超高層建筑中鋁模板與整體鋼平臺的協同施工

張 旭

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

目前，我國高層和超高層建筑往往采用鋼筋混凝土現澆核心筒結構。考慮到核心筒結構的施工速度、施工材料堆放、施工便利性等因素，根據不同結構各自的特點，施工中較多地采用鋼平臺等施工裝備。為了保證現澆核心筒結構順利施工，模板是必不可少的施工材料。

在應用鋼平臺施工的高層、超高層建筑中，采用的模板形式包括木模板、鋼大模和鋼框木模等。

木模板在工程中的應用由來已久，但木模板存在自身強度剛度較低、密封性差、模板表面平整度差等缺點，當結合鋼平臺施工時，木模板拼模速度慢，不能充分發揮鋼平臺的優勢，對施工進度影響較大。

鋼平臺系統采用鋼大模板或鋼框木模施工時，存在鋼大模和鋼框木模質量大等問題，在設計計算時需加大鋼平臺的平臺梁尺寸，增加鋼平臺的自重，從而需要增加爬升桿和固定牛腿的數量，進而增加了施工成本，而當鋼平臺的自重大時，在超高層施工過程中又增加了不安全因素。

因此，探索一種與鋼平臺協同施工的新型模板形式勢在必行。隨著材料技術的發展，以鋁合金模板為代表的新型混凝土模板體系逐步應用到工程實踐中，鋁合金模板在觀感質量、施工便捷度、周轉使用率等方面都具有很大的優勢[1-5]。

本文結合蘇河灣項目的工程實例，展開超高層結構中鋁模板與鋼平臺協同施工技術的應用研究，以期為鋁模板在超高層中的應用提供借鑒。

1 工程概況

蘇河灣46號地塊項目地處上海市靜安區內蘇河灣邊，位于福建北路天潼路路口，緊鄰軌交12號線和歷史保護建筑新泰倉庫，周邊環境復雜。項目總建筑高度約200 m，其中地上42層，地下3層。采用核心筒外圍鋼結構的結構形式，核心筒結構采用鋼平臺與整體提升腳手架協同施工系統。

根據施工工序安排，在核心筒結構施工至地上3層時進行鋼平臺和鋁模板系統的安裝。核心筒面積約500 m2，均采用鋁模板體系，鋁模板的應用實現了核心筒局部水平結構和豎向結構同步施工。鋼平臺覆蓋面積約250 m2，有8根爬升導軌、14個牛腿，鋼平臺上布置布料機、內爬塔吊及施工升降機等施工裝備。針對鋁模板和鋼平臺協同施工系統，本文將對超高層鋁模板的應用、水平結構和豎向結構同步施工及鋁模板和鋼平臺的協同施工問題進行研究。

2 鋁模板應用的優勢和特點

2.1 技術優勢

1）結構性好。鋁合金模板強度和剛度較大，單板自重輕，保證了單塊模板單人即可進行操作，在高度不大于30 m的條件下，無需額外橫向加勁處理。

2）施工便捷。鋁合金模板經過深化、配模等前期工序后，在工廠預制完成，當運輸到現場后可直接用于施工，其表面光滑平整，澆筑完成后混凝土的成形質量好；模板安裝和拆模工序簡單，在模板安裝前，模板上涂刷脫模劑，保證鋁模板的順利拆除，提高施工效率。

3）綠色環保經濟效益好。鋁合金模板的重復周轉次數高，對于超高層結構而言，層數越高，其重復使用效率越高，平攤到每一層的模板費用越低，經濟效益越好。此外，由于鋁模板采用工廠預制加工的形式制作，避免了現場的切割開孔，無建筑垃圾產生，綠色環保。

2.2 蘇河灣鋁模板特點

1）蘇河灣項目鋁模板質量約為25 kg/m2，其中背楞14 kg左右，銷釘、螺母1 kg左右，整套鋁模板質量合計約40 kg/m2。

2）作為超高層結構，蘇河灣項目樓層層高為4.5 m，高于傳統的住宅項目。因此，在深化設計過程中，將墻板設計成了上下兩片，底部墻板高度為2.8 m，上部高度1.5 m，模板厚度為4 mm，最大一塊模板質量約28 kg，能夠保證單人對鋁模板進行搬運和拼裝。

