鋁合金模板在預制裝配式結構施工中的應用

王俊剛

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

錢江世紀城項目位于杭州市蕭山區，西側毗鄰經一路，東側毗鄰平瀾路，北側毗鄰緯三路，南側毗鄰豐北路，總建筑面積為2.625×105m2，由12棟高層住宅建筑與配套商業設施組成，建筑高度為100 m，地上住宅建筑裝配式結構總體占比超過25%。在本項目中，為追趕工期進度與達到高工程品質要求，在地上標準層施工活動中應用到裝配式鋁合金模板技術，以附著式升降腳手架為項目外防護腳手架。

1 鋁合金模板在預制裝配式結構施工中的應用優勢

1.1 施工效益高

從施工效益角度來看，相比于木模板、鋼模板和膠合模板等傳統模板系統而言，鋁合金模板應用優勢主要體現在翻轉次數、回收利用2方面。首先，在翻轉次數方面，鋁模板平均翻轉次數超過200次，在規范化施工前提下甚至可以將翻轉次數保持在300次以上，無需在施工期間重復更換全新模板，憑借較高翻轉次數來均攤總體使用成本。傳統模板的翻轉次數明顯少于鋁合金模板，木模板平均翻轉次數為6~15次，現澆構件鋼模板翻轉次數在50次左右，預制構件鋼模板翻轉次數在150次左右。其次，在回收利用方面，鋁模板屬于再生材料的一種，當鋁模板精度嚴重下滑、出現扭曲變形等質量問題時，可以將報廢鋁模板進行再生利用，進一步均攤鋁模板采購成本[1]。

1.2 施工周期短

鋁模板有著自重輕、結構簡單和易于支拆的優勢，本項目中施工人員可以在短時間內將鋁模板在指定位置安裝就位或是拆除，施工效率明顯高于傳統模板系統，有利于提高裝配式建筑的整體施工速度（圖1）。本項目主要采取鋁合金模板、鋼模板和木模板，鋁合金模板的載荷性能、單人拼裝效率、施工速度和工程質量都遠超過其他2種模板，也無需在模板拆除后對預制構件表面與現澆混凝土結構表面進行打磨處理。

圖1 鋁模板施工現場

2 鋁合金模板在預制裝配式結構施工中的具體應用

2.1 模板設計

為保證預制裝配式結構施工作業得以順利開展，避免因模板設計有誤而出現拼裝精度不達標、模板規格誤差超標等問題。在正式施工前，根據工程施工要求與現場情況來制定鋁模板設計方案，準確計算模板邊框高度、寬度與橫截面積等參數的最佳值，在模板結構體系中選用可調鋼支撐管、對拉螺栓、銷釘和圓鋼波紋管等配件作為連接件與支撐件。在本項目設計期間，主要運用BIM等技術來開展仿真模擬實驗，觀察假定工況條件下的鋁模板結構是否出現開裂變形、傾覆晃動及混凝土漏漿等工藝問題，根據所發現問題修改方案內容，直至鋁模板施工表現良好、承載性等各項性能達標。此外，為保證鋁模板設計方案可行性，還可以在現場開展鋁模板試拼作業，按照方案內容將板材配件拼裝成型，檢查模板結構安裝質量，開展多項功能性試驗，判斷施工情況、模板質量是否達到施工要求。

2.2 模板吊裝

由于鋁模板結構尺寸較大，在現代裝配式建筑工程中，普遍采取吊裝技術將鋁模板運輸就位。在施工期間，提前將鋁模板轉運至現場地面，在板材上安裝吊環吊具，將板材起吊至地面上方0.5 m處開展試吊作業，觀察板材在試吊期間是否保持平穩狀態。待試吊通過后，正式開展起吊作業，勻速將鋁模板板材吊裝至安裝面上方一定高度處，將板材懸停一段時間恢復穩定性，再將板材緩慢下落就位，等到板材、配件全部運輸至指定位置后，即可開展模板安裝作業。

