鋁模系統(tǒng)在國外高樓施工中的應(yīng)用

梁魯政

中交第三公路工程局有限公司，北京 100107

0 引言

模板是高層建筑中非常重要的周轉(zhuǎn)材料，模板方案的選擇，會(huì)對整個(gè)項(xiàng)目的成本管理和工程進(jìn)度、質(zhì)量產(chǎn)生非常關(guān)鍵的影響。

模板的科學(xué)正確選用可以保證建筑施工高質(zhì)量、低成本、低消耗、便于管理和提高經(jīng)濟(jì)效益，模板的選擇也是高樓施工組織設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，并且關(guān)系到高樓施工的成敗。

一般高樓施工的模板方案有：傳統(tǒng)木模體系（由鋼管腳手架、方木、木膠合板或竹膠板構(gòu)成）；系統(tǒng)模板（由鋼背楞、單頂、斜撐、對拉螺栓、工字木、木膠合板或竹膠板構(gòu)成）；組合鋼模板（由鋼背楞、單頂、斜撐、對拉螺栓、組合鋼模板構(gòu)成）；鋼、木模板組合（由鋼背楞、單頂、斜撐、對拉螺栓、組合鋼模板及膠合板構(gòu)成）；鋁模系統(tǒng)（由鋼背楞、單頂、斜撐、對拉螺栓、鋁模板、龍骨、荊條、頂頭、銷子構(gòu)成）；玻璃鋼模板（特殊工程造型專門加工的模板）等等。其中傳統(tǒng)木模體系和組合鋼模板體系在國內(nèi)應(yīng)用較多，近些年由于對混凝土外表要求越來越高，鋼模板在±0以上標(biāo)高結(jié)構(gòu)中基本很少使用了。

1 鋁模選擇

當(dāng)前在迪拜建筑市場高樓結(jié)構(gòu)施工中大多采用系統(tǒng)模板。系統(tǒng)模板施工工藝：豎向鋼筋綁扎→支豎向模板→豎向混凝土澆筑→拆除豎向模板→支水平模板→水平鋼筋綁扎→水平混凝土澆筑→拆除水平模板。由施工工藝可以看出系統(tǒng)模板的特點(diǎn)是水平梁、板等結(jié)構(gòu)和豎向柱、墻等結(jié)構(gòu)分開施工，混凝土分開澆注，優(yōu)點(diǎn)是利于機(jī)械作業(yè)，對支模、拆模的生產(chǎn)工人熟練程度要求不高；缺點(diǎn)是水平結(jié)構(gòu)和豎向結(jié)構(gòu)分開施工節(jié)奏慢、工期長，而且每棟塔樓需要2部塔吊配合施工，機(jī)械費(fèi)用相對較高。

圖1 在中東普遍應(yīng)用的系統(tǒng)模板

各種模板系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)如下表：

模板系統(tǒng)類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)木模系統(tǒng) 造價(jià)低、尺寸改動(dòng)方便、重量輕、保穩(wěn)性差面板質(zhì)軟、周轉(zhuǎn)次數(shù)低系統(tǒng)模板 造價(jià)相對較低、保穩(wěn)性稍好、尺寸改動(dòng)方便面板質(zhì)軟、周轉(zhuǎn)次數(shù)較低組合鋼模板 可適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)尺寸要求、整體性好、重復(fù)利用率高造價(jià)相對較高、重量大

鋼、木模板組合 可適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)尺寸要求、整體性較好鋼和木連接縫質(zhì)量控制難度大鋁模系統(tǒng) 強(qiáng)度高、重量輕、易操作、整體性好成本相對也較高、硬度較低玻璃鋼模板 質(zhì)輕、高強(qiáng)、防腐、保溫、絕緣、成本低表面易粗拙無光澤和起皮、破碎

通過反復(fù)比較后，決定采用鋁模系統(tǒng)施工，與上述系統(tǒng)模板比較，鋁模強(qiáng)度高、重量輕（標(biāo)準(zhǔn)鋁模尺寸為：1200mm×400mm×6mm 加必要肋板）、整體性好、易于人工操作、施工節(jié)奏快，每棟塔樓僅需要1部塔吊配合施工，機(jī)械費(fèi)用相對較低。鋁模板施工工藝：豎向鋼筋綁扎→支豎向模板→支水平模板→水平鋼筋綁扎→混凝土整體澆筑→拆除豎向、水平模板。由施工工藝可以看出鋁模與鋼模類似，水平結(jié)構(gòu)和豎向結(jié)構(gòu)是整體澆注的，減少了支模拆模環(huán)節(jié)，做流水施工安排時(shí)，流水節(jié)拍與系統(tǒng)模板相比就省去了等待豎向結(jié)構(gòu)混凝土到達(dá)足夠強(qiáng)度后，拆除豎向結(jié)構(gòu)模板，再支水平模板的工序時(shí)間。

