超高层建筑中铝模板与整体钢平台的协同施工

张 旭

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

目前，我国高层和超高层建筑往往采用钢筋混凝土现浇核心筒结构。考虑到核心筒结构的施工速度、施工材料堆放、施工便利性等因素，根据不同结构各自的特点，施工中较多地采用钢平台等施工装备。为了保证现浇核心筒结构顺利施工，模板是必不可少的施工材料。

在应用钢平台施工的高层、超高层建筑中，采用的模板形式包括木模板、钢大模和钢框木模等。

木模板在工程中的应用由来已久，但木模板存在自身强度刚度较低、密封性差、模板表面平整度差等缺点，当结合钢平台施工时，木模板拼模速度慢，不能充分发挥钢平台的优势，对施工进度影响较大。

钢平台系统采用钢大模板或钢框木模施工时，存在钢大模和钢框木模质量大等问题，在设计计算时需加大钢平台的平台梁尺寸，增加钢平台的自重，从而需要增加爬升杆和固定牛腿的数量，进而增加了施工成本，而当钢平台的自重大时，在超高层施工过程中又增加了不安全因素。

因此，探索一种与钢平台协同施工的新型模板形式势在必行。随着材料技术的发展，以铝合金模板为代表的新型混凝土模板体系逐步应用到工程实践中，铝合金模板在观感质量、施工便捷度、周转使用率等方面都具有很大的优势[1-5]。

本文结合苏河湾项目的工程实例，展开超高层结构中铝模板与钢平台协同施工技术的应用研究，以期为铝模板在超高层中的应用提供借鉴。

1 工程概况

苏河湾46号地块项目地处上海市静安区内苏河湾边，位于福建北路天潼路路口，紧邻轨交12号线和历史保护建筑新泰仓库，周边环境复杂。项目总建筑高度约200 m，其中地上42层，地下3层。采用核心筒外围钢结构的结构形式，核心筒结构采用钢平台与整体提升脚手架协同施工系统。

根据施工工序安排，在核心筒结构施工至地上3层时进行钢平台和铝模板系统的安装。核心筒面积约500 m2，均采用铝模板体系，铝模板的应用实现了核心筒局部水平结构和竖向结构同步施工。钢平台覆盖面积约250 m2，有8根爬升导轨、14个牛腿，钢平台上布置布料机、内爬塔吊及施工升降机等施工装备。针对铝模板和钢平台协同施工系统，本文将对超高层铝模板的应用、水平结构和竖向结构同步施工及铝模板和钢平台的协同施工问题进行研究。

2 铝模板应用的优势和特点

2.1 技术优势

1）结构性好。铝合金模板强度和刚度较大，单板自重轻，保证了单块模板单人即可进行操作，在高度不大于30 m的条件下，无需额外横向加劲处理。

2）施工便捷。铝合金模板经过深化、配模等前期工序后，在工厂预制完成，当运输到现场后可直接用于施工，其表面光滑平整，浇筑完成后混凝土的成形质量好；模板安装和拆模工序简单，在模板安装前，模板上涂刷脱模剂，保证铝模板的顺利拆除，提高施工效率。

3）绿色环保经济效益好。铝合金模板的重复周转次数高，对于超高层结构而言，层数越高，其重复使用效率越高，平摊到每一层的模板费用越低，经济效益越好。此外，由于铝模板采用工厂预制加工的形式制作，避免了现场的切割开孔，无建筑垃圾产生，绿色环保。

2.2 苏河湾铝模板特点

1）苏河湾项目铝模板质量约为25 kg/m2，其中背楞14 kg左右，销钉、螺母1 kg左右，整套铝模板质量合计约40 kg/m2。

2）作为超高层结构，苏河湾项目楼层层高为4.5 m，高于传统的住宅项目。因此，在深化设计过程中，将墙板设计成了上下两片，底部墙板高度为2.8 m，上部高度1.5 m，模板厚度为4 mm，最大一块模板质量约28 kg，能够保证单人对铝模板进行搬运和拼装。

