史 萌 張寅云

（1.濟(jì)南四建（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250000；2.濟(jì)南天鴻永益房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

鋁合金模板是一種新型建筑模板，在建筑工程應(yīng)用中，應(yīng)用鋁模板能夠有效改善施工環(huán)境，提高施工質(zhì)量，推動(dòng)建筑綠色發(fā)展，提高建筑經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在高層住宅建筑中，應(yīng)用鋁合金模板具有較高的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。該文對(duì)高層住宅建筑項(xiàng)目中鋁合金模板應(yīng)用進(jìn)行研究，以期為建筑工程中合理應(yīng)用鋁合金模板提供參考。

1 工程概況

該工程為某高檔住宅小區(qū)，小區(qū)1-8#樓為高層住宅建筑，層數(shù)33 層，住宅建筑面積為10.71 萬(wàn)m2。1-8#高層住宅樓為框剪結(jié)構(gòu)體系，地下一層，地上1-2 層為架空層，3 層以上為標(biāo)準(zhǔn)層。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式，3-6#樓采用鋁合金模板系統(tǒng)，其中，地下一層與1-2 層裙樓利用傳統(tǒng)的木模板進(jìn)行施工。3#與5#、4#與6#均為標(biāo)準(zhǔn)層住宅樓，其戶(hù)型、層高等各方面均相同。其中，3#和5#標(biāo)準(zhǔn)層單層面積660m2，4#和6#號(hào)標(biāo)準(zhǔn)層單層面積為1450m2。

2 高層住宅建筑鋁合金模板設(shè)計(jì)

2.1 高層住宅建筑鋁合金模板體系

該工程中，高層住宅標(biāo)準(zhǔn)層主體結(jié)構(gòu)截面尺寸：梁主要截面尺寸為200mm×550mm、200mm×750mm，板厚100mm、120mm、130mm、150mm，剪力墻厚度200mm。使用鋁合金模板系統(tǒng)：鋁合金板、角膜、稍釘、龍骨等，支撐系統(tǒng)：對(duì)拉螺桿、支撐頂托、支撐鋼管等。其中，鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)單元模塊，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與工廠(chǎng)制作，同時(shí)考慮施工安裝及材料特性，設(shè)置長(zhǎng)500mm～2600mm、寬100mm～400mm；樓面板規(guī)格：400mm×1100mm、400mm×1200mm，兩種均為標(biāo)準(zhǔn)通用樓板；墻、柱模板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格400mm×2600mm。墻、柱模板固定體系中，對(duì)拉螺桿采用T18 高強(qiáng)螺桿，水平低于800mm，從上往下背楞間距為550mm、650mm、650mm、600mm、200mm。

2.2 鋁合金模板配模設(shè)計(jì)

