铝模在高层住宅建筑建造体系中的应用研究

罗 辉

(中铁二局房地产集团有限公司 四川成都 610031)

0 引言

高层住宅建筑在房地产行业中扮演着至关重要的角色，随行业蓬勃发展而规模日益增长，助推建筑工程技术日新月异，在 “节木代用”“节能减排”等国家政策引导下，打造绿色建筑成为主流趋势[1]，铝模因成本低、效率高、绿色环保、经久耐用等优势备受青睐，入选《建筑业10项新技术(2017)》推广，在绿色建筑技术中发挥重要作用。近年来，房地产市场盛行“短、平、快”高周转率运作，铝模运用空间更为广阔，由铝模与附着式升降脚手架(下称“爬架”)组合实现工序穿插提效技术空前流行，如何有效发挥铝模自身价值和衍生价值，适应当下房地产行业发展趋势，是建筑相关从业者应为之思考的。

1 铝模概述与特性

1.1 铝模概述

铝模全称铝合金模板，其设计与应用是混凝土工程模板上的一次技术革新，是继木、钢等传统模板之后全新模板系统，也是建筑工程建造技术工业化的具体体现。铝模起源于20世纪50年代的美国，一经面世便在欧美、亚洲等发达国家建筑领域得到迅速推广和运用。步入21世纪以来，城市建设全新发展规划伴随我国住房制度改革出现，房地产行业日渐繁荣，引领高层住宅建筑跨越发展，经日韩、港澳等地逐步引进铝模在广东一带率先应用，近十年来，伴随着某科、某园等房企“5+2+X”“SSGF”①工业化建造体系的不断推行，铝模作为工业化建造体系不可替代的新型建筑模板，在高层住宅建筑领域逐步代替木、钢等传统模板，展现出了广阔的发展前景。

1.2 特性

铝模是铝合金原材经机械加工、焊接、喷涂等工艺制成的混凝土结构模板，具备诸多特性和优点：①自重轻、强度高、安全稳定。铝模可实现人工灵活转运，释放塔吊吊能，不仅作业效率大幅提升，而且模板承载力高达60 kN/，安全系数高；②周转次数多、回收价值高。铝模可反复周转利用300次以上，标准板可在适宜项目直接投入使用，仅需加工非标准板，可回收残余价值高；③标准化程度高、施工精度高。铝模有助于标准化工地塑造，提升工程建设形象，且属工厂制作，模板精度高，操作工艺简单，混凝土工程实测实量成果优于验收标准要求；④绿色环保。铝模属于新型绿色建筑模板，符合资源节约、保护环境、健康舒适等绿色建筑要求，减少了木材损耗和资源浪费，降低了工地火灾安全风险。

2 高层住宅建筑建造体系中铝模应用价值

2.1 时间价值

设计、规模和资源同条件下，铝模可实现结构标准工期4～5d/层，而木模板结构标准工期5～6d/层，标准工期差值达1～2d/层；使用铝模不仅可有效减少二次结构和装修抹灰作业，缩短二次结构和装饰工程工期，优选搭配爬架技术，可实现多工序穿插施工，以某科“5+2+X”、某园“SSGF”等建造体系为例，可实现结构、装修、外墙、室外等分部分项或工序穿插施工，在保障各分部分项或工序合理工期前提下，可缩短建设周期约6个月，不仅提前实现产品交付和资金回笼，而且降低管理成本和增加工期转化效益，体现了时间价值。

2.2 经济价值

首先铝模可周转重复使用300次以上，其使用价值和回收价值极高，可在多项目间周转重复利用，有利于摊销工程建造成本，周转次数越高，铝模使用成本越低；其次使用铝模内外墙可达免抹灰或薄抹灰效果，由表1可知使用铝模较木模使用成本更低；再者使用铝模可实现提前穿插外窗、栏杆、外保温等装修工序；使用铝模可有效缩短结构工期和装修工期，既降低塔吊、施工电梯、脚手架等设备使用费用，又缩短整体建设周期，由此产生的经济和时间价值不可估量。

表1 某34层高层住宅建筑铝模与木模综合经济分析经验对比

2.3 产品价值

抹灰空鼓、开裂、漏水等质量通病，一直是建筑行业难以根治的顽疾，使用铝模可实现全混凝土现浇外墙，外门窗企口、滴水线、下挂板、构造柱等均一次浇筑成型，实现结构自防水，兼之内外混凝土墙免抹灰工艺。高精砌体墙或轻质内隔墙薄抹灰工艺，不仅增加了住房使用面积，且大幅减少渗漏、空鼓等质量弊病，配合工业化装配预制等建造体系，正逐步消除质量通病顽疾，有利于打造精品工程塑造产品形象，增加用户体验中的舒适感和产品衍生价值。

