鋁合金模板施工技術在公共建筑中的應用研究

顏 威 林志偉 楊 駿 易文祥 楊 敏

鋁合金模板（以下簡稱鋁模板）以其自重輕、利用率高、周轉便利和環(huán)保性好的特點，在公共建筑中得到廣泛應用。在施工過程中，要合理選擇技術參數(shù)，設計模架系統(tǒng)，把握技術應用要點，才能充分發(fā)揮鋁合金模板的技術優(yōu)勢[1]。

1 工程概況

本文案例為某高校科研樓，分為東塔和西塔2 個部分。其中東塔標準層高度為4.5 m，建筑高度為77.95 m，單層施工面積為2493 m2，鋁模板施工范圍為5 ～15 層；西塔標準層高度為4.5 m，建筑高度為98.95 m，單層施工面積為1948.63 m2，鋁模板施工范圍為5 ～19 層。鋁模板構件主要包括墻、柱、梁、板4 種，截面尺寸等參數(shù)如表1 所示。主要配件包括標準板、非標準板、脫模劑、穿墻螺桿、K 板螺絲、背楞、銷釘、銷片、膠杯、套管以及角鋁等。

表1 鋁模板構件參數(shù)

2 平面布置和施工要求

2.1 總平面布置

為確保鋁模板得到有效應用，應按照相關規(guī)范和安全管理規(guī)定，綜合考慮多方面因素，做好總平面布置，并制訂完善的加固支撐方案。項目采用雙層連接橫桿的方式，將頂板和梁板支撐立桿拉結成整體。東塔和西塔依照單位工程劃分為2 個獨立施工區(qū)域，材料主要堆放在北側材料中轉場，使用時應利用塔式起重機進行吊運和周轉。

2.2 施工要求

在施工過程中，為嚴格控制施工質量，應遵循以下方面的基本要求:第1，采用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）軟件進行現(xiàn)場劃分，合理優(yōu)化施工流程，并清理施工層上的所有雜物，依照規(guī)范要求確定工程軸線控制樁、控制點、半永久性水準點及坐標點。第2，將鋁模板材料按照種類、規(guī)格和大小進行分類，粘貼射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）標簽，并堆放至指定位置，便于在后續(xù)施工中加工和使用。第3，配套使用的機械和脫模劑等，應與主材一同進場并做好復試檢測，確保其各項性都能達到施工要求[2]。第4，在鋼筋綁扎和水電管線預埋等完全施工到位并做好鋼筋保護層處理后，方能辦理隱蔽驗收手續(xù)。

3 模板選型和模架系統(tǒng)構造

3.1 模板選型

本工程模板體系的標準板厚度為4 mm，肋高為65 mm，板長與板寬規(guī)格符合表1 構件參數(shù)要求，其質量為22 ～24 kg/m2，孔直徑為16.5 mm。支撐內管規(guī)格為Φ48 mm×3 mm，外管規(guī)格為Φ60 mm×2.5 mm，鋼管等級均為A 級。加固背楞是由2 根60 mm×40 mm×3 mm 的矩形鋼管焊接而成，材質為Q235。對拉螺桿使用直徑為18 mm 梯形牙高強螺桿，材質為Q235。主楞的方圓扣卡箍用8#或者10#的Q355B 鋼。K 板的寬度為300 mm，長度依據(jù)實際需要確定。該斜撐的規(guī)格為Φ32 mm×500 mm、Φ48 mm×900 和Φ48 mm×1800 mm。橫桿連接件材質為Q235，規(guī)格為Φ48 mm。

依照現(xiàn)場施工進度組織材料進場和調配，在施工前2 天組織材料進場驗收，并做好材料調運和堆碼管理。本工程配置1套鋁模板、3套樓面支撐、3 套梁底支撐、4 套懸挑梁支撐、1 套連接橫桿和2 套K 板。所有材料均應符合《一般工業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材》（GB/T 6892―2015）、《組合鋁合金模板工程技術規(guī)程》（JGJ 386―2016）、《結構用無縫鋼管》（GB/T 8162―2018）以及《碳素結構鋼》（GB/T700―2006）等規(guī)范的要求[3]。前3層鋁模板施工采用油性脫模劑，頂板使用水性脫模劑。

3.2 模架系統(tǒng)構造

模架系統(tǒng)包括墻模架、柱模架、梁模架、板模架以及特殊部位模架。墻模架的模板采用豎向拼接的方式，豎向模板銷釘間距不應大于300 mm，當模板頂端與轉角模板或承接模板連接處寬度小于或等于400 mm 時，應至少布置2 個銷釘。內墻模板做法為吊腳角鋁+墻板+接高板+樓面C 槽，采用長度為4000 mm 的豎向背楞，并用斜撐加固。外墻模板做法為墻板+接高板+K 板。在澆筑樓面板時，可以在頂板預埋Φ14 mm 鋼筋，作為固定斜支撐的定位筋。

