高层建筑铝模板施工技术研究与应用

毛世元（中国融通房地产集团有限公司，北京 100043）

在现代化“绿色工程”理念的延续与支撑下，环保建材的市场份额正在逐渐扩大。在模板工程中，以铝合金为主体材料的模板结构开始代替以木材为主要材料的模板结构，现阶段相关工程实践表明，铝模板的发展前景令人瞩目。相比木模板，采用金属模板，可有效地提高施工效率、节约施工工期，下述将以此为切入点，设计铝模板的规范化施工方案。

1 高层建筑项目实例

1.1 项目基本情况

本次研究的高层建筑属于铝模板工程体系，该项目属于某大型房地产开发商投资的居民住宅建筑工程。该项目建设用地面积5.8万m2，规划建筑面积19.5万m2。采用框架—剪力墙结构体系，共29 层，标准层高度为2.9m，地上一层建筑的设计层高为4.5m。

根据工程方签署的合同文件，此建筑工程项目被定义为一类工程，一期建筑工程施工中共有12栋建筑，其中有4栋建筑为29层，8栋建筑为13层。

1.2 建筑中铝模板应用情况

通过对现场的勘察与检验，在该项目施工中，1#～3#建筑为铝模板结构体系，层数29 层，在设计施工中，二层墙柱（含三层楼板的面层）均使用铝合金模板进行设计。

根据项目所在地概况，明确建筑施工中的设计平面平整度相对较高，构件的选择与设计均十分合理，标准层数量较多，满足铝合金模板施工需求。

2 高层建筑铝模板设计与施工技术

2.1 高层建筑铝模板结构设计

针对上述高层建筑项目，对其二层墙柱、三层梁板以上的标准层均采用铝模板结构[1]。根据标准层楼层高度，选择铝模板的尺寸为400mm×2600mm。在对铝模板结构进行设计时，需要确定对拉螺杆的布置位置，如图1所示。

图1 铝模板对拉螺栓布置位置示意图

在垂直方向上对拉螺杆的间距和在水平方向上的间距均设定为600mm，背楞和后楞之间的间距600mm。选用T18型梯形齿螺杆，材料主要是45#钢[2]。同时，在确定铝模板的基本结构时，需要根据高层建筑的实际情况，计算对拉螺杆的强度，计算公式见式（1）。

式中P代表对拉螺杆的强度，F代表对拉螺杆的承载压力，S代表对拉螺杆的承载面积。

在确定对拉螺杆的强度后，对铝模板的弯矩进行计算，其公式为：

式中M代表铝模板的弯矩，Q代表恒载标准值，L代表铝模板长度。

通过上述各项参数的计算，完成对高层建筑铝模板结构的设计。对于梁模板结构设计，根据梁宽确定尺寸，梁模板的宽度应当与梁宽相同，局部特殊部位按照实际情况配置。对于楼板结构，设计为400mm×1200mm标准尺寸，针对部分楼层当中的楼板结构需要结合实际进行配置，将楼板支撑结构的横向间距和纵向间距均设置为1250mm。

2.2 铝模板安装

在铝模板安装过程中，高层建筑构件的平整度对安装质量影响较大，若平整度不符合规定，则会造成漏浆问题产生[3]。针对这一问题，采用凿高垫低的方式将平整度控制在5mm以内。在后续还需要用砂浆材料进行堵漏，完成放线后在内墙上安装脚铝，以此实现调平和防漏浆。在铝模板安装时，需要按照从内墙到外墙的顺序安装，再对竖直方向和水平方向进行调节。安装前，需要在铝模板上涂抹一层脱模剂，并沿着安装标记放好，再固定[4]。在墙内设置混凝土支承条或内撑条，将定位筋固定于墙柱基础上，以确保其截面尺寸准确，避免在加固过程中发生变形[5]。将PVC管套在对拉螺杆上，以便在施工完成后可以收回对拉螺杆，并且在将墙柱和铝合金模板封闭前进行套管安装。

