基于ISM的鋁合金模板施工質量影響因素研究

（甘肅第三建設集團公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

鋁合金模板的應用提升了建筑工程的施工效率，節約了建筑材料和人工成本，在建筑行業得到普及[1]。目前，不少相關學者與業界人士從不同角度對鋁合金模板展開了研究。例如：董大澤等人[2]運用BIM軟件建立模板拼裝的可視化模型，并對鋁合金模板的拼裝連接方式進行模擬施工，減少了現場施工返工的時間，節省了施工工期與人力投入。周祖偉等人[3]基于鋁合金模板樣板房的承載力試驗，采用百分表測量鋁合金模板的變形情況，探討鋁合金模板體系的承載力與剛度之間的關系。楊易琳[4]研究設計了一款定位精準、控制靈活、成本較低且可焊接鋁合金模板的變位機。劉靜安[5]從綠色環保角度介紹了一種新型綠色建筑鋁合金模板，并將其與傳統鋁合金模板進行對比，闡述其特點與技術要求。

但上述研究大多從技術層面分析，忽略了對鋁合金模板施工質量影響因素的研究，更沒有進一步深入剖析質量影響因素的內在聯系。因此，本文基于解釋結構模型（Interpretive Structure Modeling, ISM）方法，建模研究各要素之間的關系，進而確定主要影響因素。

1 鋁合金模板施工質量影響因素選取

鋁合金模板施工質量影響因素眾多，為了對各主要因素影響程度進行詳細分析，采用文獻查閱與專家咨詢的方式對相關影響因素進行分析歸納，并去除重復冗雜的部分。研究發現，模板尺寸設計、模板垂直度控制、頂板模板標高控制、模板變形控制、表面清潔度及拼縫質量等是鋁合金模板施工質量控制中最常見的因素[6-9]。

1.1 模板尺寸設計

在鋁合金模板尺寸設計中，最關鍵的是做到設計標準統一和設計管理流程規范。因此，嚴格控制其在建筑工程結構體系中的幾何尺寸偏差十分必要。

1.2 模板垂直度

安裝精度和整體協調性是鋁合金模板拼裝需要注意的重點，當其中一面在垂直度上不達標時，也會影響另一面模板垂直度，最終出現混凝土澆筑面傾斜的現象。同理，在梁板模板安裝過程中也是類似狀況。

1.3 頂板模板標高控制

它是模板安裝的重要工序之一，關系到模板整體的功能性與有效性。為了使模板安裝位置合理，應根據層高及板厚，精確做好標高控制點。

1.4 模板變形控制

這個因素在工程中較常見，直接影響模板的施工水平和質量，可能削弱模板的真實作用。在施工過程中，如果忽略鋁合金模板的變形控制，往往會因為區域性小張變形，帶來一大片影響，而且修復困難，修補麻煩。

1.5 表面清潔度

混凝土顆粒常常影響模板清潔度，拆模后應及時清理，并刷脫模劑，確保均勻無遺漏。如果模板表面沒清理干凈，再次澆筑的混凝土表面會出現大量的麻面現象，嚴重影響混凝土成型后的外觀質量[6]。

1.6 拼縫質量

插銷決定了拼縫質量，若不牢靠，易造成混凝土漏漿。在安裝過程中，為便于調整，工人往往先上插銷，但不釘緊。因此，現場專業人員檢查時要重點關注插銷間距、縫隙及插銷的加密設置。

2 基于ISM模型分析鋁合金模板施工質量影響因素

2.1 建立ISM模型

ISM是一種系統結構模型化技術，通過將復雜的系統分解為若干子系統，利用實踐經驗及計算機輔助，最終構成一個多級遞階的結構模型[10]。對以上選取的6個鋁合金模板施工質量影響因素進行編號，如表1所示。

表1 鋁合金模板施工質量影響因素

2.2 確定各影響因素之間邏輯關系

組建ISM討論組，組員包括鋁合金模板領域專家3名、具有豐富施工經驗或管理經驗人員7名。經專家研究討論，得到6個因素之間的邏輯關系，如表2所示。

表2 影響因素關聯度

表2中，Si與Sj之間的關聯性用數值0和1表示。若Si對Sj有影響，記為1；若Si對Sj沒有影響，記為0。當兩個因素之間互相影響時，考慮影響較大的一方，具體如以下公式表示：

