高層建筑鋁模板施工技術研究與應用

石夏斌

（中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030000）

隨著我國建筑工程項目建造技術不斷提高，高層建筑在施工中使用的模板類型越來越多，深入研究發現，木質模板是建筑施工中使用頻率最高的模板類型之一，但是在綠色節能類建筑工程項目的施工中，木質模板正逐步被金屬模板替代，為滿足建筑市場的需求，大量鋼模板、鋁合金模板等被投入使用[1-2]。鋼模板是最早使用的一種金屬模板，盡管此模板在施工速度方面具有一定的優勢，但是在自重、運輸成本等方面仍然有許多不足，限制了鋼模板在市場內的大規模地推廣。為解決這個問題，有關部門在進行大量研究后提出鋁合金模板，此材質的模板既具有傳統模板的優點，又克服了鋼模質量重、搬運不便和成本高的缺點，其不僅拼裝方便，還成型效果好，因此現階段已廣泛應用于建筑行業[3]。本文將從鋼模板入手，對其在高層建筑中的施工進行研究。

1 鋁模板結構設計

高層建筑鋁模板施工可使用的鋁模板寬度規格為100mm 和200mm 等[4]。主要截面參數見表1。

表1 梁鋁模板主要截面參數表

梁鋁模板主要截面如圖1所示。

圖1 梁鋁模板主要截面簡圖

根據標準，采用統一規格鋁合金模板，應該按照實際結構尺寸進行局部配模。鋁板材的厚度應該在4mm～5mm?？稍诟邔咏ㄖ敲嫔显O置寬100mm 的鋁梁作為龍骨。底部支撐結構的間距布置為1300mm×1300mm?？梢栽阡摻钍┕ぶ写┎鍢敲媸┕?，不需要分區施工。

墻體模板整體布置為貫穿式，部分需要根據具體結構布置。墻體模架分為水平和豎直兩種布置方式，并且都用T18高強度螺栓固定。最大的縱向間隔為900mm，底部間隔為200mm[5]。同時，將兩個鋼背楞水平固定在螺釘的位置。

若墻體的厚度＞400mm，則可以在墻體轉角位置上設置一個斜拉螺栓緊固背楞，具體操作如圖2所示。

圖2 墻體轉角處螺栓固定示意圖

當核心筒樓面結構發生改變時，在鋁模板施工中應配少量木模板充分適應樓層變化。需要采用斜撐的方式加固墻和柱，斜撐水平方向上的間距應控制在1.2m～1.5m，獨立的結構需要設置至少兩套完整的斜撐體系[6]。采用預埋或膨脹螺栓固定的方式連接斜撐體系與混凝土。

須結合柱截面的最大寬度設計柱模板，每隔500mm 安裝一塊特制的桁式背瓦。底部可采用“井”字形或“斜拉”形上下交錯排列，周圍可采用“斜”字形支撐，提高抗彎能力。

2 安裝鋁模板

安裝鋁型材墻體模板應遵循先內后外的順序，首次安裝時應相應調整墻體的豎向和水平標高。安裝內墻板由陰眼窩和墻蓋板兩部分組成。將模板放在控制線上，涂上脫模劑后，用臨時支架將其固定，再從兩側同時安裝鋁模板[7]。當安裝外墻模板時，需要在安裝前安裝K 板，即導墻板。安裝前需要在混凝土結構中錨固螺絲。當安裝外墻模板時，可以使用吊塔對其進行吊裝。安裝后，K 板主要起到較好的支撐作用。將對拉絲杠穿過預先預留好的孔口，在外墻模板上設置3 根背楞，并用3 根絲杠將其固定。在拐角處采用對拉絲桿斜拉固定直背楞，避免扭力和錯臺，保證結構的位移不偏斜。

在墻模板安裝完畢后，可以開始安裝斜向支撐。但是，在工作前，需要對模板的水平和垂直度進行調整，通常使用激光掃平儀檢測墻柱的垂直度，當出現偏差時，需要及時地調整。在墻柱兩側各設一對角支承，支承間距≤2m。對角撐桿的一端安裝在模板背楞上，另一端安裝在預先埋設在地面的膨脹螺栓上[8]。為避免垂直度出現偏差，將偏差控制在土表面5mm 內。調整墻體模板的垂直度和平面度后，安裝好墻體頂部的壓條，開始下一道工序。

在工地上進行對接，整體安裝后，在兩側用一塊斜板將其緊固到墻面上。當施工時，首先，處理地基。其次，處理邊緣。再次，吊入工作面。在安裝梁模板前，可以在材料堆疊的位置，簡單拼接。最后，整體安裝。利用角膜安裝將其固定到墻模板上。按照從下至上，再從上至下的順序。陰角與陰角間的連接示意如圖3所示。

圖3 陰角與陰角間的連接示意圖

在完成墻體模板調試及安裝后，開始安裝樓板模板。將龍骨固定在壁面模具的頂部。簡單組裝材料后用吊車將其全部安裝好。按照先前固定的龍骨平行安裝地板上的模子。用木釘連接兩個模板，釘上銷釘后，插入并釘上一根弧形的銷釘。固定好后，利用水平儀對模板安裝整體標高進行測量與調整。在保證標高正確后，用激光平面儀對整體平板表面的平面進行檢測和調整，調整支撐桿的高低。當樓板平面度偏差≤5mm 時，可以進行下一步的施工。

