高層建筑施工中鋁合金模板技術的應用*

董德亮

(濟南鑄誠建筑工程集團有限公司 濟南 25000)

隨著城市化進程的加速,高層建筑作為城市發展的重要標志,其施工技術和質量要求也越來越高。傳統的木模板和鋼模板在高層建筑施工中存在一定的局限性,如重量大、周轉次數少、施工效率低等。而鋁合金模板技術作為一種新型的模板系統,因其獨特的優勢逐漸在高層建筑施工中嶄露頭角[1]。

1 工程概況

某市開發區民用建筑項目,總占地面積達到18 652.934 m2,總建筑面積為187 012.36 m2。3#樓的結構高度為149.65 m,其中鋁模施工范圍限于3#核心筒。該樓地下有3層,地上部分包含33層,3#樓采用了爬架配合鋁膜施工的技術。在鋁模模板工程方面,涉及的主要部位為3#樓核心筒和4#樓上部樓層的梁和板模板,主要用于現澆混凝土結構的高層梁板模板施工。

2 方案設計

本工程的設計包括梁板、墻模板和支撐系統的綜合規劃。梁板設計重點在于多樣的標準模板尺寸與材料選擇,其中鋁合金模板型材高65 mm,厚8 mm,鋁板4 mm 厚,適應各種梁截面尺寸。梁底部采用不同排數的支撐,依據梁寬調整。特別注意的是連梁節點的處理,確保連梁與墻體同步成型,并適當調整梁高。墻模板設計中內外墻采用不同尺寸的鋁合金模板,結合對拉螺桿和背楞系統,增強結構的穩定性。特別考慮了電梯井處的斜撐設置,以及墻體與砌體交接的細節處理。支撐系統設計中,采用工具式鋼支柱作為主要支撐元素,配合縱橫水平拉桿和對拉螺栓,增強整個結構的穩定性和安全性。確保材料符合國家標準,并通過嚴格的檢查和驗收流程。整個支撐設計旨在保障施工過程中的安全和進度,特別是在澆筑樓層梁板時下部模板的穩固支撐[2]。

2.1 模板系統

樓板模板系統采用標準尺寸500 mm×1 200 mm的樓面頂板,局部根據實際結構尺寸配置非標板。頂板型材高65 mm,厚度4 mm,板間通過銷子和鍥片連接。橫向間隔≤1 200 mm 設置100 mm 寬鋁梁龍骨,縱向間隔≤1 200 mm 設置快拆支撐頭。梁底龍骨和梁側模具采用特定尺寸的鋁梁和焊制雙層方管背楞。剪力墻主拼模板尺寸為500 mm×2 600 mm,墻模板間采用銷子和鍥片相連。電梯井、采光井等位置采用外墻板模板,需要額外加固。降板模板主要分布在廁所和陽臺,根據沉降高度采用不同方法固定。構造柱、門垛、窗垛與主體結構一次成型,減少二次結構施工。為便于模板傳遞,頂板上預留傳料口。其他細節處理包括陰陽角連接、墻體轉角處背楞斜拉螺栓固定,板底支撐系統采用可調式立桿,剪力墻與二次結構之間增加壓槽模板以控制裂縫。陰、陽角連接如圖1所示。

圖1 陰、陽角連接示意圖

2.2 支撐系統

2.2.1 立桿基礎

使用的是鋼筋混凝土樓板,每個立桿底部配備至少120 mm×120 mm、厚度不少于6 mm 的鋼墊片。在施工期間,下方三層的模板支撐立桿不允許拆除。

2.2.2 立桿設置

采用工具式支撐架,板底立桿間距最大為1 200 mm×1 200 mm。梁底沿著縱向的立桿間距與板立桿形成一列。對于寬度在100 mm 至400 mm 的梁底,設置單支撐,支撐間距為1 200 mm,并在梁底中間鋪設板材。梁底支撐鋁梁寬度為100 mm。此支撐系統的最大搭設高度為4.5 m。

