铝合金模板在某超高层建筑中的应用

张爱青

(长春工程学院，长春 130012)



铝合金模板在某超高层建筑中的应用

张爱青

(长春工程学院，长春 130012)

铝合金模板作为一种新型建筑模板，发展迅速，但在我国的应用尚处于初级阶段。通过铝合金模板在某项目中的应用，总结了铝合金模板在设计、施工工艺、安全施工等方面的要点，为应用铝合金模板的工程提供参考。

铝合金模板；施工工艺；超高层建筑

铝合金模板体系主要由模板系统、支撑系统、紧固系统、附件系统4部分构成，是近年来推广应用较为广泛的一种新型绿色模板施工技术[1]。铝合金模板体系不同于传统的木模板体系，需要根据建筑结构的特点进行相关的配套设计[2]。目前，在国内主要应用于高层和超高层建筑中。

1　工程概况

中航资本大厦项目位于北京市朝阳区崔各庄乡、望京2号地中的626-1地块；东北紧邻大望京公园及五环路，南至大望京街，西北至地铁15号线及规划望京新干道，西南至规划望京2号路。地下室5层，裙房地上4层，地上塔楼43层、局部出屋面两层设备。总建筑面积135 366.50 m2，地上91 482.87 m2，地下43 883.63m2。

本工程地下4～5层层高3.7 m，地下3层层高3.65 m，地下2层层高3.85 m，地下1层层高6.0 m，地上1～4层层高5.5 m，低区标准层层高4.2 m，14层避难层层高8.0 m、中区标准层层高4.5 m，29层避难层层高8.0 m，高区标准层层高4.5 m。地上主要屋面高度205.10 m。如图1所示。

2　铝合金模板的设计

2.1墙模板设计

墙模板设计本工程有4.2 m和4.5 m标准层高，外墙采用大钢模，内墙采用铝合金模板。4.2 m层高模板尺寸400 mm×3 850 mm，当层高升为4.5 m时，则在4.2 m配板基础上再增加400 mm×300 mm的墙板。墙模板处需设置对拉螺杆，其横向设置间距≤800 mm、纵向设置间距≤900 mm。对拉螺杆起到固定模板和控制墙厚的作用。对拉螺杆为T22梯形牙螺杆，材质为45#钢。墙模板背面设置有背楞，背楞设置间距≤900 mm。背楞材料为双6.3#槽钢。本工程外墙面共设置6道背楞。

图1　中航投资大厦

2.2梁模板设计

梁模板标准尺寸为200 mm×400 mm，局部按实际结构尺寸配置。梁模板型材高65 mm，铝板材4 mm厚。梁截面宽度小于等于400 mm时，梁底设单排支撑，梁底支撑间距1 200 mm，梁底中间铺板，梁底支撑铝梁100 mm宽，布置在梁两侧。梁截面宽度大于400 mm，梁底设双排支撑，梁底支撑间距1 200 mm，梁底中间铺板，梁底支撑头100 mm宽。跨度大于4 m的梁支梁底板先不要起拱，否则梁侧板不好关，等模板都支好后，在跨中位置按跨度的1/1 000～3/1 000起拱，用工具式钢支撑调节梁底板高度。

2.3楼面顶板设计

楼面顶板标准尺寸400 mm×1 100 mm，局部按实际结构尺寸配置。楼面顶板型材高65 mm，铝板材4 mm厚。楼面顶板横向间隔≤1 200 mm设置一道100 mm宽铝梁龙骨，铝梁龙骨纵向间隔≤1 200 mm设置快拆支撑头(流星锤)。工具式钢支撑套在PH头上，支撑间距为1.2 m×1.2 m。

2.4支撑系统设计

本工程4.2 m和4.5 m层高采用高支模钢管支撑，中间设置三道水平杆，钢支撑顶部采用一个可调顶座，用两根钢管顶住PH头，钢支撑长度为3.5 m，当层高为4.2 m时，可调顶座为370 mm，层高为4.5 m时可调顶座为670 mm。

3　验算

铝模板自重标准值:0.25 kN/m2，混凝土自重密度:24 kN/m3，钢筋自重标准值1.1 kN/m3，施工活载标准值:2.5 kN/m2，楼面厚度100 mm，工具式立柱支撑间距1 100 mm，铝模板弹性模量6.9×104N/mm2，X轴截面惯性矩IX为956 363.7 mm4，截面最小抵抗矩WX为1 899.7 mm3。