此外，為降低模板安裝作業難度和提高施工效率，施工單位可選擇采取鋁模板整體吊裝加固技術。施工人員依次綁扎墻柱鋼筋、搭設墻柱模板與梁模板，以及搭設立桿、水平桿與加裝內支撐來組成配套支撐體系。隨后，在鋁模板結構上固定設置多處吊點，在梁底面和支撐立桿連接部位卡住鋼絲繩，以及在梁跨度1/4和3/4部位設置吊點。最后，控制重型塔吊，將拼裝成型的鋁模板起吊至指定樓層中懸停，對模板位置、朝向角度進行測量調整，確定無誤后將模板緩慢下落就位，并要求吊裝完畢的鋁模板垂直度偏差不超過5 mm、梁側模板平整度偏差不超過3 mm、底模上表面標高偏差不超過±5 mm。

2.3 模板安裝

在模板安裝環節，提前對所準備模板板材與配件的規格尺寸、外觀質量進行詳盡檢查，按照施工圖紙來確定材料編號，清理表面灰塵污漬與殘留銹跡，對輕微質量缺陷的板材配件進行處理。在本項目模板安裝期間，鋁模板表面形成細微劃痕時，施工人員使用細砂紙等材料反復打磨劃痕部位，沿劃痕方向進行打磨，以此來修補鋁模板。隨后，按順序將鋁模板板材拼裝就位，在模板結構中打入對拉螺栓等配件進行固定，連接模板結構與配套支撐結構來維持模板穩固狀態。待模板安裝完畢后，清理內部灰塵污漬與積水，在模板縫隙中填入海綿膠條進行封堵，在壁面上均勻涂刷脫模劑。最后，對模板安裝質量進行全面檢查，如檢查模板水平位置、頂部標高、壁面脫模劑完整程度和模板穩固狀態等，在模板質量檢查通過后，即可進入下道工序，在限定時間內完成混凝土現澆作業。

此外，支設不同部位鋁模板時的工藝做法、注意事項存在一定差異。例如，在支設內墻模板時，保持板面朝上狀態，以內角處作為起始點，向兩端區域延伸支設鋁模板，并使用鋼管對角配件來連接模板與支撐架，把釘尖固定在墻體上，預防模板跌落。而在后澆帶部位支設模板時，根據后澆帶寬度來選擇鋁模板寬度，如在預留0.2 m寬后澆帶時，應使用0.4 m寬的鋁合金模板，要求模板兩邊均超出后澆帶。隨后，在模板與疊合板接觸面上鋪貼泡沫雙面膠等材料進行密封，預防出現混凝土漏漿問題，施工人員將鋁模板安裝就位，使用專用模板壓扣進行連接（圖2），在模板下部設置支撐桿件，將桿件擰入預制構件套筒內部[2]。

圖2 鋁合金模板專用壓扣連接

2.4 模板加固

在鋁模板施工期間，受到混凝土澆筑時的沖擊力等諸多因素影響，可能出現模板傾斜失穩問題，存在質量安全隱患。因此，需要采取模板加固手段，根據模板類型采取相應加固方法，以此來維持鋁模板結構穩定狀態。例如，對于外墻模板，施工人員使用光鋼管制作與牽引螺釘等作為連接件與支撐件，把對角間距控制在2.0 m以內，在橫梁下部安裝可調支架以及早拆裝置，在水平與垂直方向上把支架距離保持在1.3 m內。而對于內墻模板，則通過樓梯部位保持內角模板、內墻模板二者的連接狀態，由二者互相起到穩定加固作用。同時，考慮到部分部位鋁模板支撐結構較為復雜，容易在施工期間出現部件碰撞、位置沖突問題，應提前使用BIM技術開展碰撞檢查作業，對碰撞部位進行調整。

