铝合金模板早拆模支撑体系施工技术研究

孔绍东，罗 勇，宋满荣

(1.合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009；2.中铁四局集团建筑工程有限公司，安徽 合肥 230022)

0 前 言

随着模板种类的增加，模板的一次性投入、回收利用成为决定项目成本的关键内容。模板的回收利用降低了模板成本，充分利用资源符合当今市场经济体系的运作规律。但是，当混凝土达不到拆模标准时强行拆除将危及工程质量，甚至导致工程安全事故发生。为了提高工程项目的经济性与安全性，有必要将工程质量与模板循环使用有效地相结合。减少拆模时间，提高模板的回收利用率以及提高混凝土结构的质量是新型模板工程中需要解决的难题。铝合金模板体系早拆技术的出现，既改善了模板材质，又提高了模板施工效率及混凝土结构成型质量。

1 工程概况

中铁四局集团有限公司承建的郑州航空港河东四棚户区一标项目位于河南省郑州市航空港区三官庙乡教场袁村万三公路边，距新郑国际机场约10 km，总建筑面积82.95万m2，由5个独立地块组成。1#～5#地块采用CFG桩复合地基处理，基础结构形式均为筏板基础。车库地下2层，基础结构形式为筏板基础，框架剪力墙结构，主体标准层均采用了铝合金模板施工，每栋楼配备了一套铝合金模板及三套支撑，按照各地块的施工进度进行周转使用。

2 技术特点

1)铝合金模板结合早拆模支撑体系具有刚度高、整体稳定性好，板面大拼缝少，精度高、工程质量好，安装拆除方便、施工效率高，施工现场安全、整洁、施工形象好，重量轻、对机械依赖度低等优点，可广泛应用于钢筋混凝土施工。

2)采用铝合金模板与传统模板施工相比,铝合金模板体系虽然一次性投资大，但在分摊成本上较传统模板有较为明显优势。

3)铝合金模板体系运用于高层建筑和大空间建筑项目中，能取得更好的综合效益，有利于实现绿色施工。

4)合理运用BIM技术解决铝合金模板配模的问题，模拟搭设使现场模板安装拆除效率更加高效。

3 施工工艺及操作要点

3.1 铝合金模板深化设计

1)结构深化。首先对构件尺寸进行深化，在铝合金模板设计过程中，常会碰到梁截面不同或者凸窗尺寸不符合标准板尺寸的情况，因此进行构件尺寸深化，使其满足铝模配板模数。并且在剪力墙与梁交接部位的截面尽量保持相同，降低铝模配模的加固难度。此外，在降板位置或者墙梁交接位置，通常容易出现小尺寸构件，通过构件尺寸的深化，减少小尺寸构件，便于铝模的安装，方便设置免抹灰企口。其次，在楼梯部位，折板处转折角度大或者转折长度小，不利于浇筑成型效果，甚至梯板与梯梁交接位存在尖角，对铝模设计和安装带来困难，所以进行优化做填平处理[1]。

2)建筑深化。简化外立面线条，将奇偶层的线条做法统一，无功能要求的外立面造型线条，采用成品线条代替。外立面装饰层采用涂料饰面层。螺杆洞采用膨胀砂浆以及发泡剂进行封堵，同时在外墙上涂刷JS聚合物防水涂料。

3)管线深化。铝合金模板中对拉螺栓与线盒可能会起冲突，在铝合金模板深化过程中，为避免对拉螺杆与线盒冲突，提前将线盒排版，如果有冲突，调整螺杆孔位置，使机电安装更加顺畅进行。此外，对于2个以上线盒连续布置时，采用连体线盒。对楼面的线管成品进行保护，采用PVC管浇筑水泥砂浆保护，避免由于铝模搬运、掉落造成的破坏。

