鋁合金模板在某超高層建筑中的應(yīng)用

張愛青

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

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鋁合金模板在某超高層建筑中的應(yīng)用

張愛青

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

鋁合金模板作為一種新型建筑模板，發(fā)展迅速，但在我國的應(yīng)用尚處于初級階段。通過鋁合金模板在某項目中的應(yīng)用，總結(jié)了鋁合金模板在設(shè)計、施工工藝、安全施工等方面的要點，為應(yīng)用鋁合金模板的工程提供參考。

鋁合金模板；施工工藝；超高層建筑

鋁合金模板體系主要由模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、緊固系統(tǒng)、附件系統(tǒng)4部分構(gòu)成，是近年來推廣應(yīng)用較為廣泛的一種新型綠色模板施工技術(shù)[1]。鋁合金模板體系不同于傳統(tǒng)的木模板體系，需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點進行相關(guān)的配套設(shè)計[2]。目前，在國內(nèi)主要應(yīng)用于高層和超高層建筑中。

1　工程概況

中航資本大廈項目位于北京市朝陽區(qū)崔各莊鄉(xiāng)、望京2號地中的626-1地塊；東北緊鄰大望京公園及五環(huán)路，南至大望京街，西北至地鐵15號線及規(guī)劃望京新干道，西南至規(guī)劃望京2號路。地下室5層，裙房地上4層，地上塔樓43層、局部出屋面兩層設(shè)備。總建筑面積135 366.50 m2，地上91 482.87 m2，地下43 883.63m2。

本工程地下4～5層層高3.7 m，地下3層層高3.65 m，地下2層層高3.85 m，地下1層層高6.0 m，地上1～4層層高5.5 m，低區(qū)標準層層高4.2 m，14層避難層層高8.0 m、中區(qū)標準層層高4.5 m，29層避難層層高8.0 m，高區(qū)標準層層高4.5 m。地上主要屋面高度205.10 m。如圖1所示。

2　鋁合金模板的設(shè)計

2.1墻模板設(shè)計

墻模板設(shè)計本工程有4.2 m和4.5 m標準層高，外墻采用大鋼模，內(nèi)墻采用鋁合金模板。4.2 m層高模板尺寸400 mm×3 850 mm，當層高升為4.5 m時，則在4.2 m配板基礎(chǔ)上再增加400 mm×300 mm的墻板。墻模板處需設(shè)置對拉螺桿，其橫向設(shè)置間距≤800 mm、縱向設(shè)置間距≤900 mm。對拉螺桿起到固定模板和控制墻厚的作用。對拉螺桿為T22梯形牙螺桿，材質(zhì)為45#鋼。墻模板背面設(shè)置有背楞，背楞設(shè)置間距≤900 mm。背楞材料為雙6.3#槽鋼。本工程外墻面共設(shè)置6道背楞。

圖1　中航投資大廈

2.2梁模板設(shè)計

梁模板標準尺寸為200 mm×400 mm，局部按實際結(jié)構(gòu)尺寸配置。梁模板型材高65 mm，鋁板材4 mm厚。梁截面寬度小于等于400 mm時，梁底設(shè)單排支撐，梁底支撐間距1 200 mm，梁底中間鋪板，梁底支撐鋁梁100 mm寬，布置在梁兩側(cè)。梁截面寬度大于400 mm，梁底設(shè)雙排支撐，梁底支撐間距1 200 mm，梁底中間鋪板，梁底支撐頭100 mm寬。跨度大于4 m的梁支梁底板先不要起拱，否則梁側(cè)板不好關(guān)，等模板都支好后，在跨中位置按跨度的1/1 000～3/1 000起拱，用工具式鋼支撐調(diào)節(jié)梁底板高度。

2.3樓面頂板設(shè)計

樓面頂板標準尺寸400 mm×1 100 mm，局部按實際結(jié)構(gòu)尺寸配置。樓面頂板型材高65 mm，鋁板材4 mm厚。樓面頂板橫向間隔≤1 200 mm設(shè)置一道100 mm寬鋁梁龍骨，鋁梁龍骨縱向間隔≤1 200 mm設(shè)置快拆支撐頭(流星錘)。工具式鋼支撐套在PH頭上，支撐間距為1.2 m×1.2 m。