3 高层住宅建筑建造体系中铝模应用方向

铝模特性决定了更适宜节点、造型、构件等变化较少的标准层结构。地下室、架空层、机房层等非标准层因结构设计差异性适用性较低。在应用上，铝模可独立使用，也可搭配爬架甚至装配式构件等组成完整的建造体系应用，具备多种可能性。

3.1 铝模独立使用

铝模可搭配传统建造工艺作为结构模板独立使用，如图1所示。除时间、经济、产品价值优点外，也存在一定应用缺陷：一是搭配传统防护脚手架，无法达到智慧标准工地形象；二是脚手架悬挑层外墙混凝土非一次性浇筑，不利于外墙防渗漏，且悬挑型钢破坏铝模；三是无法实现工序高效穿插技术，不能充分发挥铝模缩短建设周期优势。

图1 铝模拼装实例

3.2 铝模搭配爬架建造技术

铝模搭配爬架是当下应用较多的新技术之一，集成铝模和爬架技术诸多优点，跨越传统建造逐步实现建造工业化和标准化，实现全混凝土外墙一次浇筑和结构自防水，不仅有利于外墙防渗漏，且以自升式爬架替代传统防护架，在安全性能和工程形象上更有保证，可实现结构、装修、外墙、室外等分部分项或工序穿插施工，在工期、安全、质量、效益、形象等多方面相对传统建造技术更具优势，如图2所示。

图2 铝模爬架穿插施工实例

3.3 工业化建造体系

当今是房地产行业极其繁荣发展的时代，竞争发展和技术革新是永恒不变的话题，以某科、某园等为代表的知名房企推陈出新，推行“5+2+X”“SSGF”等工业化建造体系，其核心便是铝模、自升爬架、全混凝土现浇外墙、工序穿插施工、装配式构件、BIM辅助设计等建造新技术，助推高层住宅建筑建造呈工业化和标准化趋势，实现各专业、多角度、全方位穿插施工，在工期、安全、质量、效益、成本、形象、绿色建造等方面较传统建造具有诸多优势，属目前高层住宅建筑较为前沿的建造技术之一。图3为某工程工序穿插模型示意。

图3 某工程工序穿插模型示意图

4 高层住宅建筑建造体系中铝模的应用

4.1 铝模安装

铝模体系由模板、支撑、紧固和附件四大系统组成[2]，一套铝模系统配置一套铝模板、三～四套钢支撑、紧固系统与附件系统按需增配，如图4所示。铝模应在工厂制作后组织预拼装碰撞检查，以便就近二次加工处理，待分区分类编号打包，通过物流运输至项目所在地安装。铝模首次三层模板应使用油性脱模剂，既达到保护铝模目的，又预防因施工周期较长致使水性脱模剂挥发失效。

图4 (对拉式)铝模构件示意图

铝模和木模安装流程基本一致，在测量放线、墙柱钢筋、安装预埋、施工缝处理、脱模剂涂刷等基本工序完成基础上，检查结构拉缝措施、填充构造墙钢筋等无误后，先墙后梁顺序拼装；楼板铝模安装则以早拆铝梁(龙骨)，阴角铝模、标准楼板为序拼装；楼梯铝模则由下部侧墙板、阴角模板、底模、上部侧墙板、狗牙板、踏步板等按序安装；最后则完成吊模、飘窗板、空调板、K板等铝模安装，同时铝模经校正、加固、验收等工序检查无误后即可进入下道工序。

4.2 铝模拆除

图5 铝模早拆技术分解示意图

铝模体系是通过保留独立支撑将梁板跨度分段减小，以达到缩短传统模板支撑混凝土结构强度拆模时间，实现提前拆卸梁板铝模周转下层使用，即模板早拆技术，如图5所示。铝模拆卸应规范操作，操作人员掌握铝模理论知识，配备专业操作工具，清理和人工转运本层铝模周转上层使用。为保障混凝土结构工程，铝模拆卸需遵循一定拆模顺序和时间间隔，墙体混凝土拆模强度达1.2 MPa，经验参考铝模可在混凝土浇筑完12 h后拆卸；梁板铝模则必须保证混凝土强度达到50%设计强度条件下，一般情况下不少于48 h方可拆除；梁板早拆头与竖向钢支撑的拆卸则必须符合规范要求混凝土拆模强度，板底、梁底及悬挑结构支撑根据经验参考可分别在保留10 d、14 d、28 d后拆除，具体拆卸时间以同条件拆模试块试验强度确定[3]。

