高層建筑工程鋁合金模板施工技術的實踐應用研究

董 彥

（甘肅第一建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

1 引言

近年來，我國建筑領域快速發(fā)展，建設了大量高層及超高層建筑。在此過程中，模板技術也取得了顯著進步。隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)在建設的高層建筑整體結構越來越復雜，很多建筑都設置了外飄窗結構，外立面的線條也較多，墻內設計有很多梁和墻。以上建筑結構特征限制了工業(yè)化大模板系統(tǒng)的實際應用。我國建筑很多時候使用木膠合板模板系統(tǒng)，這種模板系統(tǒng)使用大量木材，對資源是一種浪費。2007年，相關政府部門頒布了《綠色施工導則》，要求建筑工程項目在施工時盡可能采用綠色施工技術，避免資源浪費。近年來，我國也越來越重視節(jié)能減排問題。在這樣的背景下，鋁合金模板快拆系統(tǒng)在建筑工程中的應用越來越廣泛。本文主要結合某高層建筑施工案例，詳細介紹了鋁合金模板施工技術要點，對于積累鋁合金模板施工經驗，促進鋁合金模板在高層建筑中的應用，具有重要實踐意義。

2 工程簡介

某建設公司現(xiàn)需結合實際情況建設兩棟公寓樓，樓層數(shù)量分別為30層和37層，所有樓層層高為3.15m?？梢钥闯龉菍酉鄬^高，在綜合考慮鋁合金模板、鋼模板和竹木模板優(yōu)缺點的基礎上，結合工程項目施工質量、施工周期要求和環(huán)保要求等因素，最終決定采用鋁合金模板進行施工。

3 工藝原理及施工工藝過程

3.1 工藝原理

鋁合金具有很高的比強度，即密度小、強度高，并且拆裝過程非常便利。在使用鋁合金模板時，可以對建筑物的墻、柱、板、梁等尺寸進行深度優(yōu)化，在此基礎上，生產加工鋁合金模板。通過對鋁合金模板的定制化加工，可以使建筑物中的梁板和墻柱模板形成一個整體，其剛度得到明顯提升。在模板本身剛度很高的情況下，可以減少支撐的使用數(shù)量。由于鋁合金具有很高的強度和剛度，在進行混凝土澆筑時，混凝土自身重量也不會使鋁合金模板發(fā)生明顯變形。這樣澆筑得到的混凝土結構具有很好的尺寸精度，表面的成形性也較好，通常無需在表面抹灰就可以達到使用要求。

3.2 工藝流程

利用鋁合金模板進行施工時，高層建筑不同部位的模板需要遵循一定順序。通常先安裝邊模和邊角模，然后安裝墻模和梁模，最后安裝板模。安裝時利用銷釘對連接處進行加固處理，梁板模板需要通過單獨的支撐對其進行加固。所有模板安裝完成后，需要檢驗標高，確保達到設計要求。安裝模板前需要完成測量放線和鋼筋綁扎工作，模板安裝驗收合格后，可以進行混凝土澆筑，待混凝土凝固強度達到設計要求時，即可拆除模板，然后開始下一層鋁合金模板的施工。鋁合金模板施工工藝流程如圖1所示。

圖1 鋁合金模板施工工藝流程圖

3.3 鋁合金模板設計優(yōu)化

（1）設計理念。鋁合金具有密度小、剛度大的特點，對于大模板能夠滿足剛度要求，對于小模板能夠滿足質量輕的需要。在設計大型模板時，整體背楞設計能進一步提高模板剛度，使模板剛度問題得以解決。鋁合金模板具有靈活性，應結合施工圖科學合理設計模板結構，并在安裝過程中結合現(xiàn)場情況對結構進一步優(yōu)化改進。在開展優(yōu)化設計時，需要重點關注部分磚墻和門窗四周部位的結構。

（2）設計文件。鋁合金模板進行施工前，必須給出系統(tǒng)、完整的模板設計圖，包括支撐系統(tǒng)、附件系統(tǒng)和緊固系統(tǒng)布置圖，對于一些特殊的結構也要給出局部結構圖。完成設計工作后，需要結合工程力學原理驗算模板的受力情況，確保模板系統(tǒng)的可靠性。除了模板的裝配設計圖以外，還需要設計對應的深化配模圖、分戶安裝圖和編碼圖，這些是保證模板正確安裝的重要基礎。

（3）模板加工。完成鋁合金模板的設計工作后，需對模板進行加工，給出相應的管理計劃，根據(jù)設計圖紙制定模板的規(guī)格尺寸、數(shù)量和品種等，在工廠內預制，然后搬運到施工現(xiàn)場進行組裝。

