高層住宅施工中鋁模板體系應(yīng)用探討

廖峰

（國貿(mào)地產(chǎn)集團有限公司）

近年的高層住宅施工中，鋁模板體系已經(jīng)逐步取代木模板體系。因鋁模板體系具有安裝便捷、施工效率高重復利用的特性，不僅能夠縮短工期，還有助于提升模板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，施工成品質(zhì)量也較優(yōu)。在技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面，鋁模板體系均具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢，對其在高層住宅施工中的應(yīng)用展開研究具有重要意義。

1 工程案例

1.1 工程概況

廈門國貿(mào)天成一二期住宅項目，工程建筑面積244595.07m2，建筑風格以新中式為主，共計18 棟住宅樓，其中小高層10 棟，高層8 棟，最高樓層34 層。高層主體結(jié)構(gòu)均采用鋁模板體系施工。

1.2 模板方案對比分析

根據(jù)施工可行性，從技術(shù)層面分析，小鋼模板、鋁模板和木模板均可適用。為選擇最佳方案，需從經(jīng)濟層面進行對比。其中的小鋼模板在施工中需要采用大量的施工材料，吊運成本較高。根據(jù)本工程的施工現(xiàn)場狀況，大型車輛進出現(xiàn)場較困難，施工材料均需通過塔吊運至現(xiàn)場，因此排除小鋼模板。木模板方案成熟，但通過和鋁模板成本投入細化分析后，選擇采用后者。木模板與鋁模板的經(jīng)濟性對比見表1。

2 高層住宅中鋁模板體系的應(yīng)用

2.1 模板方案設(shè)計

在標準層施工的過程中，對混凝土結(jié)構(gòu)的強度和整體性提出了較高的要求，為了保障對混凝土結(jié)構(gòu)的整體鑄造，選用模板方案時需綜合考慮到工程實際的施工標準要求以及工期和經(jīng)濟性因素。為提升模板系統(tǒng)的利用率，施工中全面選用鋁模板施工技術(shù)。在墻柱和樓梯施工中均選用強拉片桿鋁模板體系。此外，還要求對鋁模板的變形值進行合理控制，具體要求如下：模板自身的變形值應(yīng)控制在模板構(gòu)件計算跨度的1/400 左右，其中單個模板的變形值應(yīng)控制在1.5mm 以下；普通混凝土模板的累計變形值應(yīng)在3mm 以內(nèi)。對于鋁模板的承載力需要通過下述抗彎強度的公式得出：

式中的Mmax代表最不利彎距值，單位N·mm；Wa代表模板截面部分的抗拒力，單位mm3；σ 指模板應(yīng)力，單位N/mm2；a∫為抗彎強度設(shè)計值，單位N/mm2。

2.2 模板制作與安裝

鋁模板的主要構(gòu)成為面板、支架和連接構(gòu)件（見圖1）。模板采用模具壓軋成型，可根據(jù)項目要求，將模板結(jié)構(gòu)組合成不同形狀和尺寸的模架。施工作業(yè)中，對模板構(gòu)件作編號處理，實現(xiàn)對各個模板結(jié)構(gòu)的準確定位。

總結(jié)前期的施工經(jīng)驗，在針對標準樓板結(jié)構(gòu)開展施工作業(yè)時，鋁模板尺寸標準如表2。

表1 鋁模板和木模板的經(jīng)濟性對比 （單位：元/m2）

圖1 鋁模板結(jié)構(gòu)圖

表2 標準樓板鋁模板施工數(shù)據(jù) （單位：mm)

2.3 結(jié)構(gòu)搭建與澆筑

在模板結(jié)構(gòu)搭建的過程中，為了提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在其底部支撐結(jié)構(gòu)中應(yīng)適當?shù)脑O(shè)置支柱，標準層施工中，立柱的設(shè)置應(yīng)保持間距在1.3m 左右，為確保結(jié)構(gòu)性能符合施工要求，混凝土澆筑完成后，待其強度超出50%便可將模板拆除。梁體結(jié)構(gòu)施工時，其底部的支撐柱間距也需控制在1.3m 左右，與標準層施工的差異在于混凝土結(jié)構(gòu)強度只有超出75%以上方能拆除模板。考慮到本工程的施工進度要求，模板施工時間應(yīng)盡量控制在四天以內(nèi)，但受到施工因素的影響，模板材料的利用率較低，這為施工工期管理帶來了一定的難度。

