铝合金模板施工技术在公共建筑中的应用研究
2024-01-22林志伟易文祥
颜 威 林志伟 杨 骏 易文祥 杨 敏
铝合金模板(以下简称铝模板)以其自重轻、利用率高、周转便利和环保性好的特点,在公共建筑中得到广泛应用。在施工过程中,要合理选择技术参数,设计模架系统,把握技术应用要点,才能充分发挥铝合金模板的技术优势[1]。
1 工程概况
本文案例为某高校科研楼,分为东塔和西塔2 个部分。其中东塔标准层高度为4.5 m,建筑高度为77.95 m,单层施工面积为2493 m2,铝模板施工范围为5 ~15 层;西塔标准层高度为4.5 m,建筑高度为98.95 m,单层施工面积为1948.63 m2,铝模板施工范围为5 ~19 层。铝模板构件主要包括墙、柱、梁、板4 种,截面尺寸等参数如表1 所示。主要配件包括标准板、非标准板、脱模剂、穿墙螺杆、K 板螺丝、背楞、销钉、销片、胶杯、套管以及角铝等。
表1 铝模板构件参数
2 平面布置和施工要求
2.1 总平面布置
为确保铝模板得到有效应用,应按照相关规范和安全管理规定,综合考虑多方面因素,做好总平面布置,并制订完善的加固支撑方案。项目采用双层连接横杆的方式,将顶板和梁板支撑立杆拉结成整体。东塔和西塔依照单位工程划分为2 个独立施工区域,材料主要堆放在北侧材料中转场,使用时应利用塔式起重机进行吊运和周转。
2.2 施工要求
在施工过程中,为严格控制施工质量,应遵循以下方面的基本要求:第1,采用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)软件进行现场划分,合理优化施工流程,并清理施工层上的所有杂物,依照规范要求确定工程轴线控制桩、控制点、半永久性水准点及坐标点。第2,将铝模板材料按照种类、规格和大小进行分类,粘贴射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)标签,并堆放至指定位置,便于在后续施工中加工和使用。第3,配套使用的机械和脱模剂等,应与主材一同进场并做好复试检测,确保其各项性都能达到施工要求[2]。第4,在钢筋绑扎和水电管线预埋等完全施工到位并做好钢筋保护层处理后,方能办理隐蔽验收手续。
3 模板选型和模架系统构造
3.1 模板选型
本工程模板体系的标准板厚度为4 mm,肋高为65 mm,板长与板宽规格符合表1 构件参数要求,其质量为22 ~24 kg/m2,孔直径为16.5 mm。支撑内管规格为Φ48 mm×3 mm,外管规格为Φ60 mm×2.5 mm,钢管等级均为A 级。加固背楞是由2 根60 mm×40 mm×3 mm 的矩形钢管焊接而成,材质为Q235。对拉螺杆使用直径为18 mm 梯形牙高强螺杆,材质为Q235。主楞的方圆扣卡箍用8#或者10#的Q355B 钢。K 板的宽度为300 mm,长度依据实际需要确定。该斜撑的规格为Φ32 mm×500 mm、Φ48 mm×900 和Φ48 mm×1800 mm。横杆连接件材质为Q235,规格为Φ48 mm。
依照现场施工进度组织材料进场和调配,在施工前2 天组织材料进场验收,并做好材料调运和堆码管理。本工程配置1套铝模板、3套楼面支撑、3 套梁底支撑、4 套悬挑梁支撑、1 套连接横杆和2 套K 板。所有材料均应符合《一般工业用铝及铝合金挤压型材》(GB/T 6892―2015)、《组合铝合金模板工程技术规程》(JGJ 386―2016)、《结构用无缝钢管》(GB/T 8162―2018)以及《碳素结构钢》(GB/T700―2006)等规范的要求[3]。前3层铝模板施工采用油性脱模剂,顶板使用水性脱模剂。
3.2 模架系统构造