3.2 BIM技术的运用

传统的铝合金模板配模图，仅是对铝模的编号尺寸进行平面标注，不能很好表现细部的拼接关系，工人和管理人员学习施工方法的成本较高，不能快速理清铝模的摆放关系，而且平面有时很难表达空间的位置关系。另外因为模板及配装图与现场位置有偏差，施工现场往往会出现随意切割铝模的现象。因为上述原因，此次利用BIM建立铝合金模板标准构件库，根据结构、建筑、水电等各专业施工图纸等要求，实现快速配模，同时利用BIM技术对铝合金模板进行可视化设计。通过BIM技术对设计的铝合金模板的拼装、拆卸、适用性等进行模拟论证，并将论证后的设计方案利用BIM可视化出图对厂家交底定制，从而保证了铝合金模板设计的最佳适用性及定制的精确性。图1为铝合金模板可视化设计。

图1 铝合金模板可视化设计

利用BIM技术模拟建造，使支持体系搭设到位，避免局部出现模板开裂，后期返工浪费材料及人工。进行复杂节点的模拟，现场进行三维技术交底，沟通效率极大提高。同时，BIM软件中提供各种材料具体用量，包括模板、木方、对拉螺栓等。现场管理人员及工人通过扫描二维码，能看到每块模板的所属区域、规格和编号与整个模板搭设的施工工艺流程。

3.3 剪力墙钢筋绑扎

钢筋运达现场后，根据施工图纸进行墙、柱钢筋绑扎及水电预埋安装作业。绑扎墙体钢筋时，对偏离墙体边线的下层插筋进行校正处理。

在剪力墙钢筋绑扎施工时，就要做好铝合金模板安装定位的前置工作，墙边线外200 mm或300 mm需设置铝模控制线，控制线误差应在2 mm以内，并且设置定位钢筋，距地面标高8 cm，每间隔1 m设置1根。定位钢筋预先切好，尺寸应小于墙厚2 mm，从而保证铝合金模板在安装时剪力墙墙体厚度和位置的准确[2]。图2为铝模控制线。

图2 铝模控制线

3.4 铝合金模板安装

1)墙模板安装。墙模板系统主要包括平板、端板、外角铝条、对拉螺杆、钢撑杆和K板等。按照匹配图中的相应编号安装铝合金模板，并按照外墙、内墙的安装顺序安装。在安装外墙模板前，应与外部起步板(即K板)一起安装。如果存在连续的垂直模板，则应将楼板与墙板围成一圈放置，并用作顶层连接组件的垂直模板。内墙模板安装时从内角模开始，也可从墙头封板开始，按照模具编号由中间延伸到两侧。沿控制线放置模板后，将模板临时固定在支柱上，同时将墙模板同时固定在两侧。垂直模具每300 mm用1根销钉固定，插销施工至模具连接处没有间隙。横向拼接的模板端部插销必须钉上，中间可间隔1个孔位钉上。在安装另一侧墙模时，在对拉螺栓孔位置附近将尺寸相符内撑钢筋垂直放置在剪力墙的钢筋上，检查对拉螺栓穿过是否有钢筋阻挡(特别是墙、柱下部)，如有阻挡，钢筋需进行移位，以保证PVC套管顺畅通过。安装墙模板后，将对拉螺杆放入模板中的预留孔中，布置顶部、中部和底部3个通道[3]。

2)梁模板安装工艺研究。梁模板系统由梁底模板、阴角模板、阳角模板、梁侧模板、梁顶托和独立钢支撑等组成。在梁底模板设置梁底早拆模板，在梁底早拆模板下安装独立钢支撑，支撑间距最大不超过1.3 m。安装顺序为：梁底模板→独立支撑→梁侧模板→阴角模板。梁底模板的标准长度为1 100 mm，每隔1 200 mm设置1个梁底支撑，侧板分为梁侧模板和转角构件，梁侧模板的标准长度为1 200 mm，以标准板优先排布为原则安装。