鋁合金模板采用工程化生產(chǎn)，配模調(diào)整按照結(jié)構(gòu)具體變化確定，在深化設(shè)計(jì)中，從整體出發(fā)，盡可能增加模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)，降低異性構(gòu)件，從而減少結(jié)構(gòu)變化需要頻繁更換構(gòu)件的情況，同時(shí)在支撐體系中則采用早拆體系[2]。1）根據(jù)高層住宅結(jié)構(gòu)及施工組織需求，合理確定設(shè)計(jì)施工中模板分區(qū)方法，即按照樓層進(jìn)行分區(qū)。2）樓面模板設(shè)計(jì)選用400×1200mm 規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化尺寸配模設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)模數(shù)尺寸對(duì)局部配模。鋁材厚度4mm、型材肋高65mm。支撐體續(xù)重，采用150mm×200mm 快拆支撐頭，模板橫向間隔在1200mm 以?xún)?nèi)，并設(shè)置寬150mm 的鋁梁龍骨，縱向間隔在1300mm 以?xún)?nèi)。3）梁模板設(shè)計(jì)中，以施工圖紙為依據(jù)，對(duì)二次結(jié)構(gòu)實(shí)際配模進(jìn)行分析，鋁材厚度4mm，模板型材肋高65mm。梁底板為單排支撐體系，支撐間距在1350mm以?xún)?nèi)，中間用型材板穩(wěn)定，支撐鋁梁寬150mm。4）墻、柱模板設(shè)計(jì)中，墻模板鋁材厚度4mm、型材肋高65mm，內(nèi)墻和外墻的模板尺寸均為標(biāo)準(zhǔn)化尺寸（400mm×2600mm）。增設(shè)寬300mm 的外墻承接板，為外墻模板在樓層間的轉(zhuǎn)換提供支撐，先進(jìn)行外墻承接板安裝，在外墻模板中增設(shè)穩(wěn)定的支撐構(gòu)件，在本層施工完成后，向上層運(yùn)送進(jìn)行支模使用。同時(shí)，在墻模板出設(shè)置對(duì)拉螺桿，橫、縱向間距都與控制在800mm 內(nèi)，固定鋁合金模板和墻厚；其背面設(shè)置背楞40mm×40mm 方鋼管，縱向間距小于800mm。墻柱設(shè)計(jì)4 道穿墻螺栓，螺栓孔從下部200mm 開(kāi)始設(shè)置，其后往上依次按照600mm、700mm、800mm 的間距設(shè)置。將斜支撐下段套在底板上，用M16 膨脹螺絲進(jìn)行固定。墻、柱模板側(cè)面斜支撐設(shè)置為可調(diào)節(jié)式支撐，在混凝土澆筑完畢后，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到垂直度糾偏的目的。兩道斜支撐之間的距離應(yīng)當(dāng)控制在2000mm。5）樓梯模板設(shè)計(jì)體系包括踏步模板、底模、底龍骨、側(cè)封板等構(gòu)件模板，其中底龍骨在樓梯模板底部。6）特殊位置模板設(shè)計(jì)，如衛(wèi)生間樓板中需要預(yù)留好洞口、電梯井與采光井、傳料口、后期強(qiáng)于剪力墻交接處壓槽等。根據(jù)施工實(shí)際要求，采用對(duì)拉螺栓體系，同時(shí)結(jié)合PVC 管和膠杯與穿墻螺栓同用；鋁合金模板采用背楞加固方式，在背楞斷開(kāi)位置設(shè)置U 字碼，連接穿墻螺栓；在門(mén)窗模板深化設(shè)計(jì)中，安裝亞操辦，并預(yù)留下寬100mm、厚20mm 的凸楞，免除內(nèi)側(cè)抹灰收口，并且防漏；在結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中，通過(guò)模板一體化連接構(gòu)件與樓面結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行混凝土澆筑，確保結(jié)構(gòu)整體性和密封性。

2.3 鋁合金模板體系安全計(jì)算

2.3.1 基本參數(shù)取值

根據(jù)相關(guān)規(guī)范確定混凝土結(jié)構(gòu)施工荷載值，其中，鋁合金模板自重為0.25kN/m2，混凝土自重密度為24kN/m3，鋼筋自重1.1kN/m2，施工活載標(biāo)準(zhǔn)值2.5kN/m2。該工程中，標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m，混凝土樓板厚度為100mm～150mm；混凝土澆筑速度為1.8m/h，泵送塌落度為160mm～180mm。支撐體系中底模板支撐鋼管規(guī)格為φ32mm×3.5mm，套筒規(guī)格為φ60mm×3.5mm。

該工程中，鋁合金模板規(guī)格（高×寬）有65mm×100mm、65mm×150mm、65mm×300mm、65mm×400mm 四種。鋁合金模板之間用稍釘進(jìn)行連接，其間距設(shè)置為150mm，背楞間距為800mm，為矩形方通，應(yīng)力值f=215N/mm2，抗剪力強(qiáng)度f(wàn)v=125N/mm2。

2.3.2 混凝土側(cè)壓力荷載計(jì)算

根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范，混凝土側(cè)壓力計(jì)算由以下兩個(gè)公式分別計(jì)算，選擇較小數(shù)值。