2.2.3 掃地桿

安裝在立桿底部,高度不超過200 mm,沿縱橫方向交替設置。相鄰兩掃地桿的接頭不應在同一跨度內,且水平方向上的錯開距離應大于500 mm。

2.2.4 水平拉桿

立柱底部的步歩距應小于1.5 m,以確保支架整體的安全穩定。水平加固桿的步距不超過1.8 m。立桿頂部自由端不超過500 mm,需縱橫設置水平拉桿,拉桿端部伸出立桿300 mm。梁處橫向水平桿應連接至少兩跨內的支撐架。

2.2.5 側模加固

梁側設置由兩根鐵方管焊接而成的背楞,尺寸為30 mm×50 mm×3.0 mm 或30 mm×80 mm×2.5 mm。使用高拉力絲桿Tr18×1 600 mm 進行對拉,間距不超過1 000 mm。梁高在1 000 mm 到1 200 mm之間時增設一道背楞;梁高超過1 200 mm 時,則按照墻體模板的設置方法增設背楞對拉固定節點。

3 鋁模安裝

在施工中,模板卸下后應根據規格堆放,每25個一堆,安放于貨架或托板。按編號整齊排列以便識別,確保底部模板面朝上。銷子、楔子、連接件及工具應妥善存放,按需分發。依據裝箱單檢查確保構件齊全。水平測量中,先對裝配位置進行混凝土水平測量和修正,所有測量以T.B.M(臨時水平基點)為基準。測量結果在地板上以正(+)或負(-)標記,指示修正點。墻線不平處需調整至合適高度,確保模板正確橋接。混凝土表面高于基準點8 mm 以上的部分須打磨至平整。澆筑后,檢測平模外圍護板的水平度,以避免結構偏差。所有測量和調整記錄由監督員存檔。放樣線需超過開口150 mm 以確保模板位置。控制偏差時,通過測量和調整平模外圍模板的水平度來糾正。安裝垂直模板后,檢查并調整其垂直度。

使用定位磚和釘子確保模板與放樣線對齊,始終從角部開始安裝以保持穩定。安裝前,所有模板接觸面和邊緣需清理并涂油。角部和內角模穩定后,繼續安裝整面墻模,注意銷子頭部位置以便拆除。封閉雙邊模板前,預先在墻模連接件上套PVC 管,并確保管與墻模板面接觸正確,以便拆除時收回對拉螺桿。對于外墻的偏差,應輕微傾斜調整至正確位置,避免單邊提升。如有大偏差,可能需要鑿除部分混凝土。在墻模頂部轉角處,使用線錘檢查垂直度[3]。

在安裝平模外圍起步板時,首先將其用于封閉樓板四周,如電梯井和外墻面,作為垂直模板的連接組件。每層澆注完成后,保留上層平模外圍起步板,作為下層墻模的起始點。安裝前需進行清潔和涂油工作。為防止銷子脫落,銷子應從墻模下方插入平模外圍起步板。平模外圍起步板上開26 mm×16.5 mm長形孔,安裝M16螺栓以便調節平模外圍起步板的水平度和垂直度。使用吊線檢查平模外圍起步板的定位,確保墻模的直線度。對齊平模外圍起步板時,用帶PVC套管的橫拉桿固定背楞,并利用B.K.S.確保兩個平模外圍起步板的交接處平齊。

4 支撐架搭設

單支撐安裝順序中,首先安裝并調節底端與水平掃地桿的連接固定,同時校核立桿的垂直度。隨后,如第二層水平加固桿并與工具式單支撐固定,校核符合要求后,使用扳手以40～65 N·m 的力矩擰緊扣件螺栓。按此要求繼續搭設至第一步架完成后,進行全面檢查以確保構架質量。完成這些步驟后,安裝第二步的水平桿,并根據搭設進度及時裝設剪刀撐。