5 高层住宅建筑建造体系中铝模应用探讨

5.1 铝模应用问题分析

铝模应用发展使建造呈工业化和标准化趋势，其优势与价值得到较为广泛的体现，但从当下应用现状分析，也暴露出一些亟待优化解决的应用难题。

从前期阶段分析：如设计阶段未考虑使用铝模，施工阶段墙体优化复核、深化、制作、预拼装、包装发货等流程一般需要耗时45 d以上，项目时常面临停工待模常态，通常略过预拼装检查以加快铝模进场，导致现场安装问题百出，甚至铝模返厂重制。

从资金投入分析：铝模前期阶段需使用单位投入运作资金，会增加使用单位资金占用额度，一定程度上或将影响使用单位资金运转。

从人才储备分析：我国铝模引入应用时间尚短，近年来技术人才和操作人员需求量伴随着铝模规模扩大而日益剧增，暴露出人才缺口难题；多数项目首次使用铝模，不仅管理人员缺乏铝模经验，而且多数操作人员均是首次接触铝模，不了解铝模技术要求、操作工艺和注意事项，兼之项目培训和交底效果参差不齐，各类使用问题层出不穷，首三层熟练期长达15d/层，如何解决此问题迫在眉睫。

从铝模本身分析：①铝模是以施工图深化为依据实行工厂预制，施工时结构、节点等变更，不仅会导致铝模二次调整和工期延误，而且将增加铝模使用成本；②未覆膜处理的铝模，混凝土化学反应高温将增强与铝模的粘合度，导致脱模时粘连混凝土表皮，将会产生质量问题和腐蚀铝模，降低铝模使用寿命；③铝模由工厂预制，在一些细节处理上无法完全契合多专业图纸，如下挂板、上返吊模偏位，加固点与安装预埋、悬挑钢梁冲突等问题；④斜支撑固定预埋定位偏位时常无法使用，而后加固费时费力且造成楼板破损；⑤使用铝模仍然无法完全避免混凝土表面气泡、麻面、蜂窝、烂根、漏浆等质量缺陷问题；⑥铝模拆卸时松动或拆除支撑周边模板、C槽周边模板，混凝土可能因扰动产生表面裂纹。

从工程安全分析：为保障结构抗震性能，使全混凝土现浇外墙符合结构受力设计，增设结构拉缝措施将剪力墙和混凝土构造墙从结构受力上分割开来，保障结构刚度合理，可有效降低地震作用引发的墙体开裂风险，但多数项目误认为混凝土构造墙强度高于砌体墙强度即为安全，结构拉缝措施漏设、不设、乱设等现状频发，建筑不符合结构受力设定，或将为工程结构安全埋下隐患。

5.2 铝模应用问题改进分析

首先，应规范使用铝模体系，建筑企业应重视培养专业人才和操作人员，结合企业需求建设人才队伍，鼓励不断改进和革新铝模技术，持续开展培训交流和实践，解决人才缺口问题，减少铝模应用和技术中出现的问题；其次，建立长期合作企业关系，实现类似或相同设计项目铝模互相周转，降低铝模使用成本；再者，根据企业产品系列，提前在设计阶段考虑全现浇混凝土外墙优化，避免施工阶段重新优化复核，缩短铝模前期阶段工期，解决停工待模现状，减少过程变更及因变更导致铝模返厂重制；另外，通过改进或创新施工工艺，降低结构拉缝设置难度，解决结构拉缝设置乱象，满足结构刚度合理性要求，降低地震时墙体开裂和自重对结构的不利影响；最后，铝模本身存在的瑕疵则需要在应用中不断加以优化，在生产制作和使用过程中避免此类问题，均是铝模厂家和使用单位需要深刻思考和解决的。

6 结语

综上所述，作为一种新型绿色建造技术，铝模展现出经济、环保、安全、效益等多重价值与优势，助力高层住宅建筑建造工业化和标准化，行业从业者既要充分发挥铝模价值与优势，更要正视铝模缺陷，从制作、技术、工艺、操作应用等多方面不断创新和优化，拓展铝模应用范围和适用性，创造更多经济价值与社会价值，促进行业绿色和谐发展。

注释：

①知名房企建筑建造体系，逐步实现建造工业化，围绕铝模、爬架、预制构件、智能建造等新技术为核心的建造工艺体系。