柱模架的豎向模板間銷釘間距不應大于300 mm，當模板頂端與轉角模板或承接模板連接處寬度小于或等于400 mm 時，應至少布置2 個銷釘；當寬度超過400 mm 時，應至少布置3 個銷釘。方圓扣背楞采用8#或10#Q355B 鋼管進行加固，柱箍端部節(jié)點采用軸銷連接。

梁底模的標準尺寸含350 mm×1100 mm、300 mm×1100 mm、250 mm×1100 mm以及200 mm×1100 mm（長邊方向帶有65 mm 寬的翼緣），梁側模的標準尺寸為400 mm×1100 mm。梁底設置單排可調鋼支撐，間距不應超過1200 mm。梁模板與墻柱模板連接處用銷釘鎖緊。

板模板的標準尺寸為400 mm×1100 mm，局部按照實際結構尺寸調整配模。板模板受力端部用銷釘鎖緊，不受力側邊銷釘?shù)拈g距不應大于300 mm。樓面設置150 mm 寬的龍骨，底部可調鋼支撐的縱向和橫向間距均不應大于1500 mm，相鄰支撐采用橫拉桿連接。立桿兩側分別設置3 道水平橫桿，步距不應大于2000 mm。特殊部位是指樓面預留孔、邊梁、樓梯鋁模結合部位和變層部位，具體模架參數(shù)要根據(jù)對應區(qū)域施工現(xiàn)場情況和相關標準確定。高度大于5 mm，則需要再次找平。在墻線校核完成后，將對應的控制線投射至墻線外150 mm 處，確保墻身垂直定位。在剪力墻豎向鋼筋距離板面70 ～100 mm 處，根據(jù)剪力墻的寬度，焊接Φ14 mm 的鋼筋進行定位。

4 鋁模板施工工藝

本項目模板安裝主要包括測量放線、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護、模板拆除以及附屬設施拆除等環(huán)節(jié)，具體施工順序如圖1 所示。

圖1 模板整體工藝流程（來源：作者自繪）

4.1 測量放線

在施工前，技術人員要做好復核放線，使原投射軸線與墻線保持一致，并采用目測的方式檢查鋼筋施工質量和保護層是否處理到位。如果出現(xiàn)不符合設計要求的情況，需提出有效的處理措施。此外，還應檢查本層標高是否處于設計要求范圍內，如果超出

4.2 安裝模板

在墻模板安裝前，需要清理模板表面，并涂抹脫模劑。嚴格依照確定好的定位控制線，從端部封板位置開始，由多人配合在兩側同時安裝墻模板。在安裝過程中，要先使用膠管和杯頭套住墻拉桿，再從兩側向中間穿過模板孔位。墻板安裝后，為避免出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，需要采取有效的臨時支撐措施，并用背楞進行加固。此外，安裝背楞時，應先安裝橫向背楞再安裝斜撐，最后安裝豎向背楞。在安裝斜撐和豎向背楞前，需在距離墻面約1700 mm 處預埋鋼筋。斜撐長桿與墻面的夾角應控制在45°～60°之間，短桿與墻面夾角應控制在15°～20°之間[4]。因此，在施工頂部轉角部位的墻模板的時候，必須使用固定線錘來校正，如果模板與垂直控制線存在角度偏差，則應該根據(jù)實際情況調整斜撐，以確保模板與垂直控制線完全重合。

墻模板垂直度滿足規(guī)范要求后，安裝梁模板并校正，安裝順序為先底模后側模。安裝樓面模板時，首先安裝樓面龍骨，調整好水平度，并校對樓面對角線，使所有參數(shù)均符合設計要求。其次，采用平行逐件排放的方式安裝樓面模板。安裝時先使用銷釘進行臨時固定，待所有模板鋪設完成后，再將銷釘打緊[5]。最后，使用水平儀進行測量和矯正，確保樓面模板的平整度和標高誤差處于合理范圍內。

4.3 搭設支撐

本項目的標準層高度為4.5 m，需要搭設盤扣式鋼支撐。鋼支撐立桿直徑60 mm、壁厚3 mm，內管直徑48 mm、壁厚3 mm。梁高的最大尺寸為1000 mm，支撐調節(jié)范圍為3200 ～4400 mm。支撐之間采用橫桿連接，特殊部位使用鋼管與活動扣進行橫向加固，其余部分使用鋼管配合活動扣進行連接。第1 道支撐距離結構標高300 mm，第2 道支撐距離第1道2200 mm。