在支撐系統安裝中,首先工程技術負責人向施工人員進行安全技術交底,并進行驗收確認。施工前,需檢查鋼管和配件的質量,清理工作面。按立桿平面布置圖放線定位,彈出立桿位置線,精確安放底座。施工時應采用逐排或通層搭設法,并及時安裝掃地桿和水平縱橫加固桿。確保立桿垂直度和水平桿間距符合設計要求。水平桿對接扣件應交錯布置,錯開距離大于500 mm。扣件擰緊力矩控制在40～65 N·m,需形成書面記錄并進行抽檢。搭設完成后進行自檢,通知相關部門檢查,經監理和質監站驗收后方可投入使用。

5 模板拆除

在拆除墻模板的過程中,首先要確保混凝土試塊強度滿足要求。在開始拆模前,拆除所有固定在混凝土板上的墊木、橫撐、背楞、銷子和楔子,特別注意外部和中空區域的安全問題。拆模應從墻處開始,優先抽取對拉螺絲,同時注意在戶外腳手架上安全拆除。拆除后,立即進行清潔工作,特別是難以拆除的模板。隨著拆除工作的進行,同時開始拆除套管,并妥善儲存以備下次使用。拆除完成后,標識模板并合理堆放,以便于下次使用,同時確保工作平臺支撐的安全。

當構件跨度≤1.3 m 且混凝土強度達到設計強度的40%以上,不低于10 MPa時,可以開始拆除梁板底模。拆除工作先從板梁開始,依次拆除銷子和梁模連接桿,然后是板梁與頂板的銷子和楔子。在拆除前,確保安全地架設工作平臺。拆除時應先去除相鄰模板的銷子和楔子,利用拔模具分離模板。拆除的順序由安裝順序決定,拆除后的模板應立即清潔。只能拆除有拆除標記的部件。

當混凝土強度達到設計強度的75%后拆除支撐立桿。首先拆除部分水平桿以便于模板搬運。在拆除支撐桿時,應先用手穩定支撐桿,再用木錘沿支撐梁方向敲擊。在拆除腳手架支撐前,清理模板支撐上的雜物。高于4 m 的梁、柱、墻模板拆除時需搭設腳手架或操作平臺,并設防護欄桿。拆除時應逐塊進行,避免成片松動或墜落。操作人員應在安全區域進行拆卸,避免傷害。支撐架的拆除應從梁中心開始,對稱向兩端進行,逐層拆除,按先上后下、先外后里的順序進行。拆除工作中,禁止使用硬物敲擊,拆下的部件應妥善存放。

在拆除及處理墻模板的過程中,首先根據混凝土強度達到規范要求后開始拆除。拆除時,先移除所有連接件如銷子、楔子,并清理掉模板上的污物。搬運模板時,可以通過樓梯、樓層預留空間或頂板預留孔轉運到下一層。清潔后的模板應按順序堆放并做好標記,便于再次使用。拆除平模外圍護板時,只需拆除與墻模板下部相連的部分。在拆除墻爬墻架和工作平臺時,注意安全,保證無雜物,操作人員應穿戴安全裝備,并在拆卸過程中小心操作[4]。

6 鋁板模板系統在建筑施工中的應用與效率分析

該工程通過使用鋁合金模板施工技術,同時澆筑樓面板、梁、立墻及立柱,使循環進度縮減到了4 d,大大縮短了樓層施工的循環進度。樓面鋁板模可以在混凝土澆注后的36 h內拆卸,比傳統模板系統需要的數日時間大幅縮短。為了確保提早拆板的安全性和實用性,同時確定樓面板拆板后臨時支撐的布置及拆頂的安排,對永久結構(樓面板及梁)在施工荷載作用下的早期強度進行了校核,且均符合設計要求。

7 結語

本工程采用的鋁板模板系統在建筑施工中展現了顯著的效率和便利性。通過標準化的模板、優化的支撐結構以及精確的施工計劃,該系統大幅縮短了施工周期,同時保證了結構的安全和質量。系統的高效拆卸與可重復使用特性,不僅提升了施工效率,也降低了總體成本,為現代建筑施工提供了一個高效、可靠的解決方案[5]。