式中：V—混凝土澆筑速度，1.8 m/h；γc—混凝土自重密度，24 kN/m3；t0—混凝土初凝實(shí)踐，按照常規(guī)溫度取值25 ℃，取值5 h；β—塌落度影響修正系數(shù)，取值1；H—樓層層高高度，2.9 m。

根據(jù)公式（1）、公式（2）計(jì)算分別為F1=45 kN/m2，F(xiàn)2=69.6 kN/m2，取較小值；同時(shí)，混凝土振搗施工中，還會(huì)發(fā)生2kN/m2的水平分離力，因此最終可以得到F=47kN/m2。

2.3.3 樓面板荷載值計(jì)算

根據(jù)工程實(shí)際情況，按照最大需求支撐效應(yīng)，即將模板、混凝土以及鋼筋的自身重量疊加起來(lái)，進(jìn)行支撐與模板變形的計(jì)算，該工程中樓面計(jì)算厚度最大值為150 mm，按照施工規(guī)范，樓面板荷載值最大：

P=1.2×（0.25kN/m2+24kN/m3×0.15m+1.1kN/m2×0.15m）+1.4×2.5 kN/m2=8.32 kN/m2。

3 高層住宅建筑鋁合金模板施工應(yīng)用

3.1 模板安裝

安裝前，首先要合理堆放鋁合金模板物料，設(shè)置物料配件編碼，防止丟失；進(jìn)行安裝測(cè)量放線(xiàn)，墻邊模板誤差≤1 mm，同時(shí)放500mm 平行線(xiàn)，以便于在裝模完成后進(jìn)行復(fù)核，并在澆筑混凝土前確保放樣線(xiàn)穿過(guò)開(kāi)口150mm。做好相關(guān)準(zhǔn)備后進(jìn)行模板安裝，安裝前檢查控制線(xiàn)，確保樓面混凝土平整，如果有部分高出平面10mm，則需要采取措施平整。在墻柱主筋上進(jìn)行鋼筋焊接，位置要在混凝土澆筑50mm 之內(nèi)；正面墻模板安裝前，進(jìn)行角部位處理，確保模板接觸面和邊緣位置清潔，并涂上脫模劑；根據(jù)圖紙進(jìn)行模板安裝，并進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)高檢查。

在墻、柱模板安裝中，根據(jù)墻柱面積大小分別采用雙模法和單模法進(jìn)行安裝，雙模法能夠有效避免盲目操作，減少重復(fù)安裝工作；單模法可以形成閉合方形空間單面模板，能夠看到對(duì)拉螺桿，易修改安裝誤差。通過(guò)平模外圍護(hù)板控制模板垂直度，在細(xì)部構(gòu)件中，銷(xiāo)子安裝從墻模板下框向下插入護(hù)板，避免脫落導(dǎo)致的模板爆、漲。混凝土澆筑過(guò)程中，要隨時(shí)檢查銷(xiāo)子、楔子、對(duì)拉螺桿等連接狀況，避免其松動(dòng)、脫落。

3.2 模板拆除

模板拆除前需要根據(jù)混凝土強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行拆除，8m 以下跨梁板結(jié)構(gòu)混凝土在強(qiáng)度高于75%后即可拆除，對(duì)懸挑支撐部位，要求混凝土強(qiáng)度不得低于10MPa 或者達(dá)到100%后拆除；混凝土強(qiáng)度高于2MPa 后，可拆除鋁模板。按照自下而上的順序拆除模板，在外墻模板拆除過(guò)程中，需要先安裝好支撐平臺(tái)，拆除后按照模板編碼進(jìn)行有序堆放，以便于后期循環(huán)利用[3]。

