爬架与铝模搭配施工技术在高层建筑中的应用研究

柴永康 徐树林

高层建筑施工通常采用传统脚手架和木质模板的搭建方式，然而此方式存在效率低、材料浪费多和劳动强度大等问题。为了解决这些问题，铝模搭配施工技术应运而生。该技术综合了爬架的便携性和铝模的轻质、高强等特点，极大地提高了施工效率，减轻了工人的劳动负担，同时降低了施工成本。

本研究旨在探讨爬架与铝模搭配施工技术在高层建筑中的应用，从而更好地了解该技术在实际施工中的优势和局限。通过分析该技术在实际项目中的应用，为高层建筑领域的施工提供更科学、更高效的技术支持，推动建筑施工行业的可持续发展。

1 工程概况

本工程的施工范围为某高层建筑的2 ～33 层，包括墙、柱、板等结构。工程施工采用铝合金模板系统，此系统适用于标准层内侧和外侧的混凝土墙、剪力墙、梁和顶板等结构的施工。在高层建筑施工过程中，使用铝合金模板，通常能够提高施工的效率、质量和安全性。爬架在施工过程中起到了关键作用，相邻2 个机位的最大距离为5.5 m，爬架的高度与支承跨度的乘积为74.25 m2。这些设计参数表明，在爬架爬升过程中，要考虑机位之间的最大距离，以及爬架的稳定性和承载能力[1]。爬架的高度与支承跨度的乘积小于110 m2，表明爬架的设计满足相关要求。此外，爬架在提升至顶部屋面层后不再继续提升。这样的设计和操作流程有助于保障工程的安全性和高效性。高层建筑工程在设计和施工中需要考虑诸多因素，包括结构、材料和施工设备等，以确保工程的质量和安全性。本项目的模板结构支撑，如图1 所示。

图1 模板结构支撑（来源：作者自摄）

2 高层建筑中铝模、爬架组合施工技术的应用

2.1 铝模施工技术的应用

2.1.1 铝模与结构设计

在高层建筑项目施工过程中，铝模施工技术扮演着重要的角色，能够提高施工效率，确保结构质量，降低工程成本。铝模是一种轻质、高强度的建筑模板，已经广泛应用于混凝土结构的浇筑，其独特的优势在于灵活性、可以重复使用性以及对高层建筑结构的适应性。在设计阶段，需要结合铝模施工技术的特点，为高层建筑的施工提供更为可持续和经济的解决方案[2]。

铝模的制造材料通常为高强度铝合金，具有轻质、抗腐蚀、高强度等特性。在高层建筑设计过程中，结合模板的特点进行合理的结构设计至关重要。设计师不仅需要考虑结构的稳定性和可靠性，同时还要确保模板能够满足高层建筑的特殊形状和尺寸要求。铝模的设计应该充分考虑施工工艺，既要保证建筑结构的整体稳定性，又要在施工过程中实现高效的拼装与拆卸。

2.1.2 模板搭设

模板搭设阶段的首要任务是根据建筑设计图纸和规范，精准组装铝模板。此过程涉及对铝模板的精准测量、切割和组装。施工人员必须熟练掌握测量工具的使用方法，如激光测距仪和水平仪等，确保每个模板的尺寸和角度都符合设计要求。此外，在切割和连接铝模板的过程中，需要使用专业的工具和设备，以确保模板的切口平整及连接牢固。

模板支撑结构的搭设也是模板搭设阶段至关重要的一环。支撑结构的稳固、可靠直接关系到混凝土浇筑的安全性和质量。施工人员需要根据施工要求设置支撑点，确保模板能够承受混凝土的质量和施工中的各种力。

另外，在高层建筑中，风荷载也是一个需要考虑的因素，施工人员需要根据当地的气象条件，合理设置支撑结构，以确保施工的安全性[3]。

2.1.3 混凝土浇筑

混凝土的浇注至关重要，良好的浇筑效果能够确保施工平稳进行，保障结构质量。在此过程中，至少需要2 名操作工人站在浇注墙体的两侧随时待命，并检查销子、楔子以及拉片的连接情况。销子、楔子或拉片的滑落，都可能导致模板移位和损坏。模版受损区域需要在拆除模板后进行修补。