2.4支撐系統(tǒng)設(shè)計

本工程4.2 m和4.5 m層高采用高支模鋼管支撐，中間設(shè)置三道水平桿，鋼支撐頂部采用一個可調(diào)頂座，用兩根鋼管頂住PH頭，鋼支撐長度為3.5 m，當層高為4.2 m時，可調(diào)頂座為370 mm，層高為4.5 m時可調(diào)頂座為670 mm。

3　驗算

鋁模板自重標準值:0.25 kN/m2，混凝土自重密度:24 kN/m3，鋼筋自重標準值1.1 kN/m3，施工活載標準值:2.5 kN/m2，樓面厚度100 mm，工具式立柱支撐間距1 100 mm，鋁模板彈性模量6.9×104N/mm2，X軸截面慣性矩IX為956 363.7 mm4，截面最小抵抗矩WX為1 899.7 mm3。

樓面均布荷載P=1.35×(24 kN/m3×0.1 m+1.1 kN/m3×0.1 m)+1.4×2.5 kN/m2=6.94 kN/m2。

3.1樓面處鋁合金模板整體強度及剛度校核

均布載荷P=9.824 kN/m2，支點最大間距為1 100 mm，受力按1 100 mm跨度簡支梁計算:

400 mm標準模板上所受均布荷載：q=Pb=6.94 kN/m2×0.4 m=2.78 kN/m；

剛度驗算：v=0.81 mm≤[ν]=1.5 mm。

3.2工具式鋼管立柱計算

3.3拆卸鋁模板后樓面混凝土受沖切承載力驗算

拆模后混凝土受沖切承載力截面位置如圖2所示。

圖2　計算樓面受沖切承載力截面位置

根據(jù)GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[3]第8.2.8條：受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算Fl<0.7βhpftamh0；am=(at+ab)/2；Fl=PA。

am=(at+ab)/2=(550+1300)/2=925 mm；Fl=PA=6.94×103×1.21=8.40 kN。

C30砼抗拉強度設(shè)計值ft=1 390 kN/m2，βhp=1。

Fl=8.40 kN<0.7βhpftamh0×50%=0.7×1×1 390×0.925×0.1×50%=45 kN。

滿足要求，樓面混凝土不會受到?jīng)_切破壞。

4　鋁合金模板施工工藝

4.1工藝順序

主要施工順序如下：結(jié)構(gòu)找平，刷模板隔離劑，墻模板放線、安裝、定位、校直，梁板模板安裝，樓面模板安裝，安裝垂直鋼支撐和墻體加固背楞，調(diào)節(jié)樓面模板標高，打混凝土前加固件檢查，澆注混凝土，模板拆除(先豎向模板，后水平模板，早拆支撐頭不拆)，人工經(jīng)上料口或者洞口外架轉(zhuǎn)運到上一層。

4.2鋁合金模板安裝

4.2.1鋁合金模板物料的接受與放置

模板卸下后按編號排列整齊，25個一堆，堆放在貨架或托板上，疊放時必須保證底部第一塊模板板面朝上，所有的銷子、楔子、墻模連接件等構(gòu)配件以及特殊工具應(yīng)妥當?shù)貎Υ嫫饋恚谛枰褂脮r再分發(fā)下去，以裝箱單為依據(jù)檢查構(gòu)件，確保構(gòu)件全部到位。

4.2.2水平測量

裝配模板之前，在裝配位置進行混凝土樓板面標高水平測量，水平測量都以T.B.M(臨時水平基點)為基準，測量時，在地板上畫正(+)或負(-)來標記測量結(jié)果，測量記錄由指定監(jiān)督員存檔保存。

沿墻線標高超出設(shè)計標高10 mm的地方，應(yīng)打匝到不高于10 mm。沿墻線低于基準點的地方，需用膠合板或木頭填塞模板至所需水平高度。角部及墻中的低位必須要充分填塞。混凝土澆筑后，平模外圍起步板(K板)頂部需進行水平測量，平模外圍起步板(K板)的水平度達不到要求會引起結(jié)構(gòu)偏離中心線、模板不能保持其垂度。為便于澆筑后調(diào)整平模外圍起步板(K板)，可在上面開26 mm的長形孔。平模外圍起步板(K板)的測量記錄由指定監(jiān)督員存檔保存。同時偏差檢測應(yīng)執(zhí)行并記錄存檔。