楼面均布荷载P=1.35×(24 kN/m3×0.1 m+1.1 kN/m3×0.1 m)+1.4×2.5 kN/m2=6.94 kN/m2。

3.1楼面处铝合金模板整体强度及刚度校核

均布载荷P=9.824 kN/m2，支点最大间距为1 100 mm，受力按1 100 mm跨度简支梁计算:

400 mm标准模板上所受均布荷载：q=Pb=6.94 kN/m2×0.4 m=2.78 kN/m；

刚度验算：v=0.81 mm≤[ν]=1.5 mm。

3.2工具式钢管立柱计算

3.3拆卸铝模板后楼面混凝土受冲切承载力验算

拆模后混凝土受冲切承载力截面位置如图2所示。

图2　计算楼面受冲切承载力截面位置

根据GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》[3]第8.2.8条：受冲切承载力应按下列公式验算Fl<0.7βhpftamh0；am=(at+ab)/2；Fl=PA。

am=(at+ab)/2=(550+1300)/2=925 mm；Fl=PA=6.94×103×1.21=8.40 kN。

C30砼抗拉强度设计值ft=1 390 kN/m2，βhp=1。

Fl=8.40 kN<0.7βhpftamh0×50%=0.7×1×1 390×0.925×0.1×50%=45 kN。

满足要求，楼面混凝土不会受到冲切破坏。

4　铝合金模板施工工艺

4.1工艺顺序

主要施工顺序如下：结构找平，刷模板隔离剂，墙模板放线、安装、定位、校直，梁板模板安装，楼面模板安装，安装垂直钢支撑和墙体加固背楞，调节楼面模板标高，打混凝土前加固件检查，浇注混凝土，模板拆除(先竖向模板，后水平模板，早拆支撑头不拆)，人工经上料口或者洞口外架转运到上一层。

4.2铝合金模板安装

4.2.1铝合金模板物料的接受与放置

模板卸下后按编号排列整齐，25个一堆，堆放在货架或托板上，叠放时必须保证底部第一块模板板面朝上，所有的销子、楔子、墙模连接件等构配件以及特殊工具应妥当地储存起来，在需要使用时再分发下去，以装箱单为依据检查构件，确保构件全部到位。

4.2.2水平测量

装配模板之前，在装配位置进行混凝土楼板面标高水平测量，水平测量都以T.B.M(临时水平基点)为基准，测量时，在地板上画正(+)或负(-)来标记测量结果，测量记录由指定监督员存档保存。

沿墙线标高超出设计标高10 mm的地方，应打匝到不高于10 mm。沿墙线低于基准点的地方，需用胶合板或木头填塞模板至所需水平高度。角部及墙中的低位必须要充分填塞。混凝土浇筑后，平模外围起步板(K板)顶部需进行水平测量，平模外围起步板(K板)的水平度达不到要求会引起结构偏离中心线、模板不能保持其垂度。为便于浇筑后调整平模外围起步板(K板)，可在上面开26 mm的长形孔。平模外围起步板(K板)的测量记录由指定监督员存档保存。同时偏差检测应执行并记录存档。

4.2.3放线

放样线应穿过开口、阳角等至少150 mm，便于控制模板在浇注前的正确位置，墙边模板线误差控制在1 mm以内，离模板线外侧200 mm处应在相同方向再平行放一条控制线。参考点和放样点直接影响墙体垂直度，严禁其移动或破换。

4.2.4控制/纠正偏差

通过观察偏差及用工具测量平模外围模板水(K板)平度，确定哪些位置需要进行修正工作。如果平模外围起步板(K板)需要调整标高，逆时针拧松紧固螺栓，调整其至所需位置后再拧紧螺栓。安装好垂直模板以后，立即检查阳模的垂直度并采取措施控制偏差。除了平模外围起步板(K板)的标高外，可以用螺旋千斤顶和铁链来拉动模板校正墙面垂直度，也可用可调支撑控制墙面垂直度。

4.2.5模板安装前检查

模板安装前复查定位钢筋是否在放样线内，确保模板安装对准放样线。检查所有模板，保证其接触面及边缘部已进行清理和涂油。

转角稳定后和内角模按放样线定位后继续安装整面墙模。为了拆除方便，墙模与内角模连接时销子的头部应尽可能在内角模内部。封闭双边模板之前，需在墙模连接件上预先外套PVC管，同时要保证套管与墙两边模板面接触位置准确，以便浇注后能收回对拉螺杆。当外墙出现偏差时，必须尽快调整至正确位置，需将外墙模在一个平面内轻微倾斜，如果有两个方向发生垂直偏差，则要调整两层以上，一层调整一个方向。在墙模顶部转角处，固定线锤上端，线锤自由落下，线锤尖部对齐楼面垂直度控制线。如有偏差，通过调节斜撑，直到线锤尖部和参考控制线重合为止。

