住宅建筑施工中的铝合金模板施工技术

2024-04-15孟得彤北京首钢建设集团有限公司北京100043

中国房地产业 2024年3期

文／孟得彤北京首钢建设集团有限公司北京 100043

1.铝合金模板应用概述

1.1 特点

铝模板有着一次浇筑成型、周转次数多、稳定性强、自重轻、可回收的特点，可充分契合建筑理念。第一，一次浇筑成型。待铝模板全部拼装完毕后再开展混凝土浇筑作业，由于模板表面质量较高，一次性完成单个部位的混凝土现浇作业，可避免因混凝土修补、重复浇筑而增加现场作业量、加重对当地生态环境的影响。第二，周转次数多。在现场规范施工情况下，铝模板体系在全寿命周期内的平均周转次数超过300 次，远高于传统模板体系，不会因频繁更换模板材料而消耗过多资源[1]。第三，稳定性强。铝模板体系全部使用铝合金型材拼装为框架结构体系，结构刚度与承载力较大，适用范围为10～60KN/m3，在施工期间不易出现模板晃动失稳、胀模等异常情况。第四，自重轻。铝合金型材的材料密度虽然略高于塑料模板、竹胶合模板，但却是金属模板中重量最轻的模板体系，可以有效降低施工荷载[2]。第五，可回收。待铝模板到达使用寿命后，可以把铝模板回收进行加工处理，重新作为铝板材，或是用于铝合金窗框等其他用途，把铝模板在加工制造期间实际耗用的自然资源控制在较低水准。

1.2 缺点

目前来看，虽然铝合金模板有着显著应用优势，在建筑工程中得到广泛应用，但由于模板体系发展时间较短，也存在一定的缺陷，对建筑现场施工情况造成负面影响。主要缺点包括不易修改规格尺寸、影响混凝土成型质量、适用范围狭窄。

第一，不易修改规格尺寸[3]。铝板材在工厂流水线上制造生产，工程现场不具备修改模板规格尺寸的条件，如果施工途中修改方案内容与模板尺寸，则需要把铝板材送回工厂进行二次加工，这会对工期进度造成影响。

第二，影响混凝土成型质量。在铝模板前期使用阶段，铝板材和混凝土接触后会产生化学反应，生成气泡，进而影响到混凝土结构的外观质量，唯有在铝模板使用一段时间后，方可杜绝此类问题出现。

第三，适用范围狭窄。铝模板体系适用于建筑上部结构，地下室等部位有着现场环境复杂、结构构件特殊的特点，常规铝模板体系难以满足施工要求，仍旧使用木模板、钢模板等传统模板体系[4]。

2.住宅建筑施工中的铝合金模板施工技术

2.1 施工准备

铝模板施工是一项复杂的施工活动，如果在任意环节形成纰漏，都会对施工成果质量造成明显影响。因此，施工单位需要在现场开工前做好模板入场验收、技术交底、测量放样等多项准备工作。第一，在入场验收环节，待铝模板转运入场后，对各批次铝板材及配件的规格型号、数量进行核对，检查外观质量是否达标，如果存在板材变形断裂等质量隐患，则应把不合格铝模板退回处理。随后对铝模板进行处理，打磨表面毛刺、清除表面附着的灰尘污渍，保持铝模板洁净、干燥状态。第二，在技术交底环节，把铝模板设计图纸、施工方案、技术说明文件作为交底凭证，对施工人员开展专业培训工作，帮助施工人员正确理解施工意图、掌握铝模板施工操作要点与注意事项。第三，在测量放样环节，以墙模板测量为例，在现场布设墙线控制线，在墙边外侧0.2m 以外范围弹放墙线墨线，控制线偏差控制在2mm 以内，并弹放标高控制线，根据测量成果来检查所安装墙模板的水平位置、顶部标高偏差程度是否达标[5]。