在浇筑期间需要特别注意以下事项：第1，振动可能会引起销子或楔子脱落，因此必须加强对销子或楔子固定情况的监测。第2，由于振动还可能导致横梁或平模支撑头相邻区域的下降滑移，必须保证特殊区域的所有支撑完好无损，尤其是墙模、柱模、梁模及其支撑不得移位。第3，需要关注窗口、开口等位置是否有混凝土溢出。第4，操作工必须随身携带必要的工具，包括销子、楔子、可调整支撑、水泥钉、木工锯、小锤，以及一些用于制作附支撑垫块的短木条。这些预防措施有助于及时发现并纠正可能影响混凝土结构质量的问题。

2.2 爬架施工技术的应用

2.2.1 施工前准备

爬架的搭建是高层建筑施工中至关重要的一个环节，搭建质量对爬架的安全性和高效性起着决定性作用。在施工前的准备阶段，需要做的准备工作有3 方面，具体为：

1）要进行详尽的设计和规划工作，确定爬架的尺寸、形式和承载能力，以确保爬架能够满足建筑物的特定需求。例如，在涉及多个不同高度段的高层建筑中，爬架设计需考虑到各个段落的高度和结构特征。

2）需要合理规划爬架的机位布置。机位应分布在建筑物周围，以确保施工的连续性和高效性。机位布置必须考虑建筑物的整体布局，还应充分考虑周边环境和其他施工活动。

3）需要考虑安全性方面的因素。评估爬架的抗风能力和抗震性能，确保其在各种环境条件下都能保持安全和可靠[4]。

2.2.2 爬架安装和使用

爬架搭设平台（双排架）选择落地外满架，并在平台满架底部进行地面夯实，增设木跳板。每层落地外满架与结构之间采用钢管进行拉结，拉结距离不应超过6 m。爬架组装并搭设3 步后，进行附墙卸荷。平台强度要求为3 kN/m2。在平台上增设防滑扣件，搭设平台所采用的钢管规格为Φ48.3 mm×3.5 mm，立杆纵距为1.5 m，横距为1.0 m，步高为1.8 m。

整体结构连墙采用“三步两跨”设计，以确保搭设平台的牢固性和安全性。平台由原防护架进行改造而成，离墙距离不应超过200 mm，平台宽度为1.2 m。在平台外侧，设置单排防护栏，高度为1.5 m。若原防护架的宽度不足，则需要在外侧搭设挑架以满足要求。在每个小横杆下方设置2 根立杆，每根立杆上配备1 个防滑扣。在搭设平台的过程中，每组装2 层，就要及时进行附墙卸荷。只有在爬架提升之后，才能拆除底部的双排架，目的是确保平台的牢固性和安全性[5]。

平台架搭建完成之后进行水平调整，然后铺设龙骨板，具体步骤为：第1，安装下节导轨、竖龙骨及辅助竖龙骨。在此基础上，添加辅助支撑杆和斜拉杆，并进行水平钢性拉结。第2，安装第2 道龙骨板和第1 道安全立网，随后安装第1 道附墙件并卸荷。第3，按照顺序安装中节导轨、竖龙骨和辅助竖龙骨，持续组拼架体，直至完成2 层各组架的安装。第4，连续组拼架体，完成3 ～5 层各组架的安装。完成架体组拼后，铺设电源线，并安装提升设备，系统进入运行阶段。

在爬架使用过程中，当爬架爬升至高层时，需要特别关注其稳定性和平衡，确保其在高空作业中安全、可控。安全管理在整个爬架施工过程中显得尤为重要。为施工人员提供必要的安全培训，并确保他们了解爬架施工的安全规程和应急措施；施工现场应当配备适当的安全设施，如安全网以及清晰的应急逃生路线。在施工过程中，需要定期对爬架进行安全检查，特别是在恶劣天气后，如大风或暴雨，需要对爬架进行额外的检查和加固，以确保其稳定性。

2.2.3 爬架拆除

在爬架拆除阶段，同样需要采取严格的安全措施，以确保拆除过程的安全性。爬架拆卸应按照规定的步骤有序进行，避免发生意外。通过规范化的操作和全面的安全管理措施，可以确保爬架拆卸的高效进行，同时最大限度地保障施工人员的安全。

3 施工技术应用过程控制

3.1 结构稳定性控制

3.1.1 爬架的设计与搭建

在高层建筑的施工过程中，爬架的设计和搭建是确保结构稳定性的关键步骤，具体为：

1）在爬架设计过程中，必须进行详细的静力分析和模拟计算。此过程旨在确保爬架能够承受来自各个方向的力和扭矩，使其能够应对高层建筑施工中的多样化负荷[6]。精确地计算可以优化爬架的结构，使其具备足够的稳定性，确保施工过程中不会发生结构失稳的情况。

