高层建筑的全楼层铝合金模板深化施工技术研究

刘 威

（湖南省耒阳市大市镇，湖南 耒阳 421800）

0 引言

随着城市化进程的日益加快，高层建筑施工技术也取得了长足的进步。在我国建筑高度的不断增加的背景下，传统的施工技术已难以满足现代高层建筑对于施工效率、质量以及安全性的高标准要求。因此，探索并研发新型的施工技术，特别是针对全楼层铝合金模板的深化施工技术，已然成为土木工程领域的研究焦点。铝合金模板作为一种轻质、高强且易加工的新型模板材料，自问世以来便引发了广泛关注。相较于传统的木模板与钢模板，铝合金模板以其更高的重复使用率与更低的维护成本，在高层建筑施工中逐渐占据了重要地位。而全楼层铝合金模板深化施工技术，则是对这一新型模板材料的应用技术进行的进一步拓展与提升，旨在通过更加精细化的设计和施工，实现高层建筑施工的高效、高质与安全。近年来，国内外众多学者针对铝合金模板施工技术纷纷展开相关研究，文献[1]曾祥明充分发挥铝合金模板灵活性高且周转率大的优势，将其应用于地下综合管廊施工中，可以有效减少施工时间；文献[2]陈丽等通过在装配式建筑中采用铝合金模板，显著提升了模板对装配率的贡献值；文献[3]陈菁等通过对施工深化模型中常规族与异形族的梳理，研究族识别及信息匹配技术，保证生成的装配式建筑铝合金模板图纸中构件族参数信息完整。虽然我国学者在铝合金模板施工技术研究中取得丰富成果，但仍面临着诸多问题和挑战。由于高层建筑全楼层铝合金模板施工复杂，难以在保障施工质量的前提下，提升施工效率并缩短工期。因此，本文以高层建筑的全楼层铝合金模板深化施工为主题，旨在通过系统的研究与分析，为解决上述问题提供新的思路与方法。

1 工程概况

A 市某高层住宅安置房项目的总建筑面积约128 650m2，其中地上建筑面积约84 320m2，地下建筑面积约44 330m2。该工程主要包含了16 栋12 层住宅楼，建筑高度为40m。为了保障高层住宅建筑的承载能力与抗震性能，实例工程的高层住宅楼主体结构采用了钢筋混凝土框架—核心筒体系。同时，这16栋高层住宅建筑的外立面较为规整，无复杂曲面，结合工程造价和施工工期的要求，本文采用铝合金模板深化施工技术进行实例高层建筑工程的全楼层模板施工，下面将详细介绍本次施工的具体流程。

2 高层建筑的全楼层铝合金模板深化施工流程

2.1 全楼层铝合金模板深化设计

在进行高层建筑的全楼层铝合金模板施工时，首要步骤是根据工程实际情况进行模板设计。首先，采用整块通长配置方案分别设计高层建筑的墙柱、梁、顶板等基础模板，这类基础模板板块较大，实际施工中不仅需要严格按照建筑设计图纸要求，而且需充分考虑墙体的承重、保温、隔音等功能，确保铝合金模板在后续混凝土浇筑中保持良好的稳定性和安全性，并保证模板的尺寸精度和拼接的严密性。当然，在实际高层建筑模板施工中，铝合金模板拆模后很容易出现混凝土裂缝、变形等质量问题，所以为保障全楼层铝合金模板施工的顺利进行，有必要针对特殊建筑部件展开深化设计[4]。为确保高层建筑墙面模板的稳定，在墙面模板上设置门框的部位进行门垛深化，具体来说就是在满足全楼层墙面模板结构整体荷载和刚度要求的基础上，在浇筑剪力墙的同时进行门垛全剪深化，从而避免二次结构砌筑，本次工程中门垛砌体结构的深化设计示意图如图1 所示。

图1 门垛结构深化效果图

然后是边梁深化，在高层建筑全楼层铝合金模板拆模后，砌体结构的荷载会传递到门窗口部位洞口的梁上，再由梁传递到墙体结构上，这样虽然可以确保楼层结构的稳定性，但由于过梁需要二次衬砌，难以保障施工效率与质量，所以本文在进行边梁深化设计时，将过梁取消，设置一个下挂梁，其高度的计算公式如下式所示：

