，重点是使用适合的材料来确保施工质量和安全性。铝合金模板作为一种新型的施工材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此，在地下施工中得到了广泛应用。由于地下环境的湿度、压力等参数高于地表，木材在此环境下腐蚀速度加快，所以，常规材料不能满足要求。铝合金表面有致密的膜结构，可以阻碍持续腐蚀。此次研究旨在探讨面向地下环境的铝合金模板施工技术，通过对铝合金模板的性能特点和施工工艺进行研究，提出一种适用于地下环境的施工方案以及可行的施工技术，同时为相关领域的研究和应用提供参考。

2 地下环境施工中的铝合金模板应用

2.1 地下环境中铝合金模板的选材要求

铝合金模板作为一种新型施工材料，具有耐腐蚀、抗风化等优良性能，适用于地下建筑施工。铝合金模板的主要成分是铝合金，是一种轻型金属，且其导电性和阻燃性能优越。铝合金模板选材时需要考虑的质量要求要点如图1 所示。

图1 地下建筑中铝合金模板的质量要求要点

地下环境中的铝合金模板质量要求需要考虑以下方面：材料抗压能力、延展性、表面积利用率、材料的体积、张力、材料稳定性、施工强度、后期费用、刚度、自重、使用寿命和可重复使用性等。其中，材料抗压能力指材料的受力变形程度，它能决定地下施工中的人员工作量；材料延展性指铝合金的拉丝能力和平铺能力，这与施工中铝合金材料的使用量有直接联系；表面积利用率指材料在铺设时的用量，增大利用率可以减少施工中的材料成本。由于施工空间有限，铝合金模板的表面张力与单位质量的体积是两项重要参数，二者均与施工难度正相关。为了应对地下环境中的热能与湿度，所选取材料还应具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗腐蚀和氧化。另外，地下施工中所使用的设备属于大型设备，其微操作能力偏低，所以，施工时应选择不易变形的铝合金模板。铝合金模板还需要具备足够的刚度，选择具有较高强度的6063 铝合金材料。铝合金模板的重量应尽量轻，轻量化的模板能够减轻工人的劳动强度，提高施工效率。铝合金模板的材料应具备较长的使用寿命和可重复使用性，以降低施工成本和资源浪费。同时，可重复使用的模板也能够减少对环境的影响。

2.2 铝合金模板在地下施工时的技术要点

根据相关资料及实践表明，铝合金模板的自重较轻，便于转运，且该材料承重能力占优、具有良好的延展性，能极大地缩短施工时间。在使用铝合金模板进行地下施工时，有几项关键因素需要时刻注意，具体如图2 所示。

图2 地下施工中铝合金模板的技术要点

图2 展示的是地下施工中铝合金模板的5 项操作要点。

铝合金模板的设计应考虑地下施工的特殊环境和要求，包括地下空间的尺寸、地下水位、地下土壤的承载能力等[1]。模板的结构设计应合理，应能够满足地下施工的要求，并具备足够的稳定性和承载能力。在地下施工前，必须进行模板安装。安装时应确保模板的平整度和垂直度，以保证施工的精度和质量。同时，还应注意模板的连接和固定，确保模板的稳定性和安全性。地下施工完成后，进行模板拆除。拆除时应注意安全，避免对地下结构和设备造成损坏。可以采用逐层拆除的方式，先拆除上层模板，再拆除下层模板。在地下施工完成后，需要对模板进行定期维护和检查，确保模板的完好性和使用效果。特别是在地下水位较高的地区，必须进行模板防水和防腐处理，以延长模板的使用寿命[2]。

总之，铝合金模板在地下施工中的应用需要注意模板的设计、安装、拆除和维护等技术要点，以确保施工的质量和安全。同时，还应根据具体的地下施工环境和要求，进行相应的调整和优化。

3 面向地下环境的铝合金模板施工技术工程实践

以西南地区某地下车库工程的铝合金模板安装为例进行研究。

3.1 铝合金模板的安装

由于施工区域位于高海拔地区，所以，首先清理施工区域以确保地面平整。运用压模机检查铝合金模板的完整性和质量后，准备好所需的安装工具和材料。并根据设计要求，在地面上进行打桩、浇筑混凝土处理。为了确保基础的平整度和承载能力，按照施工图预定位置将铝合金模板逐层安装。首先安装底层模板，然后逐层叠加安装上层模板。在安装过程中，随时使用垂直仪进行调整。在铝合金模板的连接处，使用螺栓、螺母将模板固定在一起。根据工程需要，在模板下方设置支撑柱、支撑梁。支撑系统的设置能够承受模板的重量，并保证施工的安全性和稳定性。安装完成后，使用调整工具对模板进行调整，至垂直。使用调整螺栓、调整螺母等进行微调，并使用固定件固定模板。在模板安装过程中，使用安全带、安全网等安全设备确保施工人员的人身安全。