4.4 整體校正和檢查

調整好模板的水平度和標高后，進行整體校核，并檢查墻身對拉螺桿和銷釘?shù)仁欠窭喂蹋瑱z查墻身模板是否填實。在樓模板和梁模板清潔度達標后，涂抹脫模劑，并組織各方共同進行檢查和驗收，檢查合格后應做好書面交接工作。

4.5 澆筑混凝土

本項目采用商品混凝土，要根據(jù)現(xiàn)場條件和施工要求，合理確定攪拌車的數(shù)量、運距和時間間隔，控制澆筑速度，可以確保連續(xù)澆筑，減少施工縫的數(shù)量，避免后續(xù)出現(xiàn)裂縫問題。標準層高度為4.5 m，因此豎向構件混凝土的澆筑應采用分層澆筑法。混凝土單層澆筑高度不得高于3.0 m，初凝后再澆筑下1 層混凝土。墻和柱澆筑完成3 h 后，檢測混凝土的強度，確保其達到設計標準后，才能澆筑混凝土梁。

在澆筑混凝土柱前，要配置與混凝土配比一致的減石子砂漿，并根據(jù)底部情況鋪設5 ～10 cm 厚的墊層。澆筑時，需要將單層澆筑厚度控制在50 cm 以內，并使用機械振搗均勻[6]。在布料管上搭接長度適宜的軟管，避免因混凝土自由落體高度過大而影響澆筑質量。下料時要循環(huán)挪動軟管，避免骨漿分離的現(xiàn)象發(fā)生。澆筑墻體前，要先用鐵鍬在底部鋪設水泥砂漿，砂漿成分應與墻體混凝土保持一致，厚度為5 cm，不能使用料斗直接灌注。除此之外，對于墻體混凝土的澆筑，單層澆筑厚度不應該超過60 cm，澆筑時間間隔不得超過2 h。

在使用振動棒進行振搗時，應該將移動間距控制在50 cm 以內，當表面出現(xiàn)浮漿時應停止振搗[7]。在洞口兩側振搗的時候，需要將振搗器插入下層5 cm，確保振搗均勻，提高混凝土的密實度。對于鋼筋較為密集的部位，在振搗的時候應該采取合理的控制措施，漏振或鋼筋振動幅度過大會影響澆筑質量。梁和板通常采用趕漿法進行澆筑，從一端向另一端延伸，逐層進行振搗作業(yè)，以提升振搗質量。梁和柱的鋼筋過于密集，需要先采用鋼管將梁筋撐開，確保重點部位澆筑密實，再將鋼管拔除，然后繼續(xù)振搗梁面部位。

4.6 模板拆除

在混凝土強度達到驗收規(guī)范要求后，依照先墻柱側模再頂模最后支撐桿的順序，依次拆除模板。在拆除模板時，應注意以下要點：禁止碰觸表面和棱角部位；先拆除非承重模板，再拆除承重模板和支撐；禁止一次性拉拽拆除模板；對已經拆除活動的模板，須一次性連續(xù)拆除到位，避免留下安全隱患；拆除時作業(yè)人員必須站在可靠的位置并保持平衡，不得猛撬，避免因失穩(wěn)而墜落；正在拆除的模板上不得站人；嚴禁使用吊車直接去除未松動的模板；在吊運大型整體模板時，必須連接牢固且保持吊點平衡。

4.7 施工中的質量控制措施

在鋁合金模板施工過程中，為確保施工質量得以有效控制，應采取如下優(yōu)化措施：第1，加強引墻線控制，利用水準儀控制水平標高，將鋁合金模板引測至安裝位置，合理確定模板的定位基線。第2，強化安裝后的自檢，將誤差控制在允許范圍內，并清理倉面等部位的雜物。第3，重點檢查鋁合金模板的剛度、垂直度、平整度以及接縫部位。第4，強化混凝土澆筑作業(yè)中的質量控制，若出現(xiàn)聲音異常、變形和晃動的情況，應立即停止作業(yè)，指揮現(xiàn)場人員撤離，做好報告并及時采取后續(xù)處理措施。

5 結語

綜上，由于公共建筑的標準層高度較高，因此其模板施工難度較大。在鋁合金模板施工作業(yè)前，需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行方案優(yōu)化，并監(jiān)測各項施工數(shù)據(jù)，及時調整施工方法，以此確保技術的應用成效，為后續(xù)施工奠定良好的基礎。