4 鋁合金模板施工操作要點

4.1 測量放線和鋼筋綁扎

將設計的樓層標高和需要控制的軸線投射到對應施工樓層上，根據(jù)現(xiàn)場關鍵的軸線彈線，確定主要柱、墻位置。對樓板進行找平后，根據(jù)前面確定的墻、柱位置，在地板上找到對應邊線，同時畫出30cm的控制線，通過放線，明確鋁合金模板的安裝位置。完成測量放線工作后，可以在對應位置上綁扎鋼筋。鋼筋綁扎工作必須嚴格按照相關操作規(guī)范執(zhí)行，確保混凝土澆筑質量。

4.2 墻柱模板安裝

（1）墻柱模板固定。對所有需要使用的鋁合金模板進行編號，然后根據(jù)墻柱模板編號順序依次將模板放置在相應位置上。模板清理干凈后，在表面涂刷脫模劑，利用銷釘從模板一端進行固定。按照對應順序，固定所有墻柱模板。

（2）背楞安裝。本工程案例中，分析實際情況后，在墻柱模板中設置了4道背楞，相鄰背楞之間通過對拉螺桿進行加固連接。在轉角特殊位置使用直角背楞，通過這樣的措施能避免墻柱模板發(fā)生位置偏移和角度偏轉等誤差，確?；炷两Y構的順直性。

①背楞的豎向布置原則。當樓層的高度在2.8～3.2m時，墻體豎直方向上需要設置4道背楞，并且相鄰背楞之間的距離需要控制在600～800mm，第一道背楞與標高面之間的距離需要控制在300mm以內，通常設置為250mm，最后一道背楞直接安裝在橫板上。

②背楞的橫向布置原則。本工程案例中，在確定墻柱橫向背楞時，結合工程圖紙實際情況將其劃分成三種類型，不同的轉角類型在橫向布置方面需要遵循不同的原則，以下對三種情況進行詳細介紹：一是一端轉角處墻體。根據(jù)墻體長度尺寸大小可以將其分為兩種情況：一種是一端轉角處墻體尺寸超過3m，此時可以選擇標準背楞和斜拉背楞，標準背楞的長度為3m，斜拉背楞的長度等于墻體的實際長度加上0.25m，再減去3m；另一種是一端轉角處墻體尺寸沒有超過3m，此時選擇斜拉背楞即可，背楞的長度等于墻體的實際長度加上0.25m。二是兩端轉角處墻體。根據(jù)墻體長度尺寸大小同樣可以將其分為兩種情況：一種是兩端轉角處墻體的實際尺寸超過了3m，此時可以選用兩節(jié)型號和規(guī)格尺寸完全相同的斜拉背楞，斜拉背楞的長度等于墻體實際尺寸的一半加上0.05m；另一種是兩端轉角處墻體實際尺寸沒有超過3m，此時可以采用一種型號的斜拉背楞，其中斜拉背楞的實際規(guī)格尺寸等于墻體長度尺寸加上0.1m。三是非轉角處墻體。根據(jù)墻體長度尺寸大小可以將其分為兩種情況：一種是非轉角處墻體實際尺寸超過了3m，此時可以選用兩節(jié)型號不同的背楞，其中標準背楞的長度為3m，非標準背楞的實際長度等于墻體實際長度加上0.4m，再減去3m；另一種是非轉角處墻體實際尺寸沒有超過3m，此時選擇一節(jié)標準背楞即可，背楞長度等于墻體實際長度加上0.4m。

（3）對拉桿安裝。在實際應用過程中，對拉螺栓的布置模式可以分為兩種情況，分別為斜拉和對拉。在斜拉模式下使用的螺桿長度為0.5m，其作用是對轉角、陽角兩端的背楞進行拉緊固定，如果墻體的寬度超過了0.4m，也可通過斜拉的方式安裝固定模板。如果需要對內墻和外墻的背楞進行拉住固定時，可以采用對拉的模式進行固定，采用對拉模式時需要在模板上打孔，要避開模板筋板。

對拉螺栓的橫向間距會對模板安裝質量產生重要影響，在確定橫向間距大小時，需結合建筑的設計結構圖和配筋圖紙進行確定，避免對拉桿對主筋產生影響。對拉螺栓的橫向間距需要控制在0.8m以內，從內墻部位開始設置對拉螺栓，間距可以適當調小，控制在0.35m左右。如果墻體寬度不超過0.4m，則可以在末端設置1根對拉螺栓，然后在兩節(jié)背楞相接觸部位再設置1根對拉螺栓即可。