模架系统包括墙模架、柱模架、梁模架、板模架以及特殊部位模架。墙模架的模板采用竖向拼接的方式,竖向模板销钉间距不应大于300 mm,当模板顶端与转角模板或承接模板连接处宽度小于或等于400 mm 时,应至少布置2 个销钉。内墙模板做法为吊脚角铝+墙板+接高板+楼面C 槽,采用长度为4000 mm 的竖向背楞,并用斜撑加固。外墙模板做法为墙板+接高板+K 板。在浇筑楼面板时,可以在顶板预埋Φ14 mm 钢筋,作为固定斜支撑的定位筋。
柱模架的竖向模板间销钉间距不应大于300 mm,当模板顶端与转角模板或承接模板连接处宽度小于或等于400 mm 时,应至少布置2 个销钉;当宽度超过400 mm 时,应至少布置3 个销钉。方圆扣背楞采用8#或10#Q355B 钢管进行加固,柱箍端部节点采用轴销连接。
梁底模的标准尺寸含350 mm×1100 mm、300 mm×1100 mm、250 mm×1100 mm以及200 mm×1100 mm(长边方向带有65 mm 宽的翼缘),梁侧模的标准尺寸为400 mm×1100 mm。梁底设置单排可调钢支撑,间距不应超过1200 mm。梁模板与墙柱模板连接处用销钉锁紧。
板模板的标准尺寸为400 mm×1100 mm,局部按照实际结构尺寸调整配模。板模板受力端部用销钉锁紧,不受力侧边销钉的间距不应大于300 mm。楼面设置150 mm 宽的龙骨,底部可调钢支撑的纵向和横向间距均不应大于1500 mm,相邻支撑采用横拉杆连接。立杆两侧分别设置3 道水平横杆,步距不应大于2000 mm。特殊部位是指楼面预留孔、边梁、楼梯铝模结合部位和变层部位,具体模架参数要根据对应区域施工现场情况和相关标准确定。高度大于5 mm,则需要再次找平。在墙线校核完成后,将对应的控制线投射至墙线外150 mm 处,确保墙身垂直定位。在剪力墙竖向钢筋距离板面70 ~100 mm 处,根据剪力墙的宽度,焊接Φ14 mm 的钢筋进行定位。
4 铝模板施工工艺
本项目模板安装主要包括测量放线、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑和养护、模板拆除以及附属设施拆除等环节,具体施工顺序如图1 所示。
图1 模板整体工艺流程(来源:作者自绘)
4.1 测量放线
在施工前,技术人员要做好复核放线,使原投射轴线与墙线保持一致,并采用目测的方式检查钢筋施工质量和保护层是否处理到位。如果出现不符合设计要求的情况,需提出有效的处理措施。此外,还应检查本层标高是否处于设计要求范围内,如果超出
4.2 安装模板
在墙模板安装前,需要清理模板表面,并涂抹脱模剂。严格依照确定好的定位控制线,从端部封板位置开始,由多人配合在两侧同时安装墙模板。在安装过程中,要先使用胶管和杯头套住墙拉杆,再从两侧向中间穿过模板孔位。墙板安装后,为避免出现倾斜现象,需要采取有效的临时支撑措施,并用背楞进行加固。此外,安装背楞时,应先安装横向背楞再安装斜撑,最后安装竖向背楞。在安装斜撑和竖向背楞前,需在距离墙面约1700 mm 处预埋钢筋。斜撑长杆与墙面的夹角应控制在45°~60°之间,短杆与墙面夹角应控制在15°~20°之间[4]。因此,在施工顶部转角部位的墙模板的时候,必须使用固定线锤来校正,如果模板与垂直控制线存在角度偏差,则应该根据实际情况调整斜撑,以确保模板与垂直控制线完全重合。
墙模板垂直度满足规范要求后,安装梁模板并校正,安装顺序为先底模后侧模。安装楼面模板时,首先安装楼面龙骨,调整好水平度,并校对楼面对角线,使所有参数均符合设计要求。其次,采用平行逐件排放的方式安装楼面模板。安装时先使用销钉进行临时固定,待所有模板铺设完成后,再将销钉打紧[5]。最后,使用水平仪进行测量和矫正,确保楼面模板的平整度和标高误差处于合理范围内。