2.2 模板设计

为切实满足建筑现场施工要求，需要提前了解建筑物构造形式，专项开展铝模板设计工作。例如，对于墙模板，在模板结构体系中额外设置对拉螺杆，可选用T22 梯形牙等型号的对拉螺杆，把螺杆横纵向间距控制在0.8m 以内。对于梁模板，根据梁截面宽度来选择支撑方式，在截面宽度大于0.4m 时采取双排支撑方式，在截面宽度不足0.4m 时则采取单排支撑方式。如果梁体跨度超过4.0m，还需要采取起拱措施，待梁模板支撑完毕后，按照跨度1/1000～3/1000 进行起拱，并使用钢支撑件来调节梁底板高度[6]。对于楼面顶板，根据工程现场实际情况来确定楼面顶板尺寸，在顶板纵向间距不足1.2m 时额外设置快拆支撑头，在顶板横向间距不足1.2m 时额外设置龙骨。而对于模板支撑系统，正常情况下采取高支模钢管支撑形式，在支撑结构内部设置多道水平杆，顶部安装可调顶座。

2.3 支撑体系施工

在现代建筑工程，普遍采取工具式钢支撑作为铝模板支撑体系，在模板下方安装施工升降机和钢支撑件，操控升降机在模板下方顶起钢支撑，荷载通过钢支撑传递给升降机再传递到结构底板，以此来维持铝模板结构稳固状态，此类支撑体系有着易于操作、工序简单的优势。在支撑体系施工环节，重点掌握型钢格构拼装、可调支撑安装、周边脚手架搭设、加固系统拆除等步骤的操作要点。第一，型钢格构拼装，提前在现场准备多根立柱，按照排版图纸把立柱排列整齐，拧入螺栓连接立柱，在地面把型钢格构拼装成型，在型钢下部垫设钢板作为柱脚，检查型钢格构的规格尺寸、垂直度与平整度是否达到设计要求。第二，可调支撑安装，考虑到型钢格构与楼板等结构部位存在一定的高度差，需要在现场提前准备可调支撑装置，选择螺旋千斤顶作为装置，在型钢格构的立柱顶端摆放可调支撑装置，拧入螺栓进行固定连接，并在装置上端放置承载钢梁，控制装置把钢梁顶紧至楼板底部。第三，周边脚手架搭设，施工人员在升降机周边位置搭设支撑脚手架，结构由钢管、立杆、横杆、扫地杆与剪刀撑等部分组成。率先在升降机底部使用钢管来加固吊笼，周边固定搭设立杆与横杆，检查立杆纵横间距与横杆步距是否超标，确认无误后，搭设扫地杆与四周设置竖向剪刀撑，并检查脚手架结构稳固性与承载能力是否达标。第四，加固体系拆除，待混凝土试块达到设计强度后，即可拆除铝模板与配套支撑体系，按顺序依次撤除施工升降机、螺旋千斤顶、承载钢梁与可调支撑装置，最终分离型钢格构柱。

2.4 模板安装

在建筑工程，铝模板体系由墙模板、墙顶边模、梁模和楼板模板等部分组成，各部分铝模板的安装顺序、操作要点存在明显差异。为保证模板成型质量，施工人员必须全面掌握各处模板的安装要点，编制专项施工方案，具体如下。

第一，墙模板安装。施工人员按照先内后外顺序来安装模板，把阴角膜或是墙封头板作为内墙模板安装起始点，按照控制线来放置模板，设置临时支撑件进行固定，在两侧或是一边来支设模板，完成内墙模板安装作业，在模板表面涂刷脱模剂。随后，在安装外墙模板时，锚固螺丝与安装导墙板，使用塔吊把铝板材起吊就位，在预留孔洞内穿入对拉螺栓、安装铝板材，再布置背楞来固定模板，避免模板后续出现偏转情况。

第二，墙顶边模安装。施工人员率先使用激光扫平仪等设备，对建筑墙柱构件垂直度进行测量调整，确定无误后，在墙柱两侧部位放置斜支撑，把相邻斜支撑间距值控制在2.0m 以内，把斜支撑两端固定在模板背楞部位和楼板预埋膨胀螺栓部位。随后对模板水平位置、垂直度进行测量调整，把误差保持在±5mm 内，调节完毕后即可支设墙顶边模板。

第三，梁模板安装。为降低施工难度，施工人员需要提前在现场地面把梁模板结构拼装成型，检查模板垂直度、节点连接效果是否达标。随后，在已支设墙模板上固定安装转角模，通过转角模把梁模板安装就位，和墙模板相互连接，依次完成底模板和侧模板安装作业。