4.2.6模板安装

铝模板安装工艺简单，只需按图纸和模板编号一步步循序渐进。墙模板安装前在构件与混凝土接触面处涂脱模剂，然后遵循先内墙后外墙的顺序，依据墙定位控制线，从端部封板开始，两边同时逐件安装墙板。墙模板安装完成后检查其垂直度并采取措施控制偏差。

墙顶边模和边角模与墙模板连接时，应从上部插入销子以防止浇筑期间销子脱落。安装完墙顶边模，即可在角部开始安装板模。板梁用于支撑板模，在大多数情况下，应按板模布置图组装板梁。用132 mm销子和两条330 mm的加固条(BB条)将板梁组合件中的DP(支撑头)同相邻的两个板支撑梁连接起来。梁模板安装时遵循先底模板再侧模板的施工顺序，把支撑钢管朝横梁方向安装在预先安装好的横梁组件上，并把横梁提升到适合位置，通过已在角部安装好的板模端部，用销子将梁和板模连接。

每排第一块模板与墙顶边模和支撑梁连接。第二块模板需与第一块板模相连(两套销子连接)。第二块模板不与横梁相连是为了放置同一排的第三块模板时有足够的调整范围，第三块模板和第二块模板联接上后，第二块模板固定在横梁上。用同样的方法安装剩下的模板。顶板安装完成以后，应检查全部模板面的标高，如果需要调整则可转动支撑钢管调整梁板和顶板水平度。

4.2.7控制要点

1)保证垂直度、平整度、稳固性；2)背楞位置正确；3)封堵模板下端缝隙；4)销钉完整；5)K板正确安装。

4.3铝合金模板拆除

铝合金模板底模拆除前，混凝土强度应达到表1的要求。

表1　底模拆除前混凝土应达到的强度

注：为保证混凝土质量，混凝浇筑施工时需增加一组同条养护立方体试块，拆除底模前需先进行此试块试压检测，或者现场进行回弹仪检测，强度满足上表要求后报监理工程师批准方可进行拆除。

1)墙模板。根据工程项目的具体情况决定拆模时间，一般情况下(天气正常)24小时后可以拆除墙模，过早拆除会造成混凝土粘在铝模板上，影响墙面质量。墙模板应该从墙头开始，拆模前应先抽取对拉螺栓。拆除墙模板之前保证以下部分已拆除：所有钉在混凝土板上的垫木、横撑、背楞、模板上的销子和楔子。在外部和中空区域拆除销子和楔子时要特别注意安全问题，另外，在拆模期如果不够重视收集材料，则会在短时间内丢失大量的销子和楔子。

2)顶模板。拆除时间根据每个工程项目的具体情况来设定，但不能少于36个小时拆除顶模板。拆除工作从拆除板梁开始，拆除132 mm销子和其所在的板梁上的梁模连接杆，紧跟着拆除板梁与相邻顶板的销子和楔子，然后可以拆除梁底板。

3)拆除楼顶板、梁顶板时，严禁碰动支撑系统的杆件，严禁拆除支撑杆件后再回顶。

4)所有部件拆下来以后立即进行清洁工作，清洁得的越早越好。拆除的第一块模板因为与其他相邻模板有连接，较难拆除，剩余模板如在使用前已清洁和涂油，利用拆模专用拉杆将很容易拆除相邻模板。

5)对拉螺杆从墙上拆除的时间越早越容易拆除，可以减少损坏。

6)把模板转移到另一个地方时，做好标识并合理堆放在适当的地方，方便下次墙模板的安装并且可防止工作出现混乱。操作工人拆除外墙时要带好安全带，物件要抓牢，采用两人一组，配合作业，严防高空坠物。

7)控制要点：①注意收捡销钉销片；②杜绝松动支撑杆；③涂刷脱模剂；④模板有序传递、堆放；⑤及时清灰；⑥管理人员旁站监督。

4.4冬季施工方法

冬季地上部分使用铝合金模板施工，由于冬季施工期间大气温度较低呈逐渐下降走势，混凝土早期强度增长较慢且在负温下混凝土强度基本停止增长(处在休眠状态)。为保证施工工期及施工进度的要求，确保已施工部分结构的安全，冬施期间所施工的楼层待混凝土强度达到设计要求(混凝土强度不小于1.2 MPa)后再拆除。

