建筑鋁合金模板工程的施工技術

◎蘇啟鳳

隨著建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展，工藝技術不斷革新，出現(xiàn)了越來越多的高層建筑，以前建筑中常用竹木模板結構、鋼模板結構起支撐結構，這些傳統(tǒng)結構的缺點不斷暴露，新型的鋁合金模板結構開始大量運用到高層建筑中，由于鋁合金模板結構質量輕、支撐效果好、價格較低，使用這類材料還減少了剪力墻抹灰工序，節(jié)約了成本。模板結構和施工工藝與建筑工程的質量息息相關，因此，建筑施工時，應選擇合理的模板結構，并匹配相適應的施工工藝。

一、工程概述

某項建筑工程包括主樓5 棟，其中地下結構2 層，地上結構25～29 層，主樓達到70.6～82.85m 的高度，主體均采用現(xiàn)澆剪力墻，有20cm、25cm 和30cm 三種厚度的剪刀墻，10cm 和12cm 的標準層樓板厚度，使用規(guī)格為C30-C40 的混凝土，總建筑面積超過9000m2，每層層高2.9m。

二、模板結構配設

由于本工程結構戶型相對統(tǒng)一，因此，挑選模板時，4mm 厚的鋁合金模板最為合適。連接方式采用銷釘模式，對拉加固方式用Tr16 穿墻螺栓來施行，背楞采用“內四外五”的體系進行加固。

墻模板在水平方向每隔50cm 安裝一個高強度對拉片，同時垂直方向安裝5 排高強度對拉片，安裝位置為：第一排地上15cm 處、第二排地上45cm 處、第三排地上85cm 處、第四排地上125cm 處、第五排地上175cm 處、第五排地上235cm 處。同時在離地面300mm、1100mm、2200mm 處沿水平方向設置3 根鋼背楞（50mm×50mm）進行加固。

2個梁底支撐結構相距1200mm，梁底處的早拆結構寬度為100mm，兩個早拆頭中間放置長1100mm 的鋁合金模板。采用陽角連接的方式連接梁側和梁底的鋁模。

板底規(guī)格大小為400mm×1100mm，厚度為4mm 的鋁合金模板，局部按實際結構尺寸調整配模。寬承梁即龍骨規(guī)格為100mm，底部支撐按1200mm×1200mm 點陣進行分布。

三、高層建筑內鋁合金模板結構的施工工藝要點研究

1.鋁合金模板結構的主要特點。

鋁合金模板結構大量運用在建筑行業(yè)中，其特點有：相比鋼結構模板而言，鋁合金重量較輕，運輸方便；相比竹木模板結構而言，鋁合金模板結構大，且澆筑混凝土施工時，表面平整度更有保證。因此，較傳統(tǒng)的竹木、鋼模板而言，使用鋁合金模板結構能夠節(jié)約成本，施工質量有保證，整體效益高。所以，鋁合金模板結構在未來會更受歡迎，應用會越來越廣泛。

2.鋁合金模板結構的主要優(yōu)勢。

鋁合金模板結構必須與高層建筑相配套才能保證施工質量，這要求模板設計人員專業(yè)技能比較強，目前建筑行業(yè)中的高層多層建筑及別墅都有一套標準，因此為了節(jié)約成本，要設計出盡可能反復使用的鋁合金模板結構。要求鋁合金模板結構具有以下優(yōu)點：

（1）鋁合金模板結構是早期拆卸技術結構。鋁合金模板結構的頂模與支撐系統(tǒng)可以采用一體化結構設計，這樣可以采用集成拆除技術，有著較高的施工效率，一般可達到4d 一層的施工速度。因為使用早期的集成拆卸技術，施工結束36h 之后，就可以拆卸水平方向的模塊；這樣還可以少使用很多的U 型托盤、腳手架及緊固件等，既節(jié)約了成本又控制了材料成本。

（2）鋁合金模板系統(tǒng)是以鋁合金為主體材料來構建建筑空間的支撐材料。一般說來，可以重復使用，有較高的循環(huán)利用率。按材料成本計算，之前使用的竹木模板、鋼模板成本都高于鋁合金模板的材料成本，可以起到節(jié)約成本的作用。從穩(wěn)定性能上看，該模板穩(wěn)定性能較優(yōu)越，并且其抗壓性能也不錯。

（3）鋁合金模板系統(tǒng)在建筑工程中適用范圍較廣，常見的有墻體、樓梯、飄窗等。對于一些有特殊要求的結構，如二次結構中的造柱、圈梁等，鋁合金模板結構也可以適用，因此鋁合金模板的可適用范圍較廣。同時，鋁合金模板是一體化設計，拼接細縫很少，精確度相對較高。在鋁合金模板拆除之后，不會損傷混凝土的表面，建筑物表面仍然美觀大方。從這一角度來看，該模板拆卸后，只需少量抹灰，建筑物表面就符合飾面清水混凝土表面平整度標準要求，節(jié)省工作量及成本費用，提高工程效益。