3）超高層結構的層高較高、墻體厚度較厚，混凝土往往一次澆筑成形，澆筑過程中混凝土的側壓力較大。考慮到蘇河灣項目4.5 m的層高，為了保證澆筑過程模板系統的安全穩定，墻柱處的鋁合金模板設計了背楞，再使用穿墻螺桿固定牢靠。本項目設置了雙拼橫向背楞，在橫向背楞外又設置了豎向背楞，豎向背楞間距1.2 m，并與一端固定在樓層面的大斜撐配套使用。蘇河灣項目墻模板背楞內部設置8道、外部設置9道。

4）為了提高鋁模板的使用壽命，鋁模板在工廠加工制作時采用靜電噴涂工藝。現場實施時，為了保證脫模效果，塔樓前3層施工時，在模板表面涂刷油性脫模劑，隨后施工樓層涂刷水性脫模劑，這樣既保證了脫模效果和混凝土成形的表觀質量，又提高了鋁模板的耐用性。

3 鋁模板施工工藝流程

3.1 圖紙深化

熟悉施工圖紙，結合建筑、結構及安裝等專業對圖紙進行仔細校對，對發現的圖紙疑問及時與設計院溝通，解決存在的問題，以避免后期鋁模加工后出現變更的情況。

圖紙優化一般以標準層為依據，并核對非標準層與標準層的差異，對差異部分進行額外深化。

3.2 鋁合金模板配模設計、加工生產

圖紙深化完成后，設計人員進行鋁模板的配模設計，配模圖一般包含墻柱配模圖、梁配模圖、板配模圖、樓梯配模圖、K板配模圖等。

配模設計完成，對圖紙確認無誤后，鋁模生產廠按圖加工生產，并對生產的構件進行編號，以便于后期安裝。生產完成后，模板在廠內預拼裝，對成品進行驗收，驗收無誤再打包運輸至施工現場。

3.3 安裝墻身板

墻柱模板安裝前先確認脫模劑是否涂刷均勻。安裝時，為了保證模板的側向穩定，安裝往往從邊部開始，按照模板構件的編號順序依次進行拼裝，拼裝過程中，在墻模連接件上預先外套錐形套管和穿墻螺栓。柱墻模板一側安裝完成后再安裝另一側模板，安裝時要特別注意電梯井墻體、降板處墻體等連續剪力墻墻角處。

鋁模板施工前要考慮好首次安裝層，在首次安裝層的前一層外側墻體施工時，在墻頂預埋K板用以支撐上層鋁模板。在鋁模板進入常規施工層時，需要提前在墻頂預埋K板螺栓套管。在拆除本層模板時，頂部最上面一塊K板不拆，用于待施工層鋁模板底部的固定。

3.4 安裝承梁、梁（板）底模、可調支撐

梁模系統包括梁底模板、梁模板、轉角連接模板等。由于鋁模板特有的早拆模體系，在梁底部位又設置有早拆頭，以及與早拆頭連接，用于模板系統傳力和固定的獨立鋼支撐。

樓面系統包括樓面板、樓面龍骨，同時也設置有早拆頭及鋼支撐。

梁模板安裝時需先安裝梁底模板，梁底模板安裝的同時設置好獨立鋼支撐，再安裝梁側模板，最后安裝梁頂角模。梁底模與底模間、底模與側模間采用銷釘銷片連接，保證模板間連接穩固，以防止混凝土澆筑過程中漏漿。通過設置在梁底部的鋼支撐調節梁底標高，保證梁底模板連接牢靠，并保持在同一水平面上。在安裝獨立鋼支撐時，要保證支撐桿的垂直度，蘇河灣項目支撐間距為1.2 m×1.2 m，鋼支撐由兩段組成，為2.4 m的內管和2.5 m的外管，為了保證鋼支撐的整體穩定性，在鋼支撐間配置2道水平拉桿，水平拉桿間距不大于1.2 m。樓面板系統的安裝與梁底模板的安裝類似，但是要注意樓板模板與墻體和梁交接處模板的處理。

3.5 加裝背楞，對拉螺栓加固

安裝背楞及穿墻螺桿時采用自下而上的順序，并應保證對拉螺桿超出背楞兩端的距離一致。背楞及穿墻螺栓安裝需緊固牢靠，松緊適度。擰得過緊會引起背楞彎曲變形，影響墻柱垂直度和觀感；過松則在澆筑混凝土時會造成脹模。

為了保證鋁模板的整體穩定性，通常在柱、墻模板內側安裝斜撐，斜撐一端固定在背楞上，另一端固定在樓面板上。樓板內的固定點需提前用M14螺桿預埋在前一層樓面板內，作為斜撐底座支撐受力點。斜撐按照1.2 m間距的原則進行設置。

