鋁合金模板在高層建筑施工中的應用與優化

段素明

中鐵建設集團有限公司 江蘇 南京 210028

鋁合金模板作為一種新型推廣的施工工藝進入建筑業市場，其優點不僅在于剛度大、不變形、不起鼓，周轉次數也較高，可減少對資源的浪費，綠色環保，在一定程度上加快了施工進度，越來越受到建筑行業的青睞。根據同體量的模板費用測算，鋁合金模板所需要的施工費用較低，且鋁模的回收率高達70%～80%，節能又環保。因此，此種模板體系值得推廣與應用。

1 工程概況

南京市中鐵青秀城項目建設地點位于南京市棲霞區邁皋橋萬壽村季家街，其中10#樓標準層建筑面積約為510 m2，配置鋁模板面積1 640 m2。標準層配置鋁合金模板1套、頂板承重支撐3套、梁底支撐4套、墻柱支撐1套。鋁合金模板使用在2～32層，層高2.9 m。

2 鋁合金模板的優點

2.1 強度高、質量輕、承載力高

鋁合金模板對比傳統的木模、膠合板、鋼模有明顯的優勢，擁有完善的自支撐體系，它的板材不容易變形，自身質量比大鋼模輕，操作方便。

2.2 施工方便、效率高

工人可以花較少的時間來安裝和拆除定型模板，比傳統模板施工快。不占用大型垂直運輸設備，不需要借助物料平臺。所有的模板體系材料通過預留洞孔直接采用人工傳到施工層，可以做到以戶為單元的拆裝模式，極大地提高了施工的效率，同時鋁模板產生的垃圾極少，垃圾清理極其方便[1-2]。

2.3 提高建筑物質量和結構性能

鋁合金模板整體體系的施工，較傳統的模板體系在結構的水平和垂直度方面更優，鋁合金拆除后的剪力墻、面板的成型效果可達到飾面清水墻的要求，平整度及垂直度可以控制在5 mm以內，符合免抹灰的施工要求。

2.4 周轉次數多，分攤成本低

鋁合金模板由于材質堅硬，周轉次數較傳統模板高，標準板在正常規范施工狀態下，可以周轉200次左右，其下部的標準支撐和加固體系可以通過調節桿調節層高高度，可實現重復周轉使用。在重復使用后成本大大降低，經濟性能較傳統模板更優。

2.5 拼裝簡單整潔，現場形象美觀，施工環境改善

鋁合金模板系統施工簡單、易于安裝、針對性強，工人可在短時間內熟悉施工工藝，比傳統施工方法更加安全高效。整體結構好，便于加固，支撐系統分布合理，避免因人為操作失誤造成的爆模而使建筑物質量下降。同時，由于鋁模板的拼裝不產生額外建筑污染物，鋁合金材質更不易發生火災，所以與傳統的模板相比更加綠色環保、安全美觀。

2.6 鋁合金材料，防火性能好

鋁合金模板體系由鋁制品構件和鐵件組成，構件屬于不可燃燒類，因此有很好的防火性能。

2.7 標準化、模塊化的加工

鋁合金模板系統由工廠進行圖紙深化設計，由生產車間進行排版加工、板面清洗、涂層處理、產品成型，生產完成后的產品在工廠進行試拼裝，隨后經過預驗收等一系列的工作，可確保產品成型的正確性，同時滿足施工現場標準層的標準化及模塊化施工。

2.8 不占用施工塔吊，安全可靠

標準化的模板質量輕，施工方便，鋁合金模板在施工使用的過程中，無需依靠塔吊來轉運模板材料，只需要通過預留孔人工進行傳送，安全可靠，減少了傳統模板轉運對機械設備的依賴，提高了工地現場垂直運輸的能力和安全性。

2.9 專業安裝，管理輕松

鋁合金模板在工廠已經進行了圖紙的深化排版，在車間進行了標準化加工、試拼、編號，操作工人只需將現場的鋁合金模板按照廠內的編號拼裝即可，大大減少了設計及施工的錯誤，施工管理工作量也大大降低。