2.5 混凝土澆筑

在混凝土澆筑環節，重復檢查鋁模板質量，清理內部垃圾雜物、預埋鋼筋表面油污與殘留銹跡，在鋁模板表面淋灑少量水進行潤濕，對鋼筋綁扎質量、鋼筋定距框安裝質量進行驗收檢查。隨后，采取泵送方式開展混凝土澆筑作業，盡可量把混凝土自泵口的傾落高度控制在2.0 m內，如果實際高度超過3.0 m，則額外配置串筒、溜槽等裝置，分層澆筑混凝土，連續性完成混凝土澆筑作業。最后，同步澆筑與振搗混凝土，嚴格控制振搗棒插入深度與活動范圍，保持振搗棒、鋁模板和預埋件的安全間距，并對模板結構穩定性、預埋件位置進行檢查，如果出現模板晃動、預埋件偏位等問題，及時采取處理措施，必須在混凝土初凝前將偏位預埋件修正復位。

2.6 模板拆除

施工人員必須掌握拆模時機、拆模順序、拆模方法、成型質量檢查和模板清理5方面的技術要點。其一，在拆模時機選擇方面，定期對試塊強度與混凝土狀態進行檢查，在同時滿足到達預定養護時間、試塊強度達標及混凝土硬化成型等條件后，方可開展拆模作業，如果過早拆除模板，容易出現混凝土與模板粘連、混凝土變形開裂等質量問題。其二，在拆模順序方面，率先拆除后期安裝、位于非承重部位的鋁合金模板，隨后拆除先期支設、位于承重部位的鋁模板，最后拆除支撐結構。禁止施工人員私自篡改模板拆除順序，如果提前拆除支撐結構，可能出現模板脫落、晃動失穩的問題。其三，在拆模方法方面，根據混凝土現澆結構部位來選擇拆模方法，如在拆除支撐口部位水平模板時，施工人員使用專用拔模工具，按順序拆除頂模板與下層模板，敲下下端支撐桿。其四，在成型質量檢查方面，對混凝土結構外觀質量進行詳盡檢查，如果出現裂縫、麻面等質量缺陷，及時進行修補處理，恢復混凝土原狀結構[3]。例如，在因過早拆模、野蠻拆模導致混凝土缺棱掉角時，鑿除掉角部位松散混凝土，使用清水清洗后，原位填筑高標號細石混凝土，待混凝土硬化成型即可。其五，在模板清理方面，施工人員用刮刀刮除模板表面附著物，清除表面殘留浮漿，對輕微彎曲模板進行矯直處理，將處理后的鋁模板分類堆放、留待后用。

3 鋁合金模板在預制裝配式結構施工中的控制策略

3.1 提高模板適應性

在早期裝配式建筑工程中，根據鋁合金模板技術實際應用情況來看，普遍存在模板適應性差的問題，鋁模板非標準件占比較高、模板拆除時間較晚和模板結構參數調節不一，致使鋁模板作業難度隨之提高。在本項目建設過程中，主要對鋁模板技術體系進行創新改進，具體從使用標準化鋁模板、搭建模板早拆體系2方面著手。第一，在標準化鋁模板方面，盡可量采購標準型號的鋁模板材與配件，嚴格控制非標準件占比。如此，在預制裝配式結構施工期間出現設計變更等突發狀況時，對模板結構進行調整即可，無需重復采購鋁模板材，避免耽誤工期進度。第二，在模板早拆系統方面，應在模板結構體系中額外設置早拆柱頭、早拆托架等配件。如此，在混凝土試塊強度達到50%設計強度后，即可拆除鋁模板面板，保留立桿、早拆頭和可調支座，將所拆除鋁模板清理后投入使用，剩余配件仍舊起到支撐作用，當混凝土強度完全達標后，再拆除剩余支撐件即可。同時，通過增設可調螺紋、可調支座等配件，可以在鋁模板安裝完畢后，對模板垂直度、水平標高等參數進行調節[4]。