1)清理铝模板，在铝模上涂刷一层油性脱模剂(2～3层涂刷一次)。特别注意下雪天工人要注意安全，防止滑倒造成危险。

2)支模时，需清除基层的冰雪，在雪天里支设的模板要覆盖上口，防止冰雪进入模板内。浇筑混凝土前需及时将冰、雪等清理干净。

3)浇筑完成后的混凝土表面覆盖的保温层，不得采用潮湿状态的材料。

4)拆除剪力墙模板时，需在混凝土达到临界强度4 kN/mm2，且其温度降至5 ℃以下时方可拆除。拆模时混凝土温度与环境温度差不大于15 ℃，拆模后的混凝土表面需及时覆盖，使其缓慢冷却。

4.5铝合金模板的优势及经济效益

4.5.1优点

1)重量轻：铝合金模板每平方米的重量仅为20～25 kg，可人工搬运至上层，减少对塔吊的依赖。2)强度高：承载能力高，每平方米可达68 kN以上。3)环保、回收价值高：铝模板是新型的绿色环保建材，工厂化生产，废弃后铝材回收利用率高。4)施工质量精度高：拆模后混凝土表面平整光洁，可达到清水混凝土的效果，降低建筑表面的装饰成本。5)施工效率高：铝合金模板拼装简便，拼装速度快，可完全由工人进行拼装，也可先在空旷地拼装成片后由机械吊装。6)支撑简单：铝合金模板采用独立支撑，操作空间大，人员通行、材料搬运畅通，现场易管理。7)文明施工程度高：现场建筑废料少，整洁、干净。

4.5.2经济效益

1)在建筑过程中使用此模板，能轻松做到4天1层甚至3层，大大缩短了建设周期，在开发上节约

了更多的时间，降低了财务成本，改善了资金回笼，提高了效益。2)大幅提高建筑质量，利于销售的同时，大幅减少了因建筑质量引起的纠纷，从而降低了管理费用和风险费用的支出，提高了经济效益和形象效益。3)混凝土表面质量平整光洁，基本上可达到饰面及清水混凝土的要求，无需进行抹灰，节省一道工序，节约材料人工的同时，还节约了装修时间。4)减少2/3的模板工人，降低项目管理难度。5)不占用塔吊，节约塔吊资源35%以上；不使用出料平台，避免高空落物；无铁钉等物件，降低工伤意外率；承载能力高，施工安全有保障。6)场地清爽，有利其他工种跟进，加快施工进度。7)尺寸准确，避免后期打凿修补，减少垃圾的生成。8)无需专业工种，任何工种经过培训即可工作，避免工序间窝工现象。

5　结语

1)铝合金模板设计时应根据每个工程的特点设计出合理的组合方式。

2)本文对拆卸铝模板后楼面混凝土受冲切承载力进行了验算，得知拆除模板时冲切力对混凝土影响不大。

3)根据施工工艺，总结了安装和拆除模板时的控制要点，尤其是墙顶边模和边角模与墙模板连接处，销子应从上部插入防止浇筑期间销子脱落。

4)冬施期间浇筑混凝土前及时将雨、雪等清理干净，所施工的楼层待混凝土强度达到设计机要求(混凝土强度不小于1.2 MPa)后再拆模。

[1] 谢艺.铝合金模板体系在高层住宅中的应用探讨[J].山西建筑，2015(9):93-94.

[2] 郑昊霖.新型铝制模板的施工技术的应用[J].科技与企业，2014(3):144.

[3] 中华人民共和国建设部.GB 50007—2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国标准出版社，2012.

The Application of Aluminum Template in a Super High-rise Building

ZHANG Ai-qing，etc.

(ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

As a new building template，aluminum template developed rapidly.However，its application in China is still in its beginning part.In this article，by the introduction of aluminum template in one construction，the main points on aluminum template design，construction techniques，safety construction，and so on have been summarized in order to provide

for other aluminum template application constructions.

aluminum template；construction technology；super high-rise building

10.3969/j.issn.1009-8984.2016.03.008

2016-06-06

张爱青(1990-)，女(汉)，山东菏泽，硕士

主要研究结构。

TU512.4

A

1009-8984(2016)03-0035-04