3.2 铝合金模板的拆卸

铝合金模板的拆卸是地下施工中的一个重要环节，需要注意安全和效率。在拆卸之前，施工人员佩戴安全帽、安全鞋等。同时清理工作区域，并根据施工图先拆除上层模板，再逐层向下拆除。根据连接方式，选择合适的工具进行拆卸，如扳手、螺丝刀、锤子等[3]。先拆除模板之间的螺栓、螺母，使用扳手或螺丝刀逐个拆除连接件。再使用锤子轻击模板板面，使其松动。然后使用扳手逐块拆除模板板面。拆除完毕后，清除残留的模板和杂物，确保工作区域整洁。拆除过程中要注意安全，避免人员受伤和模板损坏。总而言之，铝合金模板的拆卸需要注意安全和效率，按照拆除顺序和正确的工具进行操作。通过合理的拆卸步骤和注意事项，可以顺利完成铝合金模板的拆卸工作。

3.3 门窗设定预留

在门窗安装工程中，为了确保门窗的准确安装和尺寸的精确控制，会在图纸中预留门窗洞口，并在图纸上对门窗的洞口进行标注。模板的尺寸应与门窗的实际尺寸相符，以确保门窗的安装精度。将门窗洞口的模板固定在地下车库底板结构上，并填充混凝土至模板顶部，使其与周围的混凝土结构无缝连接。在混凝土浇筑完成后，为了确保混凝土的强度和稳定性，通过适当地洒水养护使混凝土充分硬化和固化。混凝土养护完成后，将门窗安装到预留的洞口中，并调整门窗的位置和水平度，使之达成门窗的准确安装和密封性能。通过门窗设定预留，可以有效地控制门窗的安装质量和尺寸精度，减少后期的破坏和修补工作，提高施工效率和工程质量。

3.4 铝合金模板的后期维护

在该地下车库施工完成后，连续3 周对铝合金模板进行清洁，清除表面的灰尘、泥土和其他污物。使用清水和中性洗涤剂进行清洗，避免酸性或碱性物质对铝合金表面造成损害。施工后的半年中，定期检查铝合金模板的连接部位、焊接点和固定螺栓等，确保其稳固可靠。对于松动或损坏的部位，进行修复或更换处理，以保证模板的正常使用。铝合金模板在使用过程中可能会受到氧化和腐蚀的影响，特别是在潮湿环境下。所以，每周对模板涂刷防腐涂料，并进行阳极氧化处理，以延长模板的使用寿命。施工结束后，过量的铝合金模板应妥善存放和保管，将模板进行清洁、干燥，并分类、编号和标记。

通过以上后期维护工作，可以保持铝合金模板的良好状态，延长其使用寿命，减少维修和更换的成本，提高工程的效率和质量。

3.5 地下环境中的铝合金模板材料使用寿命试验

铝合金模板作为一种地下施工中的优良材料，在施工材料中占据重要地位。此次研究针对铝合金模板在地下建筑中的使用寿命，与混凝土材料进行对照试验，用以分析该材料的优越性。由于现实中建筑物的使用寿命通常高于研究所需时间，所以，此次研究模拟地下环境并对其提升温度，用以加速试验进程。试验结果如图3 所示。

图3 实际建筑中的两种材料使用寿命预测

由图3 可见在6 个模板样品中，铝合金模板在仪器中的保留时间高于混凝土，说明在地下建筑物使用寿命试验中，铝合金的预测寿命更长。实验结果表明，铝合金模板不仅在建筑中具有坚固、耐磨等优点，而且寿命表现占优势。

4 结语

铝合金模板在地下环境中具有适应性和构型优势，能够满足地下环境对施工材料的要求，有效提高施工效率和质量。在使用铝合金模板时，研究首先考虑地下水位、土壤条件、地下设施等因素，在施工前需要进行详细的勘察和分析，合理选择模板的尺寸、连接方式和支撑系统。对于不同的地下环境条件，研究进一步优化铝合金模板的设计和施工方案，提高施工效率和质量。通过实际案例的分析，发现铝合金模板能够提高地下工程的施工效率和质量，缩短施工周期和减少成本，并且能够满足地下环境对施工材料的要求。研究结果表明，面向地下环境的铝合金模板施工技术具有较好的应用前景和发展潜力。