（4）斜撐安裝。完成墻柱模板安裝工作后，開始斜向支撐的安裝，通過斜向支撐可以提升模板強度，調整模板在垂直方向和水平方向的角度，確保模板位置的精確度。在安裝斜向支撐時，需要借助掛線錘和激光掃平儀等儀器設備進行校準。斜向支撐之間的距離需要控制在2m以內，如果墻體的寬度超過了2m，則需要結合實際情況設置2根以上的斜向支撐。斜向支撐的一端通過膨脹螺絲安裝在樓板上，另一端與背楞連接固定。

4.3 梁模板的安裝

首先，需要安裝梁模板的底板，然后將其固定在柱模板對應的缺口上，該缺口專門為梁模板預留。安裝梁模板底板的同時，需要安裝立柱對底板進行支撐，確保立柱安裝的穩(wěn)定性和牢靠性，立桿的穩(wěn)定性直接影響梁的實際標高。對底板標高進行調整，滿足設計要求后，可以安裝側模板。同時，還需要安裝梁模板與墻柱模板之間連接部位使用的角模。完成以上工作后，再依次安裝板龍骨、板模和支撐桿。

4.4 板模板的安裝

板面模板安裝過程簡單，只需要沿著墻邊按照一定的順序進行平行安裝即可。安裝時可以先用銷釘對模板進行臨時固定，然后再用工具對所有的銷釘進行緊固處理。完成板模板的安裝工作后，需要對其標高和平整度等進行校核，達到設計要求后才能進行下一道工序的施工。

4.5 樓梯和預留洞口模板的安裝

根據(jù)我國建筑相關的規(guī)范標準，高層建筑必須設置樓梯。對于樓梯模板通常以封閉方式進行安裝。深化過程中需要在踏步板上方預留一定的排氣孔，方便混凝土澆筑時空氣的排出。對于同一樓層中的樓梯，需要同時安裝墻內使用的模板，安裝樓梯模板時要通過立桿對其進行支撐，同時也要保證立桿自身的穩(wěn)定性。

高層建筑施工過程中，通常需要在一些特殊位置預留孔洞。在模板安裝過程中，需要根據(jù)設計圖紙在對應位置上設置模板，以便混凝土澆筑時能形成對應的孔洞。

4.6 梁板鋼筋的綁扎和混凝土的澆筑

完成梁模板安裝工作后，需要在模板內部放置鋼筋并對其進行綁扎。鋼筋綁扎時必須嚴格按照相關規(guī)范操作。所有鋼筋綁扎完畢后，開始混凝土澆筑工作，混凝土澆筑時需要根據(jù)操作規(guī)范嚴格執(zhí)行，澆筑時避免鋼筋發(fā)生移位。

4.7 模板的拆除

如果混凝土的凝固強度達到了設計強度的50%，則可以首先對頂模板進行拆除處理。靜置一段時間，確?；炷翉姸冗M一步提高，具體強度需要結合工程實際情況確定。待達到模板拆除標準后，拆除斜向支撐，然后拆除單面抱箍，完成以上工作后再利用專門的模板拆除工具對鋁合金模板進行拆除。拆除工作必須按規(guī)范執(zhí)行，不僅是保護鋁合金模板，也是保護混凝土結構。鋁合金模板拆除后需要將其運輸?shù)缴蠈咏ㄖ^續(xù)使用，在輸送鋁合金模板時可以合理利用建筑結構中較大的孔洞，比如煙囪的孔洞可以作為鋁合金模板傳輸?shù)闹匾ǖ馈?/p>

5 結語

鋁合金模板系統(tǒng)與其他的模板系統(tǒng)相比，具有很多優(yōu)勢，如安裝過程輕便、密度小、勞動量小、鋁合金模板表面光潔、得到的混凝土結構表面光滑。本工程項目基于鋁合金模板系統(tǒng)進行施工，完全達到了預期的效果，混凝土的表面質量和整體性能完全能滿足實際使用需要。通過實踐應用發(fā)現(xiàn)，鋁合金模板的施工效率較高，與普通模板施工相比較，施工效率可以提高30%以上。鋁合金模板可以重復使用，重復次數(shù)可達到200次以上，平均使用成本較低，與木模板相比成本可以降低36.00元/tf（建筑面積）。本研究對于積累鋁合金模板施工經驗，提升鋁合金模板施工技術水平，具有重要的實踐意義。