4.2.3放線

放樣線應(yīng)穿過開口、陽角等至少150 mm，便于控制模板在澆注前的正確位置，墻邊模板線誤差控制在1 mm以內(nèi)，離模板線外側(cè)200 mm處應(yīng)在相同方向再平行放一條控制線。參考點和放樣點直接影響墻體垂直度，嚴禁其移動或破換。

4.2.4控制/糾正偏差

通過觀察偏差及用工具測量平模外圍模板水(K板)平度，確定哪些位置需要進行修正工作。如果平模外圍起步板(K板)需要調(diào)整標高，逆時針擰松緊固螺栓，調(diào)整其至所需位置后再擰緊螺栓。安裝好垂直模板以后，立即檢查陽模的垂直度并采取措施控制偏差。除了平模外圍起步板(K板)的標高外，可以用螺旋千斤頂和鐵鏈來拉動模板校正墻面垂直度，也可用可調(diào)支撐控制墻面垂直度。

4.2.5模板安裝前檢查

模板安裝前復(fù)查定位鋼筋是否在放樣線內(nèi)，確保模板安裝對準放樣線。檢查所有模板，保證其接觸面及邊緣部已進行清理和涂油。

轉(zhuǎn)角穩(wěn)定后和內(nèi)角模按放樣線定位后繼續(xù)安裝整面墻模。為了拆除方便，墻模與內(nèi)角模連接時銷子的頭部應(yīng)盡可能在內(nèi)角模內(nèi)部。封閉雙邊模板之前，需在墻模連接件上預(yù)先外套PVC管，同時要保證套管與墻兩邊模板面接觸位置準確，以便澆注后能收回對拉螺桿。當外墻出現(xiàn)偏差時，必須盡快調(diào)整至正確位置，需將外墻模在一個平面內(nèi)輕微傾斜，如果有兩個方向發(fā)生垂直偏差，則要調(diào)整兩層以上，一層調(diào)整一個方向。在墻模頂部轉(zhuǎn)角處，固定線錘上端，線錘自由落下，線錘尖部對齊樓面垂直度控制線。如有偏差，通過調(diào)節(jié)斜撐，直到線錘尖部和參考控制線重合為止。

4.2.6模板安裝

鋁模板安裝工藝簡單，只需按圖紙和模板編號一步步循序漸進。墻模板安裝前在構(gòu)件與混凝土接觸面處涂脫模劑，然后遵循先內(nèi)墻后外墻的順序，依據(jù)墻定位控制線，從端部封板開始，兩邊同時逐件安裝墻板。墻模板安裝完成后檢查其垂直度并采取措施控制偏差。

墻頂邊模和邊角模與墻模板連接時，應(yīng)從上部插入銷子以防止?jié)仓陂g銷子脫落。安裝完墻頂邊模，即可在角部開始安裝板模。板梁用于支撐板模，在大多數(shù)情況下，應(yīng)按板模布置圖組裝板梁。用132 mm銷子和兩條330 mm的加固條(BB條)將板梁組合件中的DP(支撐頭)同相鄰的兩個板支撐梁連接起來。梁模板安裝時遵循先底模板再側(cè)模板的施工順序，把支撐鋼管朝橫梁方向安裝在預(yù)先安裝好的橫梁組件上，并把橫梁提升到適合位置，通過已在角部安裝好的板模端部，用銷子將梁和板模連接。

每排第一塊模板與墻頂邊模和支撐梁連接。第二塊模板需與第一塊板模相連(兩套銷子連接)。第二塊模板不與橫梁相連是為了放置同一排的第三塊模板時有足夠的調(diào)整范圍，第三塊模板和第二塊模板聯(lián)接上后，第二塊模板固定在橫梁上。用同樣的方法安裝剩下的模板。頂板安裝完成以后，應(yīng)檢查全部模板面的標高，如果需要調(diào)整則可轉(zhuǎn)動支撐鋼管調(diào)整梁板和頂板水平度。