2）在爬架的搭建阶段，必须严格按照设计要求进行操作，遵循相关的标准和规范，确保每个构件的安装符合工程要求，减少结构变形和不稳定的风险。每个构件的位置应精准、无误，构件连接应该牢固可靠。这就要求施工人员准确拼装和连接爬架组件，确保每个部件的位置与设计位置保持一致。通过精细的搭建，可以避免由于操作不当导致的结构偏差，为后续工程的施工奠定坚实基础。

3.1.2 爬架支撑系统

在高层建筑的施工过程中，爬架的支撑系统是确保爬架稳定性的关键。采用高强度、高稳定性的支撑材料，如优质钢材，能保证支撑系统在不同施工阶段和荷载情况下，维持结构的牢固性。定期检查和监测支撑系统，能确保其在使用过程中不因材料疲劳或连接处松动等导致结构不稳定。

3.2 模板支模的准确性控制

3.2.1 铝模的制造和加工

在铝模的制造和加工阶段，应采用先进的数控技术，确保模板的尺寸精准、表面平整。每个铝模件在制造完成后，应进行严格的质量检查，确保其符合设计要求。应特别关注连接部位和模板边缘的制造精度，以确保模板在使用过程中能够连接紧密，不出现变形和翘曲的情况。

3.2.2 支模过程的精细化管理

在支模过程中，通过采用全站仪等精密测量设备，实时监测和调整铝模的位置、高度和水平度等。严格控制模板件的拼装过程，确保其位置和间距符合设计要求。对于特殊形状的构件，如梁、柱等，应事先精确设计模板，在支模过程中确保此部位的模版能够满足设计要求，从而提高结构的准确性和一致性。

3.3 施工质量控制

3.3.1 施工组织与管理

在高层建筑爬架与铝模搭配施工中，施工组织与管理的规范性直接关系到工程的顺利进行和最终质量的达标。通过明确人员职责、采用先进的管理软件、定期进行质量检查和及时整改问题等措施，可以有效提高施工的组织性和管理水平，确保工程的质量和安全[7-8]。

工程质量检查是保障整个工程施工质量的有效手段。定期进行工程质量检查，有助于发现和解决潜在问题，防范质量风险。检查内容包括施工现场环境、工程质量和施工人员的操作规范性等。在爬架与铝模搭配施工中，需要特别关注结构的稳定性、模板的准确性以及连接处的牢固程度。通过建立详细的检查计划和记录系统，可以及时了解工程质量，确保施工工艺的规范性。

在质量检查中，若发现问题应及时整改。建立快速响应机制，明确问题整改的责任人和时间节点。对于涉及安全和结构稳定性的问题，需要立即进行停工整改，以确保工程的安全性。对于一些影响质量但不紧急的问题，则需要有针对性地制订整改方案，以提升整体工程的质量。及时整改不仅有助于提高质量，还可以降低后续施工风险。

3.3.2 混凝土浇筑质量控制

在高层建筑的爬架与铝模搭配施工过程中，施工质量的有效控制是确保工程成功的关键。在混凝土浇筑过程之中，需要采取一系列措施以保证混凝土的均匀性和整体质量，具体措施为：第1，施工人员应确保混凝土搅拌的均匀性。采用先进的搅拌设备，并且在搅拌过程中适时加入外加剂，以便提高混凝土的流动性和坍落度。第2，需要控制混凝土的浇筑速度和坡度，确保混凝土在铝模内填充均匀，避免孔洞和气泡的产生。第3，使用振捣设备对混凝土进行振实处理，以消除内部空隙，提高混凝土的密实度和强度。第4，监测混凝土的温度，防止凝固速度过快或者过慢，确保混凝土的整体性能。第5，需要定期检测混凝土的强度，并且检查混凝土表面的质量，以便及时发现并处理质量问题[9]。

4 结语

本文研究和分析了爬架和铝模组合施工技术在高层建筑中的应用。通过研究铝模板施工技术和爬架施工技术的应用，突出了这些先进的施工技术在提高建筑施工效率、确保施工安全和提升建筑质量方面的优势。铝模和爬架组合施工技术在现代建筑工程中的应用，对建筑行业的发展具有重要意义。未来进一步关注相关信息及发展，以期为行业做贡献。