第四，楼板模板安装。待墙模板安装、调节完毕后，再行安装楼板模板。在墙模板顶端部位固定安装龙骨，提前在地面把楼板模板结构拼装成型，再把模板起吊至龙骨上方，调节楼板朝向角度与位置，将模板下落就位，在龙骨上平行安装模板。随后，在模板间打入若干销子起到固定作用，使用水平仪等设备来测定模板标高与板面平整度，如果偏差超标，则使用调节支撑杆件进行调整，直至误差小于±5mm。

2.5 模板拆除

在铝模板拆除环节，施工人员重点掌握拆模时机、拆模顺序、模板清理三方面的操作要点。

第一，对于拆模时机，根据构件类型与跨度来确定拆模标准，对混凝土试块强度进行检测，试块强度达到拆模标准，方可开展拆模作业。例如，对于楼板构件，在构件跨度不足2m 时，把混凝土试块抗压强度达到50%标准强度设定为拆模标准；构件跨度在2～8m 时，把试块抗压强度达到75%标准强度作为拆模标准；构件跨度超过8m 时，把试块抗压强度完全达到标准强度作为拆模标准。而对于梁构件，在跨度不足8m 时，把试块抗压强度达到75%标准强度作为拆模标准；构件跨度超过8m 时，则需要在试块抗压强度完全达到标准强度后，再开展拆模作业。

第二，对于拆模顺序，墙模板把墙头作为拆模起始点，依次拆除垫木、横撑、背楞、销子与楔子，最后拆除铝板材；顶模板把板梁作为拆模起始点，依次拆除连接杆、销子、楔子和底板，最终拆除顶板与支撑杆；墙体和楼板交接部位的水平模板，需要率先完成相邻模板拆除作业，使用拔模工具抽除水平模板，再使用小锤轻敲支撑杆下边部位，取下支撑杆；平模外围护板把下部部件作为拆模起始点，依次拆除墙模板、紧固螺栓和外围护板，保留上部结构作为下一楼层的施工支撑，并在上层楼板混凝土浇筑完毕后，再行拆除墙爬模架与工作平台。

第三，对于模板的清理，待铝模板拆除完毕后，清除模板表面残留浮浆、灰尘污渍与脱模剂，修补存在轻微变形等质量缺陷的模板，判断铝模板是否具备剩余利用价值，再按照编号、类型把模板分类存储，留待循环使用。

3.建筑施工中铝合金模板施工控制策略

3.1 特殊部位模板处理

在铝模板体系施工期间，沉降板、井口外墙板、异形梁模板等部位的模板结构较为特殊，加之施工现场环境复杂，常规的模板构造与工艺做法缺乏适用性，进而引发模板晃动失稳、混凝土漏浆等一系列问题出现。因此，施工单位需要提前了解工程情况，对特殊部位铝模板制定专项处理方案。

第一，对于沉降板，根据沉降板高度来选用恰当的模板材料，在高度不足0.1m 时选用角钢或是方钢，在高度超过0.1m 时则选用铝模。

第二，对于电梯井与采光井井口位置的铝模板，需要按照外墙板尺寸来开展配模作业，在模板顶部与底部额外加装槽钢进行固定。

第三，对于异形梁模板，可采取折梁或是双梁形式，根据现场情况来确定梁板规格尺寸。

3.2 质量缺陷防治处理

在铝模板施工期间，受到工艺操作等因素影响，难免会出现质量问题，包括轴线位移、结构变形、接缝不严等。因此，施工单位需要提前制定面向常见质量缺陷的防治处理方案，预防质量问题反复出现。

第一，对于轴线位移问题，提前做好技术交底和测放轴线等前期准备工作，在模板安装期间额外加装限位装置，在混凝土浇筑前复核验收轴线，严格控制混凝土浇筑速度，浇筑速度不均匀则会造成局部测压加大、模板挤压偏位情况。

第二，对于结构变形问题，常见于墙体洞口部位，需要在墙梁上端额外设置临时性支撑头，检查上口宽度是否达标、梁底支撑布置是否合理，确定无误后，再开展混凝土浇筑作业，并对混凝土下料速度、浇筑高度、振捣力度等工艺参数进行控制。

