高層高鋁模支撐體系深化設計與應用

劉鰲

（中鐵五局集團建筑工程有限責任公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

隨著建筑行業的快速發展，高層建筑在城市中越來越普遍。為了滿足高層建筑的施工需求，高鋁模支撐體系被廣泛應用于施工過程中。但由于不同工程項目的特點、要求等存在較大差異，因此，加強對于高層高鋁模支撐體系深化設計與應用研究是十分有必要的。

1 工程概況

廣州南沙梅糖東地塊建設項目位于廣東省廣州市南沙區亭角地區，項目為公寓樓剪力墻結構標準層平面約730m2，鋁模施工混凝土接觸面約為3000m2。項目樓梯奇偶變化鋁模需要配置2 套模板。在17 層墻梁板變截面變化。此次研究以14#公寓為例，標準層層高4.5m，共計14 層，模板選型為鋁合金模板。主要結構構件情況如表1 所示。

2 高層高鋁模設計概況

結合案例實際情況，高層高鋁模設計主要包括墻體系、梁體系以及頂板模板體系3 個部分。詳細設計情況如下。

（1）墻體系。公司標準墻模板寬度為500mm，為保障安裝質量，采用墻模板與頂板轉角模板（頂板C 槽）直接連接的安裝形式。外墻承接板（K 板、Kerb 板）的高度提高了50mm。豎向方向上，距離4500mm 高的樓層為250mm、850mm、1450mm、2250mm、2850mm、3600mm和4300mm。

（2）梁體系。梁模系統主要包括梁底陰角、梁底模板、EC 轉角連接陽角模板、梁底早拆頭及獨立鋼支撐。梁底采用早拆頭設計模式，梁底支撐間距不大于1200mm，梁底早拆頭寬150mm，早拆頭之間為1000mm鋁合金模板。

（3）頂板模板體系。樓面系統主要包括樓面板、樓面龍骨、早拆頭及獨立鋼支撐。配用早拆支撐系統可提高模板的周轉效率，使用獨立鋼支撐。案例項目桁架樓面、樓承板的位置頂板鋁合金模板不需要滿布。

3 高鋁模支撐體系深化設計

3.1 工藝流程設計

結合案例工程實際情況，以及高鋁模設計情況，展開支撐體系工藝流程的深化設計，以確保支撐體系功能的正常發揮，保障支撐結構的穩定性和可靠性。工藝流程如圖1 所示。實際展開鋁模支撐施工的過程中，應嚴格按照技術要點以及相關標準要求展開作業，確保支撐足夠[1]。

圖1 工藝流程

3.2 拆除工程設計

拆除工程是高鋁模施工過程中的重要環節，對于支撐體系有著極強的依賴性，為保障施工質量效果，以及作業安全，需要加強對于拆除工程的設計。結合案例工程實際情況，實際拆除工程設計過程中，應著重加強對墻柱側模以及支撐桿拆除施工兩個部分的重視。

拆除墻柱側模設計：①側模拆除要求混凝土強度至少為1.2MPa，通常在混凝土澆筑完成12h 后方可展開拆模施工。②拆除過程中，需要先拆除斜支撐，然后松動緊固措施，按照先拆除穿墻螺栓，后拆除鋁模連接的銷子和楔子的順序展開施工。③要求拆除穿墻螺栓時，先使用扳手松動螺母，然后取下墊片、威令，再輕輕敲擊螺栓一端，直至螺栓完全脫離混凝土。④拆除銷子和楔子過程中，需要先使用撬棍，撬動模板下口，促使模板與混凝土互相分離，完成拆模。在此過程中，為保障施工順利，需要拆模的同時，及時清理相關配件，做好存儲工作，同時避免拆模過程中，傷及混凝土構件，影響結構質量[2]。

支撐桿拆除設計：①確保混凝土強度達到要求后，方可結合拆模試塊情況，確定拆除支撐桿的時間，通常板底支撐需在施工完成10d 后進行，梁底支撐需在14d后展開，28d 后方可拆除懸臂底支撐。②支撐桿拆除應嚴格按照相關技術規范展開，拆除時需要雙手配合作業，其中一只手用于固定支撐桿，另一只手用錘松動方向錘擊可調節支點，以此完成支撐桿拆除作業，值得注意的是，在拆除過程中，應避免出現回頂情況。

3.3 鋁模支撐體系

支撐體系主要承擔支撐功能，用于保障樓面、梁底及懸挑結構模板穩定、可靠。在案例項目中，為確保支撐作用得到充分發揮，保障結構的穩定性，對鋁合金模板的頂板模板和支撐系統展開一體化設計，并將早拆技術融入了支撐系統，在保障支撐穩定的同時，提高模板周轉效率和施工效率，降低施工成本。結合施工現場實際情況，每棟樓采用一套模板主系統，3 套樓板底支撐和3 套梁底支撐。模板和支撐系統一體化體系的相關配件情況如表2 所示。

表2 一體化體系的相關配件情況

針對案例項目高層高鋁模板的特點，需要在墻模板設置斜撐，采用48mm 鋼管，兩端接螺紋頂絲，材質為Q235B。豎向設置3 道斜撐，交錯布置。斜撐的橫向間距不大于1.5m，且下道斜撐不高于墻模板的1/2 高度。本工程在下層澆筑時需要預埋斜撐固定支架，上部采用螺栓與背楞相連。梁體系方面，對于梁側模高度＞900mm 且≤2020mm 的情況，梁側模加固需要增加對拉螺桿。頂板模板支撐體系設計過程中，工具式鋼支柱設置為3 道，主要由3 節鋼管組成，底部鋼管直徑60mm，上方為直徑48mm 鋼管。中間不大于1.8m，在直徑60mm 的鋼管頂部焊接有螺紋管，用于高度微調。