2.3 建立鄰接矩陣

鄰接矩陣表明了元素之間的關系，根據表2可得鄰接矩陣A：

2.4 求解可達矩陣

布爾矩陣運算規定，若滿足M=（A+I）K=（A+I）K+1≠（A+I）K-1，則稱 （A+I）K+1為可達矩陣。運用Matlab軟件計算A矩陣的可達矩陣，如圖1。

圖1 可達矩陣計算

從圖1可以看出，A矩陣的可達矩陣M為：

2.5 可達矩陣M劃分

層級劃分主要是對系統中各要素之間的層級關系更清楚地理解和認識，其中最上面一層是整個系統要達到的目標，往下每一層分別是上一層的原因[11]。依據層級分解的方法，根據裝配式建筑質量的影響因素在可達矩陣中的分布特征，將其劃分為不同的層級，具體步驟如下：確定可達集合R（Si）；確定先行集合Q（Si）；算出可達集合和先行集合的交集，即A（Si）＝R（Si）∩Q（Si）；根據R（Si）∩Q（Si）=R（Si）條件對層級進行抽取。最終得到各要素之間關系合集如表3。

表3 可達集、先行集和共同集

根據R（Si）∩Q（Si）=R（Si）條件進行層級抽取，得到影響鋁合金模板施工質量影響因素層級劃分，第一層級：S5，S6；第二層級：S3；第三層級：S1，S2；第四層級：S4。

2.6 建立ISM

根據層級劃分，建立ISM，如圖2。鋁合金模板施工質量影響因素的解釋結構模型可分為4個層級：第一層的影響因素是模板清潔度和拼縫質量；第二層的影響因素是頂板模板標高控制；第三層的影響因素是模板尺寸設計和模板垂直度；第四層的影響因素是模板變形控制。

圖2 鋁合金模板施工質量影響因素ISM模型

3 鋁合金模板施工質量影響因素ISM分析

該模型是一個4層的鋁合金模板施工質量影響因素解釋結構模型，從下往上表示各因素間產生影響的方向。隔層因素之間沒有箭頭不表示它們毫無關聯，可能存在間接關系。

1）模板變形控制是ISM模型最底層（第四層）因素，很大程度上直接影響模板的施工水平和質量，可能削弱模板的作用。在施工過程中，如果忽略了鋁合金模板的變形控制，往往會因為區域性小張變形，帶來一大片影響，而且修復困難，修補麻煩。此外，它還影響施工過程中模板垂直度的把握及拼縫質量的控制。

2）模板尺寸設計、施工過程中的垂直度是第三層影響因素。尺寸設計合理是鋁合金模板施工質量控制的基本要求，也是硬性條件，直接關系到后期施工工序的順利開展與最終模板安裝的施工質量。在鋁合金模板施工過程中，垂直度控制是不可忽略的一部分，是各模板板塊完美銜接與整體協調的保障。

3）第二層與第一層影響因素是頂板模板標高控制、模板表面清潔度、拼縫質量，這兩層因素重要程度較低，但也不可忽略。其中，頂板模板標高控制、拼縫質量需要建立在第三、第四層影響因素高質量控制的基礎上，否則較難把控。模板表面清潔度因素相對獨立，需要施工人員的及時清理與維護。

4 結論與建議

通過文獻查閱法與專家咨詢法等方式，選取了影響鋁合金模板施工質量的6個影響因素，并逐一分析；然后采用ISM方法分析6個因素之間的影響關系，將分析結果按照重要程度由高到低依次排列為：模板變形控制、模板尺寸設計、模板垂直度、頂板模板標高控制、拼縫質量及模板表面清潔度。根據6個因素的影響程度，提出以下對策：

1）為防止鋁合金模板變形，施工人員及相關負責人應嚴格按照施工工藝，做好必要檢查，關注混凝土澆筑前后的質量問題。

2）模板尺寸設計是基本前提，務必做到設計標準統一、設計管理流程規范和尺寸精確度高；施工過程中，模板垂直度控制極為重要，在安裝就位前，必須對每一塊模板線進行復測，頂模位置、間距要符合技術要求，確保無誤。此外，質檢員要做好每個工序或步驟的檢測工作，一旦發現問題，及時解決。

3）施工人員要根據層高及板厚精確做好標高控制點，嚴格把控頂板模板標高。至于模板拼縫質量，施工人員應按施工要求做好水泥砂漿封堵填塞工作，避免模板根部與混凝土接觸面不嚴實或模板拼縫、接頭不密實現象。