4.2.7控制要點

1)保證垂直度、平整度、穩(wěn)固性；2)背楞位置正確；3)封堵模板下端縫隙；4)銷釘完整；5)K板正確安裝。

4.3鋁合金模板拆除

鋁合金模板底模拆除前，混凝土強度應(yīng)達到表1的要求。

表1　底模拆除前混凝土應(yīng)達到的強度

注：為保證混凝土質(zhì)量，混凝澆筑施工時需增加一組同條養(yǎng)護立方體試塊，拆除底模前需先進行此試塊試壓檢測，或者現(xiàn)場進行回彈儀檢測，強度滿足上表要求后報監(jiān)理工程師批準方可進行拆除。

1)墻模板。根據(jù)工程項目的具體情況決定拆模時間，一般情況下(天氣正常)24小時后可以拆除墻模，過早拆除會造成混凝土粘在鋁模板上，影響墻面質(zhì)量。墻模板應(yīng)該從墻頭開始，拆模前應(yīng)先抽取對拉螺栓。拆除墻模板之前保證以下部分已拆除：所有釘在混凝土板上的墊木、橫撐、背楞、模板上的銷子和楔子。在外部和中空區(qū)域拆除銷子和楔子時要特別注意安全問題，另外，在拆模期如果不夠重視收集材料，則會在短時間內(nèi)丟失大量的銷子和楔子。

2)頂模板。拆除時間根據(jù)每個工程項目的具體情況來設(shè)定，但不能少于36個小時拆除頂模板。拆除工作從拆除板梁開始，拆除132 mm銷子和其所在的板梁上的梁模連接桿，緊跟著拆除板梁與相鄰頂板的銷子和楔子，然后可以拆除梁底板。

3)拆除樓頂板、梁頂板時，嚴禁碰動支撐系統(tǒng)的桿件，嚴禁拆除支撐桿件后再回頂。

4)所有部件拆下來以后立即進行清潔工作，清潔得的越早越好。拆除的第一塊模板因為與其他相鄰模板有連接，較難拆除，剩余模板如在使用前已清潔和涂油，利用拆模專用拉桿將很容易拆除相鄰模板。

5)對拉螺桿從墻上拆除的時間越早越容易拆除，可以減少損壞。

6)把模板轉(zhuǎn)移到另一個地方時，做好標識并合理堆放在適當?shù)牡胤剑奖阆麓螇δ０宓陌惭b并且可防止工作出現(xiàn)混亂。操作工人拆除外墻時要帶好安全帶，物件要抓牢，采用兩人一組，配合作業(yè)，嚴防高空墜物。

7)控制要點：①注意收撿銷釘銷片；②杜絕松動支撐桿；③涂刷脫模劑；④模板有序傳遞、堆放；⑤及時清灰；⑥管理人員旁站監(jiān)督。

4.4冬季施工方法

冬季地上部分使用鋁合金模板施工，由于冬季施工期間大氣溫度較低呈逐漸下降走勢，混凝土早期強度增長較慢且在負溫下混凝土強度基本停止增長(處在休眠狀態(tài))。為保證施工工期及施工進度的要求，確保已施工部分結(jié)構(gòu)的安全，冬施期間所施工的樓層待混凝土強度達到設(shè)計要求(混凝土強度不小于1.2 MPa)后再拆除。

1)清理鋁模板，在鋁模上涂刷一層油性脫模劑(2～3層涂刷一次)。特別注意下雪天工人要注意安全，防止滑倒造成危險。

2)支模時，需清除基層的冰雪，在雪天里支設(shè)的模板要覆蓋上口，防止冰雪進入模板內(nèi)。澆筑混凝土前需及時將冰、雪等清理干凈。

3)澆筑完成后的混凝土表面覆蓋的保溫層，不得采用潮濕狀態(tài)的材料。

4)拆除剪力墻模板時，需在混凝土達到臨界強度4 kN/mm2，且其溫度降至5 ℃以下時方可拆除。拆模時混凝土溫度與環(huán)境溫度差不大于15 ℃，拆模后的混凝土表面需及時覆蓋，使其緩慢冷卻。