3.3 施工質(zhì)量保證措施

3.3.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有6 個(gè)：①?lài)?yán)把材料關(guān)，從材料進(jìn)場(chǎng)環(huán)節(jié)開(kāi)始，加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量參數(shù)的檢驗(yàn)、材料合格證明；加強(qiáng)對(duì)鋁合金模板焊縫、支撐構(gòu)件等相關(guān)施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸的檢查，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。②檢驗(yàn)面板拼縫寬度，確?？p寬與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求誤差控制在2 mm。③檢查面板平整度，面板拼縫間的高度差值不能大于2 mm。④控制模板面高程誤差，上下不能超出5 mm。⑤檢查混凝土質(zhì)量，截面尺寸誤差應(yīng)控制在2 mm 內(nèi)。⑥脫模過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)模板質(zhì)量的檢查，小心操作，避免出現(xiàn)失誤造成模板質(zhì)量缺陷，影響后續(xù)使用，一旦發(fā)現(xiàn)模板缺陷要及時(shí)修復(fù)或更換。

3.3.2 質(zhì)控項(xiàng)目及檢查方式

3.3.2.1 主控項(xiàng)目

模板支架要保證上下層立柱之間對(duì)接精確，實(shí)現(xiàn)荷載的上下傳導(dǎo)，發(fā)揮下層具有較強(qiáng)的承載力的支架結(jié)構(gòu)的支撐作用。支架檢查應(yīng)根據(jù)技術(shù)方案進(jìn)行，確保檢查全面性。在模板上涂刷隔離劑，并注意不要污染受力筋和混凝土接搓部位，涂刷完成后需要進(jìn)行全面檢查。

3.3.2.2 一般項(xiàng)目

對(duì)于一般項(xiàng)目的施工質(zhì)量保障措施主要有以下幾點(diǎn)：第一，在模板驗(yàn)收中，需要確保模板內(nèi)部沒(méi)有垃圾、雜物，各種材料在驗(yàn)收前也要全部清理出去。第二，對(duì)跨度大于4m 的梁、板，要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，在模板制安過(guò)程中起拱；在檢查中要分批抽檢，自然間抽查不應(yīng)當(dāng)少于10%，并且大于3 間，梁構(gòu)件的抽查數(shù)量應(yīng)當(dāng)大于10%，并且不能小于3 件，檢查方法采用水準(zhǔn)儀檢查，或拉線(xiàn)檢查。第三，控制建筑結(jié)構(gòu)、各類(lèi)預(yù)埋件、預(yù)留孔洞等的誤差，確保其范圍誤差控制在5mm 以?xún)?nèi)。分批次抽檢，自然間抽檢數(shù)量高于10%，大于3 間；梁構(gòu)建抽查數(shù)量高于10%，大于3 件。采用鋼尺檢查方法。第四，檢查模板接縫寬度，對(duì)小于2mm 的板縫可不采取措施，對(duì)大于2mm 的板縫，則需要用海綿條填補(bǔ)或者用膠帶封閉，避免板縫寬度過(guò)大導(dǎo)致大量漏漿。

3.3.2.3 模板控制

在模板施工過(guò)程中，主要的質(zhì)量保障措施如下：第一，控制模板垂直度。在模板安裝前，測(cè)量每塊模板線(xiàn)，確保其準(zhǔn)確后才能夠安裝就位，保證大面積施工精確；自檢和過(guò)程調(diào)整垂直度，誤差控制在8mm，將平整度誤差控制在2mm。第二，控制頂板模板高程。根據(jù)層高和模板厚度，在墻周邊進(jìn)行頂板模板高程線(xiàn)的準(zhǔn)確標(biāo)記，明確高程控制點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)每層傳導(dǎo)的控制。第三，控制模板變形。選取合適的測(cè)量工具進(jìn)行檢查，在施工中，采用分層澆筑方式，按照每層厚1400mm 進(jìn)行混凝土澆筑；對(duì)于門(mén)窗洞口位置，還需要注意混凝土澆筑對(duì)稱(chēng)性；完成模板制安后，做好放線(xiàn)檢查準(zhǔn)備，避免后續(xù)發(fā)生模板跑位；注意檢查螺栓及支撐是否發(fā)生松動(dòng)；避免模板和腳手架拉結(jié)。第四，將模板之間的拼縫、接頭控制在合理范圍內(nèi)，對(duì)于過(guò)大的縫隙，則實(shí)施二次封堵。第五，窗洞口模板，需要在模板下中間留置排氣孔，避免澆筑混凝土過(guò)程中產(chǎn)生窩氣，影響澆筑的密實(shí)度。