（4）鋁合金模板結構的所有部件都能反復使用，該結構使用之后，不產生多余的垃圾，且鋁合金模板結構構造簡單，安裝拆除都很方便，容易保持施工現(xiàn)場的安全及環(huán)境整潔。同時鋁合金材料既可循環(huán)使用，又是用可再生材料生產的，符合環(huán)保要求，能夠達到有效的節(jié)能減排目的。

（5）施工前，明確工程設計方案和施工方案，相關技術人員要審核方案的可行性，同時方案要盡可能詳細，明確所有鋁合金模板結構的配件尺寸等，設計應急方案，提出施工中可能會遇到的各類問題及其解決措施。模板生產好之后先在工廠進行預拼裝，一旦出現(xiàn)問題馬上解決，達到工地上“一次成優(yōu)”的目的。

四、高層建筑工程鋁合金模板結構的施工工藝特點

1.施工工藝流程。

a.加工。

（1）施工現(xiàn)場技術主管拿到工程圖紙后，先要核實圖紙。

（2）確認圖紙準確無誤后，按照相應的標準，設計合理適用的鋁合金模板結構系統(tǒng)，配置適宜的模板方案。

（3）加工出適宜的鋁合金模板后，需進行預拼裝，檢查模板拼裝后與設計圖紙是否一致，如不一致，需要修改模板參數(shù)，直到滿足要求為止，按照一定規(guī)則對模板編號，方便施工現(xiàn)場拼裝。

（4）把加工好的鋁合金模板運至建筑工程施工現(xiàn)場，同時做好施工現(xiàn)場的管理工作。

b.施工。

（1）高層建筑工程中施工時，需要邊施工，邊對各類隱蔽結構進行驗收，重點查看各類鋼筋規(guī)格是否和設計圖一致，支撐結構是否與圖紙要求一致，保證之后的施工工作能夠順利推進。

（2）鋁模板系統(tǒng)使用的材料是一種高強度的鋁合金，且不同模塊使用的材料存在差異，要嚴格按照產品的標準化工藝生產，同時各部件應該拼縫嚴密，接頭平整。

（3）支頂模板尤其重要，現(xiàn)場試驗時，重點檢驗頂板鋼筋規(guī)格是否滿足要求、水電系統(tǒng)是否合理。

（4）施工效率高。鋁模系統(tǒng)的連接方式是銷楔式，拼裝及拆卸都很簡單方便，工人簡單訓練后就可以操作。由于鋁合金比較輕便，一般用人工逐層傳遞上料。與普通模板或者鋼模體系嚴重依賴大型吊裝設備相比，采用鋁合金模板既節(jié)約工期又節(jié)約成本，提升了工程效益。鋁合金模板結構施工圖如圖1所示。

圖1 鋁合金模板結構施工圖

2.施工要點。

（1）制定配模方案，向專業(yè)廠商提供高層建筑工程的設計方案，讓其參照工程的結構圖紙，提出有效的適用配模方案，施工方與供應商再共同商討，確定模板大小尺寸，保證符合工程建設要求，根據(jù)模板大小尺寸，劃分出施工段，參照現(xiàn)場配模圖，制定出配模方案。

（2）模板的加工制作。根據(jù)之前制定的配模方案，由專業(yè)的模板生產廠家負責生產出符合標準的鋁合金模板，對不同模板標注好型號與規(guī)格，方便施工人員查閱、搬運。值得注意的是，在模板生產過程中，默認要求為單塊模板最多20kg，這樣方便模板后期的拼裝、拆卸及回收利用。

（3）觀摩工廠進行的試拼裝過程。試拼裝是驗證生產模板是否符合建筑工程規(guī)范的重要手段。因而，施工單位應當安排專門的工作人員到現(xiàn)場學習模板拼裝，同時對拼裝要點做相應的記錄，確保回到施工現(xiàn)場后也能很好地完成模板拼裝，樣品圖如圖2所示。

圖2 工廠試拼裝工作圖

（4）轉運至施工現(xiàn)場。生產商生產出模塊且完成預拼裝后，經施工方工作人員確認符合相應標準后，按一定的規(guī)則對鋁合金模板進行編號，繪制相應的拼裝示意圖，為施工方施工現(xiàn)場拼裝提供指導。

（5）鋁模板拼裝工藝流程。墻柱模板最先安裝，之后開始安裝梁模板和頂板模板，最后才是外圍線條安裝及模板加固工作。從陰角處開始進行內模板安裝，同時整個安裝工作要按模板編號進行。