3.6 樓梯施工

樓梯施工時，先安裝靠近樓梯剪力墻部位的模板。在安裝斜板與墻板連接的C形槽前，需將樓梯斜板梁側的墻板調直，其中斜板及時用鋼支撐撐起，調校到合適位置。再依次安裝斜板底板模板、狗牙板、踏步蓋板，再調校樓梯模板到設計位置，最后安裝樓梯背楞。應保證梯段端頭斜板的對拉螺栓不少于2個。

3.7 鋁模板拆除

鋁合金模板的優勢之一是可以利用其早拆模系統，實現模板的快速周轉。當混凝土強度達到10 MPa后即可拆除側模和底模，并利用早拆頭和支撐桿保證混凝土的傳力。蘇河灣項目鋁模板共配置了1套，而早拆系統共配置了3套。鋁模板拆除過程中應注意以下幾點。

1）模板需待混凝土強度達到相應的強度等級后才能拆除。拆除時可先拆角部和側部模板。銷釘銷片根據拆模需要邊拆邊卸，避免一次性全部取下。

2）模板拆除過程中，應保證支撐桿的穩定，盡量避免碰撞支撐桿。

3）模板拆除后應立即對模板表面進行清理。

4）拆下的模板按照編號碼放，并通過預留的傳遞孔或樓梯井道洞口傳遞到下一施工層，對拆下來的銷釘銷片等配件也要做到及時清點。

4 蘇河灣鋁模板施工難特點

4.1 實現了水平結構和豎向結構同步施工

通常核心筒施工過程中，只進行豎向剪力墻體施工，本項目根據核心筒結構的特點，考慮到采用的鋁模板體系有早拆模系統，能夠實現豎向結構和水平結構同時澆筑、同時拆模，減少后期水平結構的施工量，蘇河灣項目核心筒區域均采用鋁模施工，包含墻、梁、板、樓梯等部位。在施工過程中，為了充分利用鋼平臺和整體提升腳手架的施工優勢，在兩個裝備覆蓋范圍內的鋁模板采用大模板，其他部位采用散拼散裝模板的形式。

4.2 利用鋼平臺體系對鋁模板進行整體提升

本工程采用鋼平臺系統完成核心筒結構的施工，為了充分發揮鋼平臺的優勢，通過借鑒以往鋼平臺施工鋼大模和鋼框木模的經驗，預先將散拼散裝的鋁模板拼裝成大模板。

為了保證鋁模板的整體提升，在鋼平臺上架設平臺梁，平臺梁上設置手動葫蘆吊鉤，通過鋼平臺上手動葫蘆對鋁模板進行整體提升。為了保證提升安全性和提升效率，單塊鋁模板組合最大質量控制在1.1 t以內，當鋁模板寬度在3.5 m內時，單塊鋁模板上設置2個吊點，當寬度大于3.5 m時設置3個吊點。

4.3 4.5 m層高施工難度大

本項目塔樓標準層高為4.5 m，較普通住宅高得多，導致豎向墻板和梁、板的模板拼裝難度大，工人操作不便。在實際施工中，利用搭設的臨時架體進行模板的拼裝，臨時架體利用塔吊進行吊卸。

4.4 超高層結構變化多，水平向結構留洞多

相較于普通住宅，超高層建筑的結構變化較多，蘇河灣的結構變化有28次，每一次的結構變化均需要重新加工鋁模板，且超高層建筑機電管線、給水排水、空調機房等部位留洞較多，預留洞隨著建筑和使用功能的變化而變化，結構的變化增加了現場拼、拆模板的難度，進而增加了施工時間，對工期有較大影響。

為了降低現場施工難度和減少施工時間，需要在前期的深化設計過程中，對每個留洞部位進行單獨設計配模，正式安裝前對留洞部位進行模擬預拼模，保證正式施工的順利。

5 結語

本文結合蘇河灣超高層建筑的工程實例，提出了鋼平臺和整體提升腳手架系統與鋁模板協同施工的方法。對鋁模板在超高層建筑施工應用中應注意的問題，鋁模板施工工藝流程，及與鋼平臺協同施工過程中碰到的難題進行了詳盡的分析。通過本文的介紹，希望能為超高層建造中應用鋼平臺和鋁模板提供新的思路，并為今后的類似工程提供借鑒。