3.4 參數計算分析

案例項目梁、板、柱、墻模板通過支撐結構定位安裝，墻體厚為1000mm、800mm、600mm、500mm，普通樓板厚度為110mm，最大樓板厚度為180mm。在實際展開支撐體系參數計算和分析的過程中，主要計算內容如下。

（1）墻、柱處鋁合金支模板銷釘抗剪強度校核。案例項目中，模板銷釘最大受力范圍為0.4m×0.4m，其中前者為最大模板寬度，后者為模板銷釘間隔，在實際展開計算分析的過程中，應充分考慮銷釘震動松掉或漏掉的情況，因此，參數設計需要取兩倍的模板銷釘間距。根據相關標準要求，銷釘抗剪強度允許值為120N/mm2。案例項目抗剪截面積為200.96mm2，經計算，抗剪強度為52.5N/mm2＜120N/mm2，符合規范要求，因此，銷釘抗剪強度滿足設計要求[3]。

（2）支撐頭及連接管計算。支撐頭及連接管如圖2所示。經計算支撐頭最大應力值為105.9MPa＜215MPa，滿足要求；連接管強度，最大應力值78.04MPa ＜215MPa，滿足要求；支撐頭最大撓度值為0.13mm，滿足要求。

圖2 支撐頭及連接管

（3）支架穩定性計算。案例項目模板支撐體系采用盤扣式支柱作為鋁合金模板體系的支撐系統。經計算，不包括風荷載時，軸向壓力設計值為14.12kN，鋼管立桿的最大應力計算值為97.82N/mm2，小于200N/mm2，滿足要求；包括風荷載時，立桿的軸向壓力設計值為13.51kN，鋼管立桿的最大應力計算值為93.66N/mm2，小于200N/mm2，滿足要求；計算得到立桿長細比最大值為135，小于設計要求的210，因此，長細比滿足要求。

4 高層高鋁模支撐體系實際應用要點

4.1 材料準備

在實際運用高鋁模支撐體系的過程中，為保障技術應用效果，應加強對于材料準備環節的重視，確保材料配件充足，質量達標，分期安排組織材料進場，并結合實際施工進度情況，制定鋁合金模板配置與周轉計劃，確保模板等材料得以正常周轉，支撐體系相關配件準備充足，避免由于材料問題影響正常施工，以及支撐質量和效果。

4.2 注意事項

為保障支撐體系實際運用效果，主要加強對于各個施工環節的重視，明確以下注意事項以及施工技術應用要點：①混凝土澆筑期間，振搗施工過程中，容易導致橫梁/平模支撐頭相鄰區域的下降滑移，因此，應加強振搗施工控制，確保支撐體系完好，避免支撐結構出現位移情況。②在搭設移動式腳手架的過程中，應在內外兩側設置交叉支撐，并使其與腳手架立桿上的鎖銷鎖牢，避免出現松動情況，確保整體結構的可靠性[4]。

4.3 監測控制

為保障支撐體系以及鋁模使用的安全性和可靠性，在實際展開施工過程中，應加強對于受力以及變形情況的監測。首先，需要對支架的垂直度、沉降情況進行監測，并合理布設監測點，控制好監測點之間的間隔距離。其次，采用合適的監測措施，確保能夠及時發現模板以及支撐體系存在的隱患問題，并能夠及時作出有效反應。再次，針對監測過程中發現的架體變形問題，必要時應采取有效加固措施，對于模板支撐與周圍結構連接出現松動的情況，需要及時安排專人進行加固處理，通過加密立桿、縮短立桿間距的方式，提高體系的支撐強度，并加強立桿之間的橫向聯系，在立桿的底部位置，增設橫向掃地桿，全面保障支撐體系的穩定性和可靠性。最后，合理控制監測頻率和預警值，確保能夠及時發展體系結構問題，相應預警值、監測限值詳細情況如表3 所示。

表3 預警值、監測限值

4.4 通病預防

結合以往高鋁模支撐體系應用經驗，在實際施工過程中，應針對常見質量通病問題采取有效預防和處理措施，最大程度上保障支撐體系的穩定性和可靠性。①對于墻體上部易垂直度爆點問題，需要確保斜撐的穩固性，并采取有效加固措施，對上部模板拼接處插銷進行加密固定處理，并對容易出現穩固性問題的部位，在兩面加設鋼絲繩進行拉結，確保連接穩固。②對于樓板開裂問題，在實際施工過程中，需要加強對于拆模時間的控制，并且拆模過程中，應避免對支撐立桿產生干擾影響，在必要情況下，還需要適當增加立桿和早拆頭套數，確保支撐體系的穩固性[5]。

5 結語

綜上所述，高層高鋁模支撐體系深化設計與科學應用是保障高鋁模施工作業可靠性以及穩定性的重要措施，在實際運用支撐體系的過程中，需要結合項目實際情況和特點，展開深化設計，明確工藝流程，疏理技術細節，并對支撐體系拆除工程進行詳細設計，明確施工要點，同時還應展開模板和支撐體系一體化設計，在保障施工質量安全的同時，提高施工效率，降低施工成本，此外，還需要對相關技術參數進行計算，確保其符合相關技術標準以及設計要求。在實際運用高鋁模支撐體系時，還應做好材料準備、質量檢查等相關工作，明確施工過程中的注意事項，采取有效監測控制措施，保障支撐體系的可靠性，并針對可能出現的樓板開裂等通病問題，進行預防處理。通過對高鋁模支撐體系深化設計與運用技術的進一步研究和實踐探索，高層建筑施工質量效果將會得到進一步保障，這對建筑工程領域發展有著積極意義和重要作用。