式中，H表示下挂梁的高度；H1表示楼层的高度；H2表示预留门高；H3表示上部梁高。而且为保障过梁深化效果，下挂梁需与两侧混凝土墙体拉通。与此同时，本文为避免墙面混凝土开裂，通过在剪力墙和填充墙连接部位设置企口来进行主墙和砌体结构交接部位的深化设计，并在地面易积水位置设置挡水反坎，和混凝土面板同时一次浇筑成型，以此实现反坎深化设计。总之，高层建筑的全楼层铝合金模板深化设计是一项系统的工程，需要综合考虑建筑功能与性能，合理且精细地进行模板设计，为后续施工提供重要理论基础。

2.2 全楼层铝合金模板安装

在完成高层建筑的全楼层铝合金模板深化设计之后，即可按照设计图纸进行铝合金模板的配合安装，采用先内部后外部的顺序。首先是墙柱板的安装[5]，从阴角膜开始逐步安装内墙模板，在内墙模板固定后，通过销钉临时固定住铝合金墙板，示意图如图2 所示。

图2 铝合金墙板连接图

在内墙模板安装并固定后，设置一个导墙板作为支撑装置，再吊装外墙模板，在外墙模板吊装至指定位置后，通过事先预留的空洞进行外墙模板的固定，也就是在空洞中穿入对拉螺杆，利用对拉螺杆进行外墙模板上背楞的斜拉固定，这样可以确保整个墙体模板结构不会在后续混凝土浇筑中发生偏转[6]。在内外墙模板安装好之后，即可进行梁模的安装，本文在安装梁模板时先在施工现场将整个梁模板拼接起来，再统一吊装至设计位置，一般底模板安装在前，侧模板安装在后，在梁模板吊装至设计位置后，通过角模将梁模板固定在墙柱模板上。在墙柱模板和梁模板均调整安装完成后，即可进行楼板的安装，也就是先将龙骨固定在墙模板的顶端，再通过吊车将楼面模板一一吊装至设定位置处，采用平行形式拼接在一起，并通过销子固定，在确保安装位置和稳定性无误的情况下，即可进入楼梯、吊模、反坎等特殊模板的安装，严格按照图纸要求，对正各特殊模板，并利用销钉固定住，确保各特殊模板的标高、位置均满足设计要求。在以上各结构的铝合金模板安装工作完成后，需要进行模板调校和检查验收，也就是分别对垂直度、平整度等参数进行检查，如果实际测量值存在较大误差，需要将其调整到合理范围内，以保障高层建筑全楼层铝合金模板整体施工质量。

2.3 混凝土浇筑

在高层建筑的全楼层铝合金模板安装就位后，即可进行混凝土浇筑施工[7]。首先，混凝土浆液的配制是确保混凝土浇筑质量的基础。在浆液配制过程中，必须充分考虑工程的实际情况，包括结构要求、环境条件、施工期限等因素，进行浆液原材料的选择：水泥是混凝土的主要凝胶材料，选择PO42.5 普通硅酸盐水泥，该水泥抗压强度完全可以满足高层建筑的施工需求；骨料是混凝土的主要骨架材料，选择粒径范围为5 ～8mm的石子作为粗骨料，并选择天然砂作为细骨料，其含泥量、细度模数、粒径完全满足混凝土浆液的强度要求；外加剂是混凝土中用来改善其性能的材料，根据高层建筑工程的实际需求，选择减水剂和混凝剂作为混凝土外加剂。在配制混凝土浆液时，还需注意各原材料的配合比，为满足高层建筑混凝土结构的性能需求，设计表1 所示的混凝土配合比。

表1 混凝土配合比设计

按照表1 所示最佳配合比将原材料加入搅拌机中，开启搅拌机进行混凝土浆液的配制搅拌。搅拌完成后将混凝土浆液及时运输到施工现场，进行浇筑[8]。在浇筑过程中，应遵循“先低后高、分层浇筑”的原则，确保混凝土能够均匀、密实地填充到模板中。每层浇筑的厚度应根据混凝土的坍落度、施工机械等因素进行合理控制，避免过厚或过薄导致混凝土内部出现缺陷或收缩裂缝。此外，浇筑过程中还应注意控制混凝土的振捣，振捣是使混凝土密实、排除内部气泡的重要措施。将振捣棒插入混凝土浆液中，开启振捣棒，均匀、缓慢提升振捣棒，当浆液返浆稳定后，停止振捣，等待混凝土浆液凝结。