第三，对于接缝不严问题，待铝模板支设完毕后，在拼缝部位填充海绵胶条进行封堵处理，并在模板外侧设置止水带，如果在混凝土浇筑期间出现模板错位情况，则及时纠正模板，对模板间形成缝隙加以封堵。

3.3 无害化处置

在铝模板施工期间，受到外力碰撞、自身老化等因素影响，导致一些模板损毁无法使用，如果直接把此类模板进行填埋处置，则会对当地生态环境造成严重污染，同样会造成资源浪费。因此，施工单位对这类铝模板，需要采取无害化处置方法，在现场准备由吸尘器、往复机构等部件组成的回收再处理装置，废弃板材倒入装置内部，打磨板材表面灰尘污渍与毛刺，矫正弯曲板材，恢复模板垂直状态和表面光滑平整状态，再把处理完毕的铝模板重新投入使用。同时，此类装置内部采取全封闭结构，通过吸尘器来吸除处理期间产生的金属颗粒与粉尘，避免污染当地生态环境。

3.4 安装质量检查

在建筑现场施工期间，铝模板施工质量会受到工艺操作在内的诸多因素影响，偶尔出现模板偏位错位、倾斜晃动等工艺问题，存在质量隐患。因此，为维持铝模板结构稳固状态，有效预防施工质量问题出现，待模板安装完毕，施工人员必须对施工成果质量进行详尽检查，对质量不合格部位开展返工处理。

第一，在起拱检查步骤，随机抽取10%比例的铝模板，采取钢尺检查或是水准仪检查方法，在建筑梁板构件跨度超过4m 情况下，检查对应铝模板是否按照规范要求进行起拱处理，以及起拱高度是否达标。

第二，在预埋件检查步骤，使用钢尺分批检验各处预埋件的安装位置，要求位置偏差不超过5mm。

第三，在板缝检查环节，测量板缝宽度是否大于2mm，超过这一标准时，必须采取封堵处理措施，并判断拼缝封堵效果是否理想。

第四，在垂直度检查步骤，在单块模板拼装就位与模板结构成型后，重复检查模板垂直度，把垂直度偏差控制在8mm以内[7]。

第五，在变形程度检查步骤，施工人员在混凝土浇筑期间全程观察铝模板结构状态，如果出现明显的模板跑位变形情况，应立即停止现浇作业，对模板采取临时加固措施，或是拆除变形模板后在原位安装全新铝模板。

第六，在脱模剂完好程度检查步骤，检查模板壁面上先期涂刷的脱模剂是否出现剥落、被雨水冲刷情况，必要时重复涂刷脱模剂。

3.5 铝模板体系安全验算

在现代建筑工程，为节省工期时间，普遍采取大体积混凝土施工技术，混凝土结构的几何尺寸较大，对铝模板体系承载能力提出了更高要求，如果施工荷载超出模板极限承载能力，将会引发模板晃动、跑位、漏浆、蜂窝麻面等一系列问题出现。因此，在铝模板安装完毕、混凝土入模浇筑前，施工单位需要对铝模板体系进行安全验算，验算内容包括强度校核、楼面板荷载取值、混凝土侧压力荷载。

第一，铝模板整体强度校核，按照最不利两跨等跨连续梁来计算模板受力情况，根据所掌握的恒荷载标准值、弹性模量、模板截面惯性矩等信息来求解最大挠度值、最大弯矩值，再把数值导入计算公式来求解墙、柱等结构部位的铝模板整体强度值，对比检查模板整体强度是否满足设计要求。

第二，楼面板荷载取值，按照最不利作用效用，组合模板自重量、钢筋自重量和混凝土浇筑重量来验算铝模板及配套支撑系统的变形程度，取楼面最大厚度作为计算厚度，遵循《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-201 1），把最不利效应组合重量和楼面计算厚度相乘来求解楼面最大施工荷载值。

第三，混凝土侧压力荷载，遵循《混凝土结构工程施工规范》等现行规范，把混凝土浇筑速度、重力密度、初凝时间、入模温度等技术参数导入公式中，根据计算结果中的较小值来确定混凝土侧压力。同时，还应考虑混凝土在振捣步骤所产生水平分力对侧压力造成的具体影响。