在完成对墙柱铝模板的安装后，按照底模板、侧模板、支撑结构的顺序完成对梁模板的安装。首先是拼接，然后是整个装配。用斜模将模板的两边紧固在墙模上，梁底必须竖向不松动。在梁底模、侧模的连接中，还应使用螺栓连接以避免胀模。

对梁模板安装并调整完毕后，再开始进行楼板模板的安装。地面龙骨先装龙骨的两端，再将其直接固定到墙顶的框架上[6]。墙模板要沿着墙壁的方向安装，不能脱离墙壁，如果需要其他的部件，则要将模板固定在墙壁上，然后用测量标高的仪器测量，如果满足了，就可以进行下一步的工作。

2.3 铝模板加固与校正

在安装墙体模板后，在模板预留的开孔上布置四个对拉螺丝，因为有四个背楞固定在对拉螺杆上，为了防止墙体模板的扭曲，必须在拐角处设置直角背楞，以确保结构的平直[7]。在墙模板安装完毕后，对模板进行初步的标高和垂直度调整，并进行斜撑。墙体垂直度用水平仪检验，墙柱的相对位置也要加上斜杠。斜杠之间的间隔是有限制的，不能超过2000mm，如果墙壁上没有斜杠，那么就必须用其他东西代替，斜撑在一头，用螺丝将模板固定好，这样在浇筑混凝土的过程中就不会出现倾斜。偏置误差最好不超过5mm。按楼面标高，首先要检查梁的底面是否处于水平位置，同时要注意顶板的水平偏差，如不是水平，则要调节支杆，使梁底与顶板处于同一水平，并将误差保持在5mm之内。

2.4 铝模板安装收尾、验收与拆模

加固梁上的钢筋，在最后一道工序中，安装升降平台和外墙线，保证将沉箱固定在适当的地方。对铝合金模具和螺栓进行自我检查和加强。墙柱、梁的垂直度、截面尺寸、平整度等都要特别注意，并由监理方负责验收[8]。

按照规范规定，由于采用了早期剥离工艺，在混凝土强度超过设计强度50%、不小于15MPa的情况下，可将顶板拆除。在第一次拆模之前，先将混凝土试件在同样的情况下进行养护，待混凝土试件强度达到以下要求后，再按照原设计方案进行拆模：

（1）在混凝土浇筑36h～48h，当混凝土强度达到设计值的50%，并且不低于15MPa时，即可将其移出。

（2）待板上的混凝土强度达到设计强度要求后13d才能移除板下的支撑。

（3）在梁上的混凝土强度达到设计要求后，半个月内才能将梁底部的支撑拆除。

3 受力分析与性能测试

3.1 铝模板构造、荷载参数、支撑参数设计

设计参数见表1～表3。

表1 铝模板构造参数设计表

表2 铝模板支撑参数设计表

表3 铝模板荷载参数设计表

3.2 模板支撑体系的综合受力分析

该建筑工程项目在施工中所使用的铝模共由两种类型构成，分别为标准铝模板与非标铝模板，两者在建筑整体结构中的占比分别为70%与30%，用销钉将各板片连接起来，用对拉螺杆完成模板间的固定。根据建筑工程承载力需求，设计支撑体系的综合受力，见表4。

3.3 设计施工步骤

建筑铝模板设计施工步骤如图2所示。

图2 建筑铝模板设计施工步骤

3.4 承载力检验

按照设计内容对工程项目的铝模板进行施工，随机选择测点，对施工后的铝模板进行承载力校验。承载力检验结果见表5。

表5 承载力检验结果（设计承载力值为24kN/m3）

3.5 变形检验

对模板施加常规应力，对施加作用力后模板结构的变形量进行检验，检验结果见表6。

表6 变形检验结果

4 结语

（1）根据表5承载力检验结果，14个测点的承载力检验结果均满足大于24kN/m3的要求，证明本文设计的施工方法可以起到提高铝模板承载力的效果。

（2）根据表6变形检验结果，14个检测面在施加常规应力后，变形量为0，说明施工后此模板的质量可以达到预期标准。

（3）综合表5 与表6 实验结果，证实了此项施工技术在实际应用中的合理性与可行性。