高层建筑施工中铝合金模板技术的应用*

董德亮

(济南铸诚建筑工程集团有限公司 济南 25000)

随着城市化进程的加速,高层建筑作为城市发展的重要标志,其施工技术和质量要求也越来越高。传统的木模板和钢模板在高层建筑施工中存在一定的局限性,如重量大、周转次数少、施工效率低等。而铝合金模板技术作为一种新型的模板系统,因其独特的优势逐渐在高层建筑施工中崭露头角[1]。

1 工程概况

某市开发区民用建筑项目,总占地面积达到18 652.934 m2,总建筑面积为187 012.36 m2。3#楼的结构高度为149.65 m,其中铝模施工范围限于3#核心筒。该楼地下有3层,地上部分包含33层,3#楼采用了爬架配合铝膜施工的技术。在铝模模板工程方面,涉及的主要部位为3#楼核心筒和4#楼上部楼层的梁和板模板,主要用于现浇混凝土结构的高层梁板模板施工。

2 方案设计

本工程的设计包括梁板、墙模板和支撑系统的综合规划。梁板设计重点在于多样的标准模板尺寸与材料选择,其中铝合金模板型材高65 mm,厚8 mm,铝板4 mm 厚,适应各种梁截面尺寸。梁底部采用不同排数的支撑,依据梁宽调整。特别注意的是连梁节点的处理,确保连梁与墙体同步成型,并适当调整梁高。墙模板设计中内外墙采用不同尺寸的铝合金模板,结合对拉螺杆和背楞系统,增强结构的稳定性。特别考虑了电梯井处的斜撑设置,以及墙体与砌体交接的细节处理。支撑系统设计中,采用工具式钢支柱作为主要支撑元素,配合纵横水平拉杆和对拉螺栓,增强整个结构的稳定性和安全性。确保材料符合国家标准,并通过严格的检查和验收流程。整个支撑设计旨在保障施工过程中的安全和进度,特别是在浇筑楼层梁板时下部模板的稳固支撑[2]。

2.1 模板系统

楼板模板系统采用标准尺寸500 mm×1 200 mm的楼面顶板,局部根据实际结构尺寸配置非标板。顶板型材高65 mm,厚度4 mm,板间通过销子和锲片连接。横向间隔≤1 200 mm 设置100 mm 宽铝梁龙骨,纵向间隔≤1 200 mm 设置快拆支撑头。梁底龙骨和梁侧模具采用特定尺寸的铝梁和焊制双层方管背楞。剪力墙主拼模板尺寸为500 mm×2 600 mm,墙模板间采用销子和锲片相连。电梯井、采光井等位置采用外墙板模板,需要额外加固。降板模板主要分布在厕所和阳台,根据沉降高度采用不同方法固定。构造柱、门垛、窗垛与主体结构一次成型,减少二次结构施工。为便于模板传递,顶板上预留传料口。其他细节处理包括阴阳角连接、墙体转角处背楞斜拉螺栓固定,板底支撑系统采用可调式立杆,剪力墙与二次结构之间增加压槽模板以控制裂缝。阴、阳角连接如图1所示。

图1 阴、阳角连接示意图

2.2 支撑系统

2.2.1 立杆基础

使用的是钢筋混凝土楼板,每个立杆底部配备至少120 mm×120 mm、厚度不少于6 mm 的钢垫片。在施工期间,下方三层的模板支撑立杆不允许拆除。

2.2.2 立杆设置

采用工具式支撑架,板底立杆间距最大为1 200 mm×1 200 mm。梁底沿着纵向的立杆间距与板立杆形成一列。对于宽度在100 mm 至400 mm 的梁底,设置单支撑,支撑间距为1 200 mm,并在梁底中间铺设板材。梁底支撑铝梁宽度为100 mm。此支撑系统的最大搭设高度为4.5 m。

2.2.3 扫地杆

安装在立杆底部,高度不超过200 mm,沿纵横方向交替设置。相邻两扫地杆的接头不应在同一跨度内,且水平方向上的错开距离应大于500 mm。

2.2.4 水平拉杆

立柱底部的步歩距应小于1.5 m,以确保支架整体的安全稳定。水平加固杆的步距不超过1.8 m。立杆顶部自由端不超过500 mm,需纵横设置水平拉杆,拉杆端部伸出立杆300 mm。梁处横向水平杆应连接至少两跨内的支撑架。

2.2.5 侧模加固

梁侧设置由两根铁方管焊接而成的背楞,尺寸为30 mm×50 mm×3.0 mm 或30 mm×80 mm×2.5 mm。使用高拉力丝杆Tr18×1 600 mm 进行对拉,间距不超过1 000 mm。梁高在1 000 mm 到1 200 mm之间时增设一道背楞;梁高超过1 200 mm 时,则按照墙体模板的设置方法增设背楞对拉固定节点。

3 铝模安装

在施工中,模板卸下后应根据规格堆放,每25个一堆,安放于货架或托板。按编号整齐排列以便识别,确保底部模板面朝上。销子、楔子、连接件及工具应妥善存放,按需分发。依据装箱单检查确保构件齐全。水平测量中,先对装配位置进行混凝土水平测量和修正,所有测量以T.B.M(临时水平基点)为基准。测量结果在地板上以正(+)或负(-)标记,指示修正点。墙线不平处需调整至合适高度,确保模板正确桥接。混凝土表面高于基准点8 mm 以上的部分须打磨至平整。浇筑后,检测平模外围护板的水平度,以避免结构偏差。所有测量和调整记录由监督员存档。放样线需超过开口150 mm 以确保模板位置。控制偏差时,通过测量和调整平模外围模板的水平度来纠正。安装垂直模板后,检查并调整其垂直度。