2.10 節能、減排、低碳、環保

鋁合金模板體系的使用及推廣，可以有效地減少城市建筑垃圾的排放，緩解城市處理建筑垃圾的壓力，符合綠色環保的建筑理念。和傳統模板相比較，鋁合金模板的回收價值更高，可以減少材料的浪費，符合節能、減排、低碳、環保的理念。

3 鋁合金模板的設計優化

為充分利用鋁合金模板的優點，結構面可以達到清水混凝土墻體的效果，本工程實行免抹灰施工工藝，這就要求結構施工成型質量好，細節處理到位。在鋁模板的深化設計中，考慮到與今后二次結構的融合，處理好一次結構與二次結構的“拼接”問題，這就需要對鋁模板進行設計優化。

3.1 主體與二次結構交界部位的企口設置

為充分利用鋁合金模板的免抹灰優點，在二次結構與主體結構交界位置做寬10 cm的企口，深度1.5 cm，此企口的作用旨在加強二次結構抹灰位置與主體結構的連接，同時防止該位置產生豎向裂縫（圖1）。

3.2 二次結構構造柱、門過梁一次性澆筑

考慮到門過梁很多需要進行二次澆筑施工，本工程對門過梁、構造柱等在鋁合金模板深化過程中進行了優化施工（圖2）。

圖1 交界部位的企口效果

圖2 門過梁下掛及構造柱效果

3.3 標準層窗套線條澆筑

一般平窗均存在窗邊滲漏水現象，為避免平窗的滲漏水，結合鋁合金模板的規則性，對窗邊四周進行設計優化，在窗四周增加寬5 cm、高1.5 cm的止水反坎，形成內高外低狀態。

同時圖紙中小型裝飾線條需要進行二次施工，為節約成本、便于施工，鋁合金模板在深化生產時，將線條一次性優化完成（圖3）。

圖3 窗四周及小型線條的優化設計示意

早拆體系在鋁合金模板中的應用不僅可以加快施工進度，經濟效果也很顯著。早拆體系主要針對樓板的早拆和梁的早拆。混凝土樓板厚度增大，自重荷載隨之增大，樓板抗彎剛度也隨之增大；但抗彎剛度增加程度遠大于荷載的增加。在相同跨度的情況下，樓板越厚，樓板抗彎能力越強。根據多年早拆施工的實踐，對板厚為100 mm以上的樓板實施早拆是安全可靠的，而對板厚小于100 mm的樓板，應在進行專門的分析和論證后方可實施早拆。

目前各種鋁合金模板系統的早拆體系組成部分基本相同，僅細部尺寸有所差異；部分企業的可調鋼支頂采用單根鋼管，下部安裝可調螺桿；大部分企業的可調鋼支頂采用2根直徑不同的鋼管上下套裝，以滿足支撐長度的可調性。

早拆體系包含樓面、梁底早拆體系，由早拆頭、快拆鎖條、單支頂、銷釘、銷片組成（圖4）；早拆支撐間距不應大于1 300 mm×1 300 mm。

4 鋁合金模板早拆系統的應用

圖4 早拆體系示意

根據現場的施工情況，應在保證模板體系拆除后，結構構件滿足同條件養護試件的情況下設計模板支撐體系。

5 鋁合金模板的施工方法

為了使工程進度加快、塔吊使用量降低，結合本工程的實際情況，鋁合金模板采用早拆系統，并且在每層樓板中設置傳料口，使用人工將材料傳遞至作業面，避免了木模板施工作業中占用的出料平臺和塔吊吊運模板木方的情況。

其主要施工順序為：鋁合金模板找平→模板刷隔離劑→模板放線→安裝→定位→校直→梁板模板安裝→混凝土澆筑→梁、板模板拆除→材料人工轉運到上一層。

5.1 鋁合金模板的安裝

墻、柱模板安裝須從角部開始，形成穩定支撐后方可按順序安裝其他部位模板，在墻體單邊板安裝時須加臨時支撐，且臨時支撐可靠，如工地木方、鋼管等臨時支撐；墻柱模板封閉前應及時加上穿墻螺桿及膠杯、膠管。