3.5 混凝土浇筑

由于铝合金模板具有良好的气密性，在混凝土浇筑中，混凝土中的气泡往往很难排出。在墙模板拆除后，发现有墙面气泡较多的现象，而且有越发严重的趋势。

经过研究，采取了以下办法：①在前期BIM深化设计过程中，通过与铝合金模板厂家沟通，在铝合金模板上预留透气孔(观察孔)，在浇筑时空气能够通过透气孔排出，并且通过孔道可以实时观察混凝土浇筑情况，提高了混凝土浇筑质量和效率;②在浇筑混凝土期间，为了避免在混凝土表面上产生气泡，优化混凝土配合比，适当地调整混凝土添加剂的用量并调整混凝土的水灰比，生产专门针对铝合金模板工艺专用的配合比混凝土，减少气泡的产生;③加强对混凝土施工工人的施工监督，避免振动泄漏和振动时间短导致局部气泡不能排出;④考虑到混凝土中的气泡粘附在铝合金模板面板上，振捣不易引出，所以减小了脱模剂涂刷厚度，但要保证其涂刷均匀[4]。图3为铝合金模板混凝土浇筑质量图。

图3 铝合金模板混凝土浇筑质量

3.6 模板拆除

在混凝土达到拆模设计强度后，按相关规范中关于底模拆除时的混凝土强度的规定，有序进行模板拆除。墙模板拆除顺序为：斜支撑→螺杆背楞→墙端头板→墙板→阴角板。梁板拆除顺序：先拆底模再拆侧模，保留立杆。墙模板上传后，可进行梁模板的拆除。拆梁底模板时应有两人协同作业，撬松时两人托住梁底板，轻放地上，不可让其自由落下使模板受损，梁底支撑不可松动和拆除。梁底模板拆除后清理干净放置在梁的下方，梁与墙连接的阴角模、梁底阳角模等小块模板如有松动应及时连接牢固。顶板拆除前先将背楞、对拉螺栓、梁板等上传，地面杂物清理堆放在墙边，不影响操作平台的移动，先拆顶板面积较大的房间。

3.4 坑槽填补与压实

在沥青路面坑槽内填入适量的冷补料，一直到比水平路面高约2 cm，同时确保坑槽内的中间位置突出。考虑到车流量比较大，需要增加冷补料用量10%～20%。针对损坏深度>6 cm的沥青路面坑槽，应采用分层填补处理方式，各层的厚度控制在2～4 cm，然后逐层进行压实，以提升施工质量。若是沥青路面坑槽密实度不达标，受到行车荷载的作用后就会发生下沉现象，此类问题无需进行挖除重填，可以从下沉的沥青路面坑槽内填补级别更高的冷补料，并进行充分压实[4]。沥青路面坑槽填补均匀之后需要结合填补面积大小与路面实际情况，选择合适的设备与方式实施坑槽压实，具体压实顺序是由坑槽外至坑槽内，保证坑槽中间位置呈现为较小的弧形凸起状态。此项目中沥青路面的坑槽破损范围相对偏大，所以通过分析研究确定选择双钢轮振动压路机(重量为1 t)，最大激振力能够达到2 t，针对压路机不能碾压的位置则应选择人工方式进行夯实[5]。通过统计高速公路工程项目沥青路面坑槽填补养护施工各项资料，其中每24 kg冷补料可以填补的坑槽规格为长(50 cm)×宽(50 cm)×深(4.5 m)，同时填补处理完成后10 min就能够解除交通封闭措施，恢复交通运行。

3.5 清扫与验收

沥青路面坑槽压实施工完成之后，需要从其表面上均匀地撒布一层石粉或者是细砂，同时进行来回反复的清扫，保证细砂能够将表面孔隙填满。沥青路面坑槽修补后应保证表面平整、光洁以及密实，无任何的轮迹现象，坑槽边角无松散现象，压实度必须≥95%。

4 总 结

本文结合高速公路工程项目实际情况，首先对沥青冷补料成型机理进行了论述，然后重点研究了高速公路沥青路面养护施工冷补技术，主要包含了材料制作、工艺要求、坑槽开挖、坑槽填补与压实等。实践表明，此高速公路沥青路面坑槽经过冷补修复之后无明显的脱离、松散等质量问题，同时路面的性能指标达到了标准规范要求，有效提升了高速公路行车安全性与舒适性。

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