鋁模系統(tǒng)是裝配式的，生產(chǎn)廠家可根據(jù)施工樓盤的結(jié)構(gòu)尺寸為施工單位定做和提供技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。工地上的生產(chǎn)工人只需熟練掌握鋁模的拆、裝方法，在預(yù)拼好的模板上用油漆畫好結(jié)構(gòu)序號標(biāo)記，以后按順序拆裝就可以了。

圖2 在迪拜使用的鋁模系統(tǒng)

2 施工中的鋁模應(yīng)用

2.1 鋁模的周轉(zhuǎn)

鋁模是早拆體系模板，樓板、梁混凝土澆筑完成16小時(shí)后，即可以拆除鋁模樓板、梁模板和龍骨，只留下需14天以后拆除的頂頭及單頂支撐（單頂支撐間距橫向、豎向都是120cm，經(jīng)檢算能滿足施工荷載要求）。

施工組織時(shí)，按照P2樓盤的面積和結(jié)構(gòu)化成了4個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域一個(gè)施工班組，每個(gè)班組固定施工這一區(qū)域，操作工人每層施工同一結(jié)構(gòu)部位，熟練程度越來越高。下一層同一部位同一編號的模板，拆除后翻運(yùn)到上一層的相同部位，繼續(xù)使用。加上高層建筑有很多預(yù)留的施工孔洞，生產(chǎn)工人把拆除的木板，在孔洞處，碼放整齊，用塔吊吊到上一層樓面上，大大提高了模板的翻運(yùn)速度。

2.2 鋁模在應(yīng)用中的問題處理

第一，在一層樓面施工中發(fā)現(xiàn)在彈構(gòu)件墨線→支豎向模板→校正→支水平模板→水平鋼筋綁扎→混凝土澆筑的生產(chǎn)流程中，放好線后，支好豎向模板時(shí)，在使用絲桿校正豎向模板垂直度時(shí)，不易保證模板下腳是否靠線（原因是有可能模板下腳會(huì)被絲桿頂進(jìn)墨線內(nèi)，雖然有鋼筋和墊塊的存在，但我們無法保證鋼筋完全垂直且寬度加墊塊厚度正好等于構(gòu)件寬度）。對此問題，我們的解決辦法是在樓板緊貼墨線的構(gòu)件內(nèi)側(cè)，鉆孔插入φ10的短鋼筋2根，卡住鋁模下腳，這樣鋁模下腳就不會(huì)被頂進(jìn)墨線內(nèi)，造成混凝土澆筑時(shí)，構(gòu)件尺寸不足。

第二，在P2樓盤5層至7層施工過程中，有一個(gè)臨邊柱，不管怎么校正垂直度，澆筑出的混凝土柱的垂直度總是差了2cm左右，為了解決這個(gè)問題，現(xiàn)場及時(shí)與鋁模工長仔細(xì)分析了可能產(chǎn)生垂直度偏差的種種原因，最初先對標(biāo)準(zhǔn)樓面模板（1200mm×400mm）的長度進(jìn)行了檢查，尺寸均在誤差范圍內(nèi)，然后對現(xiàn)場支好的樓面模板進(jìn)行了整體拉鋼尺檢查，發(fā)現(xiàn)：累積總長度比設(shè)計(jì)長度長出了約2cm，找到臨邊柱垂直度無法校正的原因后，我們把一排鋁模統(tǒng)一截短了2cm，解決了臨邊柱不垂直的問題。

第三，施工中也出現(xiàn)了對電梯井不易支撐，混凝土構(gòu)件的脹模、跑模現(xiàn)象。鑒于此現(xiàn)象在所有模板體系中都有體現(xiàn)，原因也很復(fù)雜，除模板自身設(shè)計(jì)的抗拉、抗壓強(qiáng)度不足之外，混凝土工人操作不規(guī)范，打灰振搗時(shí)過振也是引起脹模的重要原因。施工中針對電梯井樓板邊緣及預(yù)留孔洞邊緣常有脹模發(fā)生的現(xiàn)象和預(yù)留孔洞邊緣我們采取了用短鋼管加絲桿馬螺頭調(diào)節(jié)頂撐的辦法，成功解決了預(yù)留孔洞邊緣脹模、跑模問題。