梁模板用于支撐板模時，在大多時候，應嚴格按照圖紙設計的板模布置圖進行組裝施工。先把橫梁下的支撐桿件按照圖紙設計安裝在橫梁組件下，然后再進行橫梁模板的安裝施工。當拆除梁底模板時，支撐桿件可用來保護梁底部結構。同時支撐桿件可以提升橫梁到適當位置，用銷子將梁和板模板連接。在頂板安裝完成以后，采用水平紅外線檢查模板面的底面標高，可以通過調整支撐桿件的高度調整梁板、頂板水平度及板底的標高。

在有連續垂直墻板模板的地方，比如電梯井位置、樓梯位置、外墻面位置等豎向構件位置。在模板安裝時，直接利用平模外圍的起步K板（即接高模板）控制外圍的標高，將外圍構件圍成封閉的立面，在立面板上部再增設一圈K板用于連接板面模板。在第1層混凝土澆筑完成以后，拆除大墻面及下部的K板，保留上部的K板作為下層墻模的起始點及控制板繼續向上進行施工。

5.2 鋁合金模板的拆除

5.2.1 拆除墻模板

墻柱模板的拆除應根據工程項目的具體情況和混凝土的強度決定拆模的時間，一般情況下，豎向構件的模板在24 h后即可拆除。但在墻模板拆除時應嚴格按照以下順序進行：拆除墊木→拆除背楞→拆除橫撐→拆除模板上的銷子和楔子。

需要注意的是，在外部和中空區域拆除銷子和楔子時，操作工人應嚴格按照安全技術交底施工，拆除時應嚴格遵守安全操作規程。另外，在拆模期間應及時對拆除后的材料構件進行收集，否則銷子和楔子在拆除后極易丟失。墻模板拆除時應該從墻頭拆除到墻尾，拆模前應先將對拉螺桿抽取出來再進行墻模板拆除施工。

5.2.2 拆除頂模

拆除頂模時，拆除工人應進行嚴格的分組施工，每塊模板在拆除時，都需提前拖住模板底部，再進行銷釘拆除。模板下放的時候，應輕輕放下，不得直接將模板扔到樓面上。頂板模板的拆除時間應根據工程項目的具體情況和混凝土的實際強度設定，一般的情況下，頂板模板拆除時間不得少于36 h。拆除工作從拆除板梁開始，先拆除銷子和其所在的板梁上的梁模連接桿，然后再拆除板梁與相鄰頂板的銷子和楔子，最后進行梁底板的拆除工作。各個單元的首塊模板被擱在墻頂邊模支撐口上時，相鄰的模板應先拆除，而后在需要拆除的模板上，拆除其上的銷子和楔子，利用專業的拆除工具把相鄰模板分離開來。在沒有梁模的地方，模板從一墻跨到另一墻時，有支撐唇邊的墻頂邊模應先拆除。

6 結語

基于鋁合金模板的自身優點，通過其早拆體系的應用以及深化設計后與二次結構合理地銜接，不僅在施工質量上明顯高于木模板，并且免抹灰的混凝土墻體在經濟上也有顯著的成效，同時大大加快了施工進度，減少塔吊的使用率，既節能又環保[3-5]。

1）鋁制的模板不像木質模板那樣使用一次就變形，相比之下，鋁制模板使用的次數多，全鋁合金模板施工中使用的次數明顯高于鋼模板、木模板、組合大模板等，在層數高的超高層建筑施工中優勢顯著。經過核算，1套全鋁合金模板只要使用次數超過50次，成本即與傳統的木模板攤銷單價持平。

2）使用鋁合金模板可節約工期，減少大型設備租金，與其他模板相比，全鋁合金模板具有方便、快捷等優點。

3）應用鋁合金模板的工程在面層免抹灰上，成本降低較多，結構面可以達到清水混凝土效果，到了裝修階段，內墻可以省去抹灰和平整的工序，直接杜絕了室內墻面抹灰空鼓和裂縫的質量通病。