4.3 搭设支撑
本项目的标准层高度为4.5 m,需要搭设盘扣式钢支撑。钢支撑立杆直径60 mm、壁厚3 mm,内管直径48 mm、壁厚3 mm。梁高的最大尺寸为1000 mm,支撑调节范围为3200 ~4400 mm。支撑之间采用横杆连接,特殊部位使用钢管与活动扣进行横向加固,其余部分使用钢管配合活动扣进行连接。第1 道支撑距离结构标高300 mm,第2 道支撑距离第1道2200 mm。
4.4 整体校正和检查
调整好模板的水平度和标高后,进行整体校核,并检查墙身对拉螺杆和销钉等是否牢固,检查墙身模板是否填实。在楼模板和梁模板清洁度达标后,涂抹脱模剂,并组织各方共同进行检查和验收,检查合格后应做好书面交接工作。
4.5 浇筑混凝土
本项目采用商品混凝土,要根据现场条件和施工要求,合理确定搅拌车的数量、运距和时间间隔,控制浇筑速度,可以确保连续浇筑,减少施工缝的数量,避免后续出现裂缝问题。标准层高度为4.5 m,因此竖向构件混凝土的浇筑应采用分层浇筑法。混凝土单层浇筑高度不得高于3.0 m,初凝后再浇筑下1 层混凝土。墙和柱浇筑完成3 h 后,检测混凝土的强度,确保其达到设计标准后,才能浇筑混凝土梁。
在浇筑混凝土柱前,要配置与混凝土配比一致的减石子砂浆,并根据底部情况铺设5 ~10 cm 厚的垫层。浇筑时,需要将单层浇筑厚度控制在50 cm 以内,并使用机械振捣均匀[6]。在布料管上搭接长度适宜的软管,避免因混凝土自由落体高度过大而影响浇筑质量。下料时要循环挪动软管,避免骨浆分离的现象发生。浇筑墙体前,要先用铁锹在底部铺设水泥砂浆,砂浆成分应与墙体混凝土保持一致,厚度为5 cm,不能使用料斗直接灌注。除此之外,对于墙体混凝土的浇筑,单层浇筑厚度不应该超过60 cm,浇筑时间间隔不得超过2 h。
在使用振动棒进行振捣时,应该将移动间距控制在50 cm 以内,当表面出现浮浆时应停止振捣[7]。在洞口两侧振捣的时候,需要将振捣器插入下层5 cm,确保振捣均匀,提高混凝土的密实度。对于钢筋较为密集的部位,在振捣的时候应该采取合理的控制措施,漏振或钢筋振动幅度过大会影响浇筑质量。梁和板通常采用赶浆法进行浇筑,从一端向另一端延伸,逐层进行振捣作业,以提升振捣质量。梁和柱的钢筋过于密集,需要先采用钢管将梁筋撑开,确保重点部位浇筑密实,再将钢管拔除,然后继续振捣梁面部位。
4.6 模板拆除
在混凝土强度达到验收规范要求后,依照先墙柱侧模再顶模最后支撑杆的顺序,依次拆除模板。在拆除模板时,应注意以下要点:禁止碰触表面和棱角部位;先拆除非承重模板,再拆除承重模板和支撑;禁止一次性拉拽拆除模板;对已经拆除活动的模板,须一次性连续拆除到位,避免留下安全隐患;拆除时作业人员必须站在可靠的位置并保持平衡,不得猛撬,避免因失稳而坠落;正在拆除的模板上不得站人;严禁使用吊车直接去除未松动的模板;在吊运大型整体模板时,必须连接牢固且保持吊点平衡。
4.7 施工中的质量控制措施
在铝合金模板施工过程中,为确保施工质量得以有效控制,应采取如下优化措施:第1,加强引墙线控制,利用水准仪控制水平标高,将铝合金模板引测至安装位置,合理确定模板的定位基线。第2,强化安装后的自检,将误差控制在允许范围内,并清理仓面等部位的杂物。第3,重点检查铝合金模板的刚度、垂直度、平整度以及接缝部位。第4,强化混凝土浇筑作业中的质量控制,若出现声音异常、变形和晃动的情况,应立即停止作业,指挥现场人员撤离,做好报告并及时采取后续处理措施。
5 结语
综上,由于公共建筑的标准层高度较高,因此其模板施工难度较大。在铝合金模板施工作业前,需要根据现场情况进行方案优化,并监测各项施工数据,及时调整施工方法,以此确保技术的应用成效,为后续施工奠定良好的基础。