4.5鋁合金模板的優(yōu)勢及經(jīng)濟效益

4.5.1優(yōu)點

1)重量輕：鋁合金模板每平方米的重量僅為20～25 kg，可人工搬運至上層，減少對塔吊的依賴。2)強度高：承載能力高，每平方米可達68 kN以上。3)環(huán)保、回收價值高：鋁模板是新型的綠色環(huán)保建材，工廠化生產(chǎn)，廢棄后鋁材回收利用率高。4)施工質(zhì)量精度高：拆模后混凝土表面平整光潔，可達到清水混凝土的效果，降低建筑表面的裝飾成本。5)施工效率高：鋁合金模板拼裝簡便，拼裝速度快，可完全由工人進行拼裝，也可先在空曠地拼裝成片后由機械吊裝。6)支撐簡單：鋁合金模板采用獨立支撐，操作空間大，人員通行、材料搬運暢通，現(xiàn)場易管理。7)文明施工程度高：現(xiàn)場建筑廢料少，整潔、干凈。

4.5.2經(jīng)濟效益

1)在建筑過程中使用此模板，能輕松做到4天1層甚至3層，大大縮短了建設(shè)周期，在開發(fā)上節(jié)約

了更多的時間，降低了財務(wù)成本，改善了資金回籠，提高了效益。2)大幅提高建筑質(zhì)量，利于銷售的同時，大幅減少了因建筑質(zhì)量引起的糾紛，從而降低了管理費用和風(fēng)險費用的支出，提高了經(jīng)濟效益和形象效益。3)混凝土表面質(zhì)量平整光潔，基本上可達到飾面及清水混凝土的要求，無需進行抹灰，節(jié)省一道工序，節(jié)約材料人工的同時，還節(jié)約了裝修時間。4)減少2/3的模板工人，降低項目管理難度。5)不占用塔吊，節(jié)約塔吊資源35%以上；不使用出料平臺，避免高空落物；無鐵釘?shù)任锛档凸馔饴剩怀休d能力高，施工安全有保障。6)場地清爽，有利其他工種跟進，加快施工進度。7)尺寸準確，避免后期打鑿修補，減少垃圾的生成。8)無需專業(yè)工種，任何工種經(jīng)過培訓(xùn)即可工作，避免工序間窩工現(xiàn)象。

5　結(jié)語

1)鋁合金模板設(shè)計時應(yīng)根據(jù)每個工程的特點設(shè)計出合理的組合方式。

2)本文對拆卸鋁模板后樓面混凝土受沖切承載力進行了驗算，得知拆除模板時沖切力對混凝土影響不大。

3)根據(jù)施工工藝，總結(jié)了安裝和拆除模板時的控制要點，尤其是墻頂邊模和邊角模與墻模板連接處，銷子應(yīng)從上部插入防止?jié)仓陂g銷子脫落。

4)冬施期間澆筑混凝土前及時將雨、雪等清理干凈，所施工的樓層待混凝土強度達到設(shè)計機要求(混凝土強度不小于1.2 MPa)后再拆模。

[1] 謝藝.鋁合金模板體系在高層住宅中的應(yīng)用探討[J].山西建筑，2015(9):93-94.

[2] 鄭昊霖.新型鋁制模板的施工技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014(3):144.

[3] 中華人民共和國建設(shè)部.GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2012.

The Application of Aluminum Template in a Super High-rise Building

ZHANG Ai-qing，etc.

(ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

As a new building template，aluminum template developed rapidly.However，its application in China is still in its beginning part.In this article，by the introduction of aluminum template in one construction，the main points on aluminum template design，construction techniques，safety construction，and so on have been summarized in order to provide

for other aluminum template application constructions.

aluminum template；construction technology；super high-rise building

10.3969/j.issn.1009-8984.2016.03.008

2016-06-06

張愛青(1990-)，女(漢)，山東菏澤，碩士

主要研究結(jié)構(gòu)。

TU512.4

A

1009-8984(2016)03-0035-04