2.3 鋁模的應(yīng)用效果

隨著P2樓生產(chǎn)工人使用鋁模的熟練程度的提高，模板工程的施工功效也在大幅度提高，標(biāo)準(zhǔn)層作業(yè)達(dá)到了：豎向鋼筋綁扎→支豎向模板→支水平模板→水平鋼筋綁扎→混凝土整體澆筑→拆除豎向、水平模板的整個(gè)施工流程4天1層，面積逾3000m2的速度。大大超過了同業(yè)工地采用系統(tǒng)模板的規(guī)模相同樓盤的日施工進(jìn)度。吸引了許多當(dāng)?shù)赝泄竞蛧夤镜募夹g(shù)管理人員的現(xiàn)場觀摩。

3 鋁模的經(jīng)濟(jì)效益分析

施工前，我們根據(jù)目前國外使用系統(tǒng)模板的效率，按工期相同做了鋁模與系統(tǒng)模板的經(jīng)濟(jì)效益分析對比分析：以Armada樓盤主樓P2樓為參考，P2樓標(biāo)準(zhǔn)層平均建筑面積1350m，層數(shù)42層，標(biāo)準(zhǔn)層總建筑面積55350m。

如采用系統(tǒng)模板：需要配置一套豎向模板及2套半水平模板，按6天完成一層標(biāo)準(zhǔn)層，14天后拆除梁、板支撐計(jì)劃的話，材料購置費(fèi)用為840萬迪拉姆（1迪拉姆約合2元人民幣）。以剛背楞、工字木的使用周期為4個(gè)樓盤計(jì)算，每個(gè)樓盤材料購置費(fèi)用為210萬迪拉姆，樓盤施工期間需要更換2次膠合板面層，僅此需增加的費(fèi)用為33.6萬迪拉姆。結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層需配2部F0或H3型塔吊，按6天完成一層標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算，施工期需要8個(gè)月，每部塔吊年租金為70萬迪拉姆，需要45名（6天中支模拆模占4天，工人每天平均工資85迪拉姆）木工做拆模支模工作。將上述材料人工機(jī)械費(fèi)用攤銷到每平米建筑面積中得： （8400000/4+336000+2×700000×8/12+45×4×85×41）/55350=72.21 迪拉姆 /平方

如采用鋁模系統(tǒng)模板：材料購置費(fèi)用為269萬迪拉姆（可重復(fù)使用50層樓不大修），使用后賣廢鋁每噸約7000迪拉姆（85t鋁模），可回收59.5萬迪拉姆。結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層需配1部F0或H3型塔吊，按5天完成一層標(biāo)準(zhǔn)層計(jì)算，施工期為8個(gè)月，每部塔吊年租金為70萬迪拉姆，需要60名（5天中支模拆模占2天）木工做拆模支模工作。將上述材料人工機(jī)械費(fèi)用攤銷到每平米建筑面積中 得 ：（2690000-85×7000+700000×8/12+60×2×85×41）/55350=53.84迪拉姆/平方。

在成功完成了P2樓結(jié)構(gòu)施工后，實(shí)際采用的鋁模系統(tǒng)模板完成相同的建筑結(jié)構(gòu)，只用了6個(gè)月，通過經(jīng)濟(jì)效益比較，按施工前的鋁模板計(jì)劃配置后，鋁模板較系統(tǒng)模板每建筑平方費(fèi)實(shí)際節(jié)約了18.37迪拉姆，經(jīng)濟(jì)效益明顯，并且遇到標(biāo)準(zhǔn)層柱、墻等構(gòu)件尺寸變化時(shí)，鋁模只要在工地現(xiàn)場切割焊接即可，優(yōu)于系統(tǒng)模板的尺寸更改程序。除去維護(hù)費(fèi)用不考慮就直接用于生產(chǎn)的模板工、料、機(jī)費(fèi)用，P2樓盤采用鋁模就比采用系統(tǒng)模板節(jié)約了資金約為（72.21-53.84）×55350=1133568迪拉姆，節(jié)省了工期60天，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

4 結(jié)論

鋁模具有施工周期短、占用場地小、以人工操作為主、易于搶工期的特點(diǎn)，而且具有遇到結(jié)構(gòu)尺寸改變時(shí)更改方便、對變形模板的維修和維護(hù)簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。相信隨著施工環(huán)境的改變，通過加強(qiáng)對廢舊金屬流通環(huán)節(jié)的管理后，不久鋁模將會(huì)在國內(nèi)建筑市場得到廣泛的應(yīng)用。

[1]溫潔嫦，劉海林，陳新建，陸志峰，蘇志華.建筑結(jié)構(gòu)施工中模板的最優(yōu)選取問題[J].國外建材科技，1997(3).

2]吳建英，頓景艷.混凝土模板工程施工技術(shù)[J].山西建筑，2003(16).