3）超高层结构的层高较高、墙体厚度较厚，混凝土往往一次浇筑成形，浇筑过程中混凝土的侧压力较大。考虑到苏河湾项目4.5 m的层高，为了保证浇筑过程模板系统的安全稳定，墙柱处的铝合金模板设计了背楞，再使用穿墙螺杆固定牢靠。本项目设置了双拼横向背楞，在横向背楞外又设置了竖向背楞，竖向背楞间距1.2 m，并与一端固定在楼层面的大斜撑配套使用。苏河湾项目墙模板背楞内部设置8道、外部设置9道。

4）为了提高铝模板的使用寿命，铝模板在工厂加工制作时采用静电喷涂工艺。现场实施时，为了保证脱模效果，塔楼前3层施工时，在模板表面涂刷油性脱模剂，随后施工楼层涂刷水性脱模剂，这样既保证了脱模效果和混凝土成形的表观质量，又提高了铝模板的耐用性。

3 铝模板施工工艺流程

3.1 图纸深化

熟悉施工图纸，结合建筑、结构及安装等专业对图纸进行仔细校对，对发现的图纸疑问及时与设计院沟通，解决存在的问题，以避免后期铝模加工后出现变更的情况。

图纸优化一般以标准层为依据，并核对非标准层与标准层的差异，对差异部分进行额外深化。

3.2 铝合金模板配模设计、加工生产

图纸深化完成后，设计人员进行铝模板的配模设计，配模图一般包含墙柱配模图、梁配模图、板配模图、楼梯配模图、K板配模图等。

配模设计完成，对图纸确认无误后，铝模生产厂按图加工生产，并对生产的构件进行编号，以便于后期安装。生产完成后，模板在厂内预拼装，对成品进行验收，验收无误再打包运输至施工现场。

3.3 安装墙身板

墙柱模板安装前先确认脱模剂是否涂刷均匀。安装时，为了保证模板的侧向稳定，安装往往从边部开始，按照模板构件的编号顺序依次进行拼装，拼装过程中，在墙模连接件上预先外套锥形套管和穿墙螺栓。柱墙模板一侧安装完成后再安装另一侧模板，安装时要特别注意电梯井墙体、降板处墙体等连续剪力墙墙角处。

铝模板施工前要考虑好首次安装层，在首次安装层的前一层外侧墙体施工时，在墙顶预埋K板用以支撑上层铝模板。在铝模板进入常规施工层时，需要提前在墙顶预埋K板螺栓套管。在拆除本层模板时，顶部最上面一块K板不拆，用于待施工层铝模板底部的固定。

3.4 安装承梁、梁（板）底模、可调支撑

梁模系统包括梁底模板、梁模板、转角连接模板等。由于铝模板特有的早拆模体系，在梁底部位又设置有早拆头，以及与早拆头连接，用于模板系统传力和固定的独立钢支撑。

楼面系统包括楼面板、楼面龙骨，同时也设置有早拆头及钢支撑。

梁模板安装时需先安装梁底模板，梁底模板安装的同时设置好独立钢支撑，再安装梁侧模板，最后安装梁顶角模。梁底模与底模间、底模与侧模间采用销钉销片连接，保证模板间连接稳固，以防止混凝土浇筑过程中漏浆。通过设置在梁底部的钢支撑调节梁底标高，保证梁底模板连接牢靠，并保持在同一水平面上。在安装独立钢支撑时，要保证支撑杆的垂直度，苏河湾项目支撑间距为1.2 m×1.2 m，钢支撑由两段组成，为2.4 m的内管和2.5 m的外管，为了保证钢支撑的整体稳定性，在钢支撑间配置2道水平拉杆，水平拉杆间距不大于1.2 m。楼面板系统的安装与梁底模板的安装类似，但是要注意楼板模板与墙体和梁交接处模板的处理。

3.5 加装背楞，对拉螺栓加固

安装背楞及穿墙螺杆时采用自下而上的顺序，并应保证对拉螺杆超出背楞两端的距离一致。背楞及穿墙螺栓安装需紧固牢靠，松紧适度。拧得过紧会引起背楞弯曲变形，影响墙柱垂直度和观感；过松则在浇筑混凝土时会造成胀模。

为了保证铝模板的整体稳定性，通常在柱、墙模板内侧安装斜撑，斜撑一端固定在背楞上，另一端固定在楼面板上。楼板内的固定点需提前用M14螺杆预埋在前一层楼面板内，作为斜撑底座支撑受力点。斜撑按照1.2 m间距的原则进行设置。