2.4 拆模

根據(jù)模板施工工藝全部施工完成后，則需要按照作業(yè)標準將模板結(jié)構(gòu)拆除。拆模時，也需按照模板編號依次堆放。通常需要遵循誰安裝誰拆除的原則保障模板管理的規(guī)范性。拆模之前，應(yīng)綜合測試混凝土結(jié)構(gòu)的強度，確保其結(jié)構(gòu)強度滿足施工標準要求后，方能執(zhí)行拆模作業(yè)。拆模的過程中，應(yīng)首先拆除墻體拉桿結(jié)構(gòu)，需保證拆模操作的效率，盡量在最短的時間內(nèi)完成拉桿結(jié)構(gòu)的拆除操作。需要特別注意的是，墻體模板拆除應(yīng)與下部外圍模板拆除工作同步開展，上層墻體模板可以留到最后拆除。當墻體部位的模板拆除完畢后，可將其中的螺栓去掉，最后將下層外圍起步模板拆除。

2.5 應(yīng)用效果

建筑面積為2700m2的模板工程，采取鋁模板體系和木模板體系施工的材料費用分別為253000 元和453600 元，材料費用的差異對比明顯，可見鋁模板體系具備更好的經(jīng)濟性。具體施工數(shù)據(jù)見表3。

表3 鋁模板與木模板的施工應(yīng)用效果

3 鋁模板施工的注意事項

3.1 控制施工進度

模板施工過程中，常見工期延誤的現(xiàn)象，主要原因是建筑造型較為復雜，模板施工時需要面臨多種凹凸不一的線形結(jié)構(gòu)，致使模板施工工時加大，影響工程進度。此外，也與施工水平相關(guān)，如果施工過程中未按照模板施工要求規(guī)范施工行為，出現(xiàn)返工的現(xiàn)象也會影響工期。因此，要求施工單位應(yīng)保證標準化施工，提升施工人員的專業(yè)能力，組建高素質(zhì)的施工團隊，保障鋁模板體系的穩(wěn)定性。

3.2 施工難度較大

高層住宅建筑施工中，模板結(jié)構(gòu)施工的難度相對較大，主要表現(xiàn)為腳手架的高度過大，施工過程中的安全系數(shù)降低，一般當腳手架高度超出25m 時，便會對模板本身的施工質(zhì)量構(gòu)成影響。另外，施工過程中也會出現(xiàn)設(shè)計方案臨時變更的狀況，由于無法臨時生產(chǎn)鋁模板構(gòu)件，在變更部位的施工通常需要利用木模板來代替，這便對模板施工的整體質(zhì)量帶來了嚴重影響。為避免上述問題，要求在工程設(shè)計階段做好圖紙審核工作，同時結(jié)合工程實際，合理控制腳手架的高度，盡量將其控制在安全范圍內(nèi)，提升鋁模板施工作業(yè)的可靠性。

4 基于BIM 的鋁模板體系

在借助BIM 技術(shù)進行鋁模板體系構(gòu)建時，首先應(yīng)進行主體結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建，通過對圖紙的處理可以導出完整的結(jié)構(gòu)模型，為主體結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建做足準備工作。當根據(jù)圖紙內(nèi)容完成基礎(chǔ)模型的搭建后，系統(tǒng)內(nèi)部便可根據(jù)施工順序完成建模操作。相關(guān)作業(yè)人員可以根據(jù)模型搭建過程以及系統(tǒng)反饋的報告信息，了解圖紙中存在的潛在問題。在圖紙中的問題得到全面解決后，便可分別進行梁模板與柱模板的創(chuàng)建工作。

其中，梁模板創(chuàng)建時，應(yīng)先設(shè)置一個梁模板的族，通過放樣得出梁的側(cè)模與底模，可以對梁模板進行重新命名，為了方便區(qū)分，可將其長度尺寸作為命名名稱。在模板新建之后，便可將其導入到整個項目中，生成梁模板結(jié)構(gòu)。柱模板的創(chuàng)建過程與梁模板相似，不同之處在于需要先創(chuàng)建一個柱族，之后將原本的混凝土柱剪切后，在其四周拉伸出模板側(cè)邊，組合后另存為柱模板。最后，將柱模板導入到項目中，將項目中的柱類型替換為柱模板。

利用BIM 技術(shù)建模生成模板體系的主要作業(yè)優(yōu)勢在于，可以對模板施工過程中的各類數(shù)據(jù)和參數(shù)進行全面檢驗，使相關(guān)的施工人員能夠及時發(fā)現(xiàn)鋁模板工程中現(xiàn)存的問題和潛在問題。通過對模板施工方案進行調(diào)整，來提升模板施工的可靠性，為后期的澆筑作業(yè)提供技術(shù)保障。

5 結(jié)束語

綜上所述，在高層住宅施工中，鋁模板體系的應(yīng)用不僅能夠控制施工成本，還有助于縮短工期，與前期的模板工程相比更具應(yīng)用優(yōu)勢，且與當前的綠色施工要求相符。為此，相關(guān)的施工單位可以繼續(xù)探究鋁模板體系的應(yīng)用價值，加大對鋁模