2.4 铝合金模板拆除

在混凝土浆液凝结之后，最后一道工序就是铝合金模板的拆除工作[9]。在铝合金模板拆除过程中，首要任务是确保拆除工作的安全性和高效性。这要求施工人员在拆除前必须对施工现场进行全面检查，确保无安全隐患。同时，制定合理的拆除方案，明确拆除顺序和方法，避免因操作不当导致模板损坏或安全事故的发生。一般来说，墙柱板是在混凝土浆液浇筑一天，强度达到1.5MPa 后进行拆除，而梁板与其他特殊模板则需要在混凝土强度等级达到设计要求时进行拆除。与此同时，在拆除铝合金模板过程中，应该遵循“从下到上、从外到内”的拆除原则[10]，确保模板的完整性和稳定性。具体来说，就是先将支撑模板的斜撑拆除掉，再利用撬棍将底部模板慢慢拆除，再沿模板向上拆除，拆除过程中注意拆下的东西不要掉落下来，避免出现施工事故，并在模板全部拆除完成后，将模板运离施工现场至指定区域进行存放。当然，铝合金模板在拆除后，由于混凝土结构长时间地使用和暴露于自然环境中，可能会出现一些损伤或腐蚀。因此，还需通过铺设塑料膜或者表面洒水等操作进行混凝土的养护工作，确保本次高层建筑的全楼层铝合金模板深化施工质量良好。

3 楼层应变监测分析

由于高层建筑全楼层铝合金模板深化施工工艺复杂，为衡量实例工程的施工质量，本文在全楼层铝合金模板拆模后及时对各楼层的梁板应变响应进行为期一个月的监测。一般来说，当铝合金模板被拆除后，混凝土梁板结构的内力会重新分布，如果施工质量较差，混凝土面板存在裂缝或者局部破碎等现象，应变值将会骤增，所以本文根据拆模后梁板应变情况来判断全楼层模板施工质量。首先，本文选择DH3821 静力应变仪作为本次全楼层铝合金模板深化施工的监测装置，结合高层建筑全楼层面板的受力情况，在梁板顶面布置粘贴应变花，示意图如图3 所示。

图3 实例高层建筑楼层应变监测点位

如图3 所示，本文在实例高层建筑的各楼层梁板顶面上分别布置5 个监测点，测量梁板的应变数据，统计并整理各楼层梁板在1 个月后的应变积累值，作为实例高层建筑全楼层铝合金模板深化施工的监测结果，具体数据如表2 所示。

表2 实例高层建筑楼层应变监测数据

从表2 应变监测数据中可以看出，随着楼层的升高，各监测点的应变值逐渐增大。主要是由于高层建筑的自重以及施工过程中施加的荷载随着楼层升高而增加，导致梁板顶面所受的应力增大，从而引发应变值的增加。与此同时，在相同楼层的不同监测点位置，应变值存在一定的差异，但差异较小，是由于楼层结构的设计差异、施工过程中的不均匀加载等因素引起的。但整体来看，实例高层建筑的各楼层梁板的应变值均处于合理范围内，不仅未出现异常的应变增大或减小现象，而且全楼层梁板的应变值最大仅8.88με，未超过模板施工限值10με。由此可以说明，在实例工程的全楼层铝合金模板深化施工过程中，各楼层结构的受力状态基本稳定，未出现明显的安全问题，施工质量良好。

4 结论

综上所述，本文通过对高层建筑全楼层铝合金模板深化施工技术的深入研究，系统阐述了模板设计、安装、混凝土浇筑及拆除等关键环节的技术要点和优化措施。采用本文提出的深化施工技术研究结果表明：

（1）能有效保证高层建筑全楼层铝合金模板工程质量的稳定性和可靠性；

（2）这一成果不仅丰富了高层建筑施工技术的理论体系，也为实际工程应用提供了有力的技术支撑；

（3）随着建筑行业的不断发展和科技的不断进步，铝合金模板深化施工技术将继续得到优化和创新。期待在未来的研究中，能够进一步探索铝合金模板施工技术的智能化、绿色化发展方向，为高层建筑的可持续发展贡献更多智慧和力量。