3.6 楼梯施工

楼梯施工时，先安装靠近楼梯剪力墙部位的模板。在安装斜板与墙板连接的C形槽前，需将楼梯斜板梁侧的墙板调直，其中斜板及时用钢支撑撑起，调校到合适位置。再依次安装斜板底板模板、狗牙板、踏步盖板，再调校楼梯模板到设计位置，最后安装楼梯背楞。应保证梯段端头斜板的对拉螺栓不少于2个。

3.7 铝模板拆除

铝合金模板的优势之一是可以利用其早拆模系统，实现模板的快速周转。当混凝土强度达到10 MPa后即可拆除侧模和底模，并利用早拆头和支撑杆保证混凝土的传力。苏河湾项目铝模板共配置了1套，而早拆系统共配置了3套。铝模板拆除过程中应注意以下几点。

1）模板需待混凝土强度达到相应的强度等级后才能拆除。拆除时可先拆角部和侧部模板。销钉销片根据拆模需要边拆边卸，避免一次性全部取下。

2）模板拆除过程中，应保证支撑杆的稳定，尽量避免碰撞支撑杆。

3）模板拆除后应立即对模板表面进行清理。

4）拆下的模板按照编号码放，并通过预留的传递孔或楼梯井道洞口传递到下一施工层，对拆下来的销钉销片等配件也要做到及时清点。

4 苏河湾铝模板施工难特点

4.1 实现了水平结构和竖向结构同步施工

通常核心筒施工过程中，只进行竖向剪力墙体施工，本项目根据核心筒结构的特点，考虑到采用的铝模板体系有早拆模系统，能够实现竖向结构和水平结构同时浇筑、同时拆模，减少后期水平结构的施工量，苏河湾项目核心筒区域均采用铝模施工，包含墙、梁、板、楼梯等部位。在施工过程中，为了充分利用钢平台和整体提升脚手架的施工优势，在两个装备覆盖范围内的铝模板采用大模板，其他部位采用散拼散装模板的形式。

4.2 利用钢平台体系对铝模板进行整体提升

本工程采用钢平台系统完成核心筒结构的施工，为了充分发挥钢平台的优势，通过借鉴以往钢平台施工钢大模和钢框木模的经验，预先将散拼散装的铝模板拼装成大模板。

为了保证铝模板的整体提升，在钢平台上架设平台梁，平台梁上设置手动葫芦吊钩，通过钢平台上手动葫芦对铝模板进行整体提升。为了保证提升安全性和提升效率，单块铝模板组合最大质量控制在1.1 t以内，当铝模板宽度在3.5 m内时，单块铝模板上设置2个吊点，当宽度大于3.5 m时设置3个吊点。

4.3 4.5 m层高施工难度大

本项目塔楼标准层高为4.5 m，较普通住宅高得多，导致竖向墙板和梁、板的模板拼装难度大，工人操作不便。在实际施工中，利用搭设的临时架体进行模板的拼装，临时架体利用塔吊进行吊卸。

4.4 超高层结构变化多，水平向结构留洞多

相较于普通住宅，超高层建筑的结构变化较多，苏河湾的结构变化有28次，每一次的结构变化均需要重新加工铝模板，且超高层建筑机电管线、给水排水、空调机房等部位留洞较多，预留洞随着建筑和使用功能的变化而变化，结构的变化增加了现场拼、拆模板的难度，进而增加了施工时间，对工期有较大影响。

为了降低现场施工难度和减少施工时间，需要在前期的深化设计过程中，对每个留洞部位进行单独设计配模，正式安装前对留洞部位进行模拟预拼模，保证正式施工的顺利。

5 结语

本文结合苏河湾超高层建筑的工程实例，提出了钢平台和整体提升脚手架系统与铝模板协同施工的方法。对铝模板在超高层建筑施工应用中应注意的问题，铝模板施工工艺流程，及与钢平台协同施工过程中碰到的难题进行了详尽的分析。通过本文的介绍，希望能为超高层建造中应用钢平台和铝模板提供新的思路，并为今后的类似工程提供借鉴。