使用定位砖和钉子确保模板与放样线对齐,始终从角部开始安装以保持稳定。安装前,所有模板接触面和边缘需清理并涂油。角部和内角模稳定后,继续安装整面墙模,注意销子头部位置以便拆除。封闭双边模板前,预先在墙模连接件上套PVC 管,并确保管与墙模板面接触正确,以便拆除时收回对拉螺杆。对于外墙的偏差,应轻微倾斜调整至正确位置,避免单边提升。如有大偏差,可能需要凿除部分混凝土。在墙模顶部转角处,使用线锤检查垂直度[3]。

在安装平模外围起步板时,首先将其用于封闭楼板四周,如电梯井和外墙面,作为垂直模板的连接组件。每层浇注完成后,保留上层平模外围起步板,作为下层墙模的起始点。安装前需进行清洁和涂油工作。为防止销子脱落,销子应从墙模下方插入平模外围起步板。平模外围起步板上开26 mm×16.5 mm长形孔,安装M16螺栓以便调节平模外围起步板的水平度和垂直度。使用吊线检查平模外围起步板的定位,确保墙模的直线度。对齐平模外围起步板时,用带PVC套管的横拉杆固定背楞,并利用B.K.S.确保两个平模外围起步板的交接处平齐。

4 支撑架搭设

单支撑安装顺序中,首先安装并调节底端与水平扫地杆的连接固定,同时校核立杆的垂直度。随后,如第二层水平加固杆并与工具式单支撑固定,校核符合要求后,使用扳手以40～65 N·m 的力矩拧紧扣件螺栓。按此要求继续搭设至第一步架完成后,进行全面检查以确保构架质量。完成这些步骤后,安装第二步的水平杆,并根据搭设进度及时装设剪刀撑。

在支撑系统安装中,首先工程技术负责人向施工人员进行安全技术交底,并进行验收确认。施工前,需检查钢管和配件的质量,清理工作面。按立杆平面布置图放线定位,弹出立杆位置线,精确安放底座。施工时应采用逐排或通层搭设法,并及时安装扫地杆和水平纵横加固杆。确保立杆垂直度和水平杆间距符合设计要求。水平杆对接扣件应交错布置,错开距离大于500 mm。扣件拧紧力矩控制在40～65 N·m,需形成书面记录并进行抽检。搭设完成后进行自检,通知相关部门检查,经监理和质监站验收后方可投入使用。

5 模板拆除

在拆除墙模板的过程中,首先要确保混凝土试块强度满足要求。在开始拆模前,拆除所有固定在混凝土板上的垫木、横撑、背楞、销子和楔子,特别注意外部和中空区域的安全问题。拆模应从墙处开始,优先抽取对拉螺丝,同时注意在户外脚手架上安全拆除。拆除后,立即进行清洁工作,特别是难以拆除的模板。随着拆除工作的进行,同时开始拆除套管,并妥善储存以备下次使用。拆除完成后,标识模板并合理堆放,以便于下次使用,同时确保工作平台支撑的安全。

当构件跨度≤1.3 m 且混凝土强度达到设计强度的40%以上,不低于10 MPa时,可以开始拆除梁板底模。拆除工作先从板梁开始,依次拆除销子和梁模连接杆,然后是板梁与顶板的销子和楔子。在拆除前,确保安全地架设工作平台。拆除时应先去除相邻模板的销子和楔子,利用拔模具分离模板。拆除的顺序由安装顺序决定,拆除后的模板应立即清洁。只能拆除有拆除标记的部件。

当混凝土强度达到设计强度的75%后拆除支撑立杆。首先拆除部分水平杆以便于模板搬运。在拆除支撑杆时,应先用手稳定支撑杆,再用木锤沿支撑梁方向敲击。在拆除脚手架支撑前,清理模板支撑上的杂物。高于4 m 的梁、柱、墙模板拆除时需搭设脚手架或操作平台,并设防护栏杆。拆除时应逐块进行,避免成片松动或坠落。操作人员应在安全区域进行拆卸,避免伤害。支撑架的拆除应从梁中心开始,对称向两端进行,逐层拆除,按先上后下、先外后里的顺序进行。拆除工作中,禁止使用硬物敲击,拆下的部件应妥善存放。

在拆除及处理墙模板的过程中,首先根据混凝土强度达到规范要求后开始拆除。拆除时,先移除所有连接件如销子、楔子,并清理掉模板上的污物。搬运模板时,可以通过楼梯、楼层预留空间或顶板预留孔转运到下一层。清洁后的模板应按顺序堆放并做好标记,便于再次使用。拆除平模外围护板时,只需拆除与墙模板下部相连的部分。在拆除墙爬墙架和工作平台时,注意安全,保证无杂物,操作人员应穿戴安全装备,并在拆卸过程中小心操作[4]。

6 铝板模板系统在建筑施工中的应用与效率分析

该工程通过使用铝合金模板施工技术,同时浇筑楼面板、梁、立墙及立柱,使循环进度缩减到了4 d,大大缩短了楼层施工的循环进度。楼面铝板模可以在混凝土浇注后的36 h内拆卸,比传统模板系统需要的数日时间大幅缩短。为了确保提早拆板的安全性和实用性,同时确定楼面板拆板后临时支撑的布置及拆顶的安排,对永久结构(楼面板及梁)在施工荷载作用下的早期强度进行了校核,且均符合设计要求。

7 结语

本工程采用的铝板模板系统在建筑施工中展现了显著的效率和便利性。通过标准化的模板、优化的支撑结构以及精确的施工计划,该系统大幅缩短了施工周期,同时保证了结构的安全和质量。系统的高效拆卸与可重复使用特性,不仅提升了施工效率,也降低了总体成本,为现代建筑施工提供了一个高效、可靠的解决方案[5]。