3.3.2.4 配合安裝

在合模之前，要加強(qiáng)水電安裝、鋼筋安裝施工等協(xié)調(diào)配合完成驗(yàn)收。

3.3.2.5 澆筑保護(hù)

在澆筑過(guò)程中，要由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)模板進(jìn)行檢查與維護(hù)，所有墻板拉通線(xiàn)，在澆筑時(shí)對(duì)墻板垂直進(jìn)行檢查和校正。

3.3.2.6 模板編號(hào)

進(jìn)行拆除模板定段、定編號(hào)，并按照編碼進(jìn)行堆放整理，以便于后續(xù)模板安裝使用。

3.3.2.7 脫模劑及模板堆放、修補(bǔ)

模板安裝前在進(jìn)行脫模劑的涂刷，避免涂刷過(guò)早被雨水等沖刷掉；堆放前要在模板最底部墊上木墊，保持一定間距，防止變形；對(duì)于周轉(zhuǎn)中的模板要做好分類(lèi)，并合理堆放，施工中禁止拋擲模板，注意維護(hù)模板質(zhì)量；模板拆卸后如果出現(xiàn)翹曲、變形的情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正處理。

4 鋁合金模板應(yīng)用施工質(zhì)量及施工成本分析

4.1 施工質(zhì)量分析

在該工程中，對(duì)鋁合金模板應(yīng)用后混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行了調(diào)查分析，并對(duì)存在的質(zhì)量缺陷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)表1。

表1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

通過(guò)表1 可知，混凝土結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量合格率達(dá)到了564/600=94%，施工質(zhì)量整體水平較高。其中，墻體垂直度、平整度，樓面標(biāo)高以及墻角爛根不合格率相對(duì)較高，解決這四項(xiàng)問(wèn)題能夠大幅提升施工質(zhì)量。

4.2 施工成本分析

根據(jù)該工程實(shí)際情況，鋁合金模板施工成本與傳統(tǒng)木模板施工成分對(duì)比分析如表2 所示（由于3#與5#樓、4#與6#樓標(biāo)準(zhǔn)層在戶(hù)型單位、樓層、層高、面積方面一致，因此選取3#、4#樓施工成本進(jìn)行對(duì)比分析）。

由表2 可知，在高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層模板施工中，鋁合金模板相較于傳統(tǒng)木模板具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，3#、4#樓施工總成本可節(jié)約8426727.51-15824000=7397272.495 元，能夠有效節(jié)約大量施工成本。

表2 鋁合金模板施工成本與傳統(tǒng)木模板施工成分對(duì)比分析表

5 結(jié)語(yǔ)

模板工程在高層住宅建筑施工中占據(jù)較大比重，合理選用模板體系施工，可以提升施工質(zhì)量，節(jié)約施工成本。鋁合金模板是一種新型的建筑施工模板體系，在高層住宅建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢(shì)。該文對(duì)某小區(qū)采用鋁合金模板體系施工的高層住宅建筑項(xiàng)目進(jìn)行分析，提出400mm×1200mm、400mm×2600mm 標(biāo)準(zhǔn)化模板單元模塊在實(shí)際應(yīng)用中具有較強(qiáng)的實(shí)用性，通過(guò)對(duì)鋁合金模板體系安全性分析，得出數(shù)據(jù)滿(mǎn)足施工規(guī)范要求。同時(shí)，通過(guò)對(duì)鋁合金模板應(yīng)用施工質(zhì)量及施工成本分析，得出鋁合金模板應(yīng)用可使混凝土施工質(zhì)量符合率達(dá)到94%；在施工成本方面，鋁合金模板可以大幅降低施工成本，有效節(jié)約工程資金，具有顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。因此，在高層住宅建筑中應(yīng)用鋁合金模板具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值，能夠有效實(shí)現(xiàn)降本增效。