五、工藝原理及施工工藝過程

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。

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。

3.鋁合金模板設計優(yōu)化。

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。

六、鋁合金模板施工技術在裝配式建筑工程中的應用

依據(jù)本工程特征，會在高層住宅的3 層至屋頂層結構構件尺寸相同部分結構工程中使用鋁合金模板施工技術。鋁合金模板施工技術的操作流程：檢測放樣→墻柱鋼筋加工→墻柱鋁模加工→梁鋁模加工→樓板鋁模加工→梁板鋼筋加工→工程結尾加工→混凝土澆筑。

1.檢測放樣。

對于要展開施工的樓層位置，準確清楚地標記出墻柱線、墻柱控制線和洞口線，要注意墻柱控制線和墻的邊緣位置有300mm 的距離，該距離可用于檢測鋁合金模板是否偏移；此外在樓層的柱縱筋處標記好標高控制點，要求標高控制點高于樓層0.5m，同時在墻柱拐角位置也要進行標高處理，實現(xiàn)精確測量及放樣。

2.鋁合金模板的連接設備及用途。

（1）可調節(jié)立桿：用于調節(jié)立桿中部，確保立桿始終平衡，該設備操作簡便。

（2）外墻拉結：在外墻拉結時，需借助葫蘆鐵鏈完成操作，葫蘆拉鏈能加強墻的頂拉結合，同時也可科學控制墻柱的垂直度及平整度。

（3）斜撐：在進行混凝土澆筑的時候，墻柱會發(fā)生不同程度的移位，要想從根源上制止該現(xiàn)象的發(fā)生，就需借助膨脹螺栓將墻柱和樓板緊密結合，此外膨脹螺栓可有效且隨時調節(jié)墻柱的垂直度。

3.墻柱鋁模安裝。

（1）安裝墻柱鋁合金模板前，首先確定標高控制點，且檢測墻柱位置樓板標高是否符合設計要求，若高于設計標高，就需要進行鑿除工作；相反，若低于設計標高，要墊上適量木楔，注意木楔的高度要小于5mm。

（2）墻柱根部的縱筋要進行焊接加工，加固好定位鋼筋，避免鋁合金模板在加固時發(fā)生偏移；在墻柱內部要設計鋼筋內撐條或水泥內撐條，注意內撐條的厚度和墻柱厚度一致，內撐條的作用在于控制鋁合金模板在加固結束后截面尺寸不發(fā)生大的變化。

（3）墻柱鋁合金模板在拼裝時，要保證板面的整潔干凈，施工人員要提前對板面進行徹底打掃并涂抹脫模劑，在涂抹脫模劑時要注意薄而均勻，不得漏刷、多刷，在涂抹過程中要善于觀察周圍建筑物，避免脫模劑灑落在建筑物、施工人員或施工機械上，切忌灑落在鋼筋上。

（4）依據(jù)圖紙設計的編號完成墻柱鋁合金模板的拼接，并在封閉墻柱鋁合金模板前，在墻柱模加固的螺桿套上PVC 管，以滿足套管和墻柱模板面充分接觸的要求，同時也方便后期澆筑能收回對拉螺桿。

（5）墻柱模與內角模連接過程中銷子的頭部應盡量在內角模內部。此外，為避免在澆筑時模板掉落，要求墻柱鋁模間連接銷上的楔子要按照從上往下的順序插入。注意采用螺栓連接墻柱鋁模端部及轉角處，禁止使用銷楔，因為銷楔連接易在混凝土澆筑時造成楔子脫落脹模。

（6）在澆筑混凝土的前一天，要用砂漿將墻柱鋁模下口堵住，避免出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象，注意不能使用水泥袋實施封堵，以免造成“爛根”現(xiàn)象。

4.梁鋁模安裝。

梁鋁合金模板的拼裝同樣也是按照事先圖紙設計的順序展開操作，具體次序表現(xiàn)為：梁底模、梁側模、梁頂模及墻頂角模，安裝期間可通過支撐桿不斷調整兩地標高，促進加固模板間的銜接，施工過程中注意支撐桿應保持穩(wěn)定。梁底模之間、底模和側模之間借助螺栓進行加固連接，高效預防脹模現(xiàn)象。

5.加工板鋁模。

該工序在加工時需嚴格按照施工圖紙操作，具體操作分為2 步，第一步是先進行墻頂和梁頂角膜的安裝；第二步是熟悉設計圖紙，嚴謹?shù)匕凑站幪栒归_拼裝，直至拼裝完成，如圖3所示。

圖3 加工板鋁模圖

結束語：

綜上所述，在高層建筑施工的過程中，鋁合金模板的優(yōu)點很突出，質量輕、強度大，且可反復使用，屬于綠色環(huán)保材料，拼裝拆卸簡單快捷，成本低廉。所以，在當前現(xiàn)代化建筑行業(yè)中，合理運用鋁合金模板進行施工，能夠提高工程效益，提高企業(yè)的競爭力。