3 特殊部位的鋁模板處理

采用不同的材質對不同的沉降面板進行設計和處理。當底板高度≤100mm 時，吊架模板采用角鋼或方形鋼制。當板高＞100mm 時，采用鋁制模板吊掛。在模板懸掛的過程中，用吊具將相應的物料懸掛至相應的位置，同時保證模板的高度準確。

關于電梯井與采光井的定位，要按照外墻板的尺寸進行配模，通常要用角鐵或槽鋼加強，保證電梯井尺寸的準確性。

在不規則梁的位置，要根據現場情況設計和使用異形面板。為便于安裝和減少組裝誤差，要保證設計尺寸準確。

4 應用效果分析

4.1 工程基本情況與特點

在高層建筑項目的施工過程中，模板是最重要的周轉材料與構成結構之一。在研究中發現，模板結構在建筑中屬于一種臨時結構，能滿足建筑結構抗震、防火等要求。因為在工程項目施工中有模板作為支撐，所以混凝土才能按照設計的尺寸、形狀和結構，以規范化的方式展現在人們的眼前。模板的質量直接影響建筑混凝土施工的最終質量。采用模板工程進行項目施工，不僅可以保障混凝土在澆筑過程中的安全性，改善外觀質量，還可以控制工程進度，制約項目成本。在現澆混凝土建筑結構的施工中，需要按照規范設計模板工程，只有保證工作的規范性，才能一次完成鋪設建筑。本文通過研究，明確了模板工程項目施工的重要性，但相關內容研究仍局限在理論階段，要在市場等相關領域推廣應用這項技術，本文將以試點建筑工程項目為例，進行研究。

根據工程實際情況，本建筑項目為某大型項目中的A 座建筑，通過與建筑工程項目施工方交涉，明確本建筑由-4層～+64 層構成，本建筑的設計高度約為300m，基本結構為核心筒框架結構，根據工程方提出的要求，本建筑的標準層層高為4.2m，此外，建筑中另設有一層為避難層，層高度約為5m。

結合現場勘察發現，本建筑的外框由20 根巨柱構成，建筑中的標準層柱內部安裝了圓形鋼管，外框柱的最大截面面積為2000mm×2000mm。核心筒框架結構為矩形結構，對應的標準層設計尺寸為15m×38m，經現場測量后發現，建筑墻體最大厚度為1200mm，內墻厚度約為400mm。建筑中核心筒墻柱的設計尺寸見表2。

表2 建筑中核心筒墻柱的設計尺寸（單位：mm）

4.2 鋁合金模板安裝質量驗收與施工流程

在模板工程施工前，為保證工程的施工質量，需要確保工程施工材質符合驗收條件，不符合工程質量的材料不能進入工程項目施工現場，驗收標準與驗收方式見表3。

表3 鋁合金模板安裝前的質量驗收（單位：mm）

完成驗收后，按照圖4，設計鋁合金模板的作業與施工流程。

圖4 鋁合金模板的施工與作業流程

4.3 鋁模板施工的經濟性分析

完成施工后，對鋁合金模板的經濟性進行計算，如公式（1）所示。

式中：AW為鋁合金模板的經濟性指標；n為計算期；S為年銷售收入額；I為各年投資額；C為經營成本；W為凈現值；t為年份。參照木模板，對比鋁模板與木模板在相同工程項目中應用時的經濟性發現，鋁模板的經濟性指標量化取值為4.8，而木模板的經濟性指標量化取值為3.2，4.8 ＞3.2，說明在相同條件下，應用鋁模板可以提高項目的經濟收益。

在上述內容的基礎上，利用等值計算法，對在模板施工中每次周轉的折舊價值進行計算，如公式（2）所示。

式中：A1為模板施工中每次周轉的折舊價值；F為模板總使用面積；p為直線折舊系數；i為折舊次數。

在此基礎上，參照塑料模板、竹膠合模板等，計算模板施工中每次周轉的折舊價值，結果越高，說明對應模板在市場內的應用價值越高，反之說明對應模板在市場內的應用價值越低。統計試驗結果見表4。

表4 模板施工中每次周轉的折舊價值統計

5 結語

在房屋建筑、市政公路和道路橋梁任意類型的工程項目中，模板施工非常重要。在深入研究中發現，模板工程施工方案的合理性對工程質量、進度等有直接影響，對高層建筑來說，部分異形高層建筑具有弧形梁、曲面陽臺等特殊結構，導致傳統的木質模板難以滿足施工質量需求，而使用鋁制模板可較好地滿足建筑特殊結構的施工要求。隨著相關工作的持續推進，鋁模板因其質量輕、拆裝方便、承載力高、構件耐久性好、周轉次數多和現場無建筑廢棄物等優點，受到工程界的重視。為規范應用鋁模板，本文進行了研究，明確了應用鋁合金模板，不僅可以提高工程項目施工的經濟效益，還可以提高模板施工中每次周轉的折舊價值，與傳統的模板相比，鋁模板的綜合效益更優。