3.2 明確鋁模板質量標準

在裝配式建筑工程中，鋁合金模板的應用推廣時間較短，雖然在提高施工效率、改善混凝土成型質量、簡化工藝流程等方面取得十分顯著的應用成果，但當前仍舊缺乏一套完善、詳盡的鋁模板安裝驗收標準，需要依賴施工人員工作經驗來判斷鋁模板安裝質量是否達標，混凝土蜂窩麻面等質量通病時有出現。對此，為推動鋁模板施工技術的標準化、規范化發展，施工單位應根據工程情況與施工要求，對鋁模板在精度、清潔度方面的安裝標準進行明確規定。其中，在精度方面，設定模板外形尺寸、水平標高、安裝偏差和垂直度等工藝參數的標準值與允許偏差范圍。對安裝精度不達標的鋁模板進行糾偏調整，如果調整后的鋁模板精度仍舊不達標，則將鋁模板拆除重支。而在清潔度方面，在模板支設前，對板材進行全面清理，鏟除表面突起物與修補凹陷部位，待模板結構拼裝完畢后，清除灰塵污漬，要求鋁模板表面光滑、平整、色澤均勻。

例如，在鋁模板驗收環節，重點檢查軸線位移、標高誤差、模板拼縫、垂直偏差與外墻體間錯臺5方面的施工質量是否達標。其一，在檢查軸線位移情況時，提前在現場彈放水平貫穿線與垂直貫穿線，以控制線為參照，檢查鋁模板軸線位移量是否超標，以及在混凝土澆筑前重復對模板軸線進行檢查。其二，在檢查標高誤差情況時，在各樓層中設置2個及更多數量的標高引測點，在鋁模板頂部標記標高線，在模板安裝完畢與混凝土澆筑前要重復檢查模板標高偏差是否超標。其三，在檢查模板拼縫情況時，詳細檢查各處模板拼縫部位是否得到封堵處理，開展蓄水試驗，觀察試驗期間模板是否出現滲漏情況并記錄滲漏量，在滲漏量超標情況下，重新對滲漏點位開展拼縫作業。其四，在檢查垂直偏差情況時，應對墻柱等部位鋁模板的垂直度進行檢查，如果垂直度偏差超過5 mm則必須進行整改，并在模板兩側設置間距在1.6 m內的斜撐，根據模板寬度來選擇支撐道數，避免模板因承受過大荷載而在后續施工期間出現傾斜現象。其五，在檢查外墻體間錯臺情況時，對鋁模板結構體系中螺栓、K板等配件的緊固程度進行詳盡檢查，擰緊松動配件，以及在鋁模板的轉角部位額外安裝直角背楞，以此來控制模板平整度與垂直度，避免在后續因模板晃動失穩而出現墻面錯臺、錯位問題[5]。

3.3 改善鋁模板保溫性能

相比于木模板、膠合模板等種類模板而言，鋁模板的保溫性能較差，在惡劣天氣開展混凝土現澆作業時，混凝土成型質量易受到外部環境氣溫影響，引發混凝土溫度裂縫、強度等級下降和不均勻凝固等一系列質量問題。對此，施工單位需要重點改善鋁合金模板結構的保溫性能，在模板表面涂刷多層保溫涂料，通過隔絕外部空氣與鋁合金模板方式來起到延緩熱量傳導、維持模板內部恒定溫度的作用。同時，在現場氣溫過高或過低的特殊情況下，還應搭配采取搭設遮陽擋棚、模板四周包裹棉簾和模板表面灑水降溫等溫控措施，維持鋁模板與混凝土溫度[6]。

4 結束語

綜上所述，為滿足裝配式建筑工程日益提高的施工要求，建筑企業與工程人員務必提高對鋁合金模板技術的重視程度，認識到技術應用優勢所在，深入了解鋁合金模板技術的工藝流程與操作要點，嚴格把控各施工環節質量。同時，積極落實提高鋁模板適應性、明確鋁模板質量標準與改善鋁模板保溫性能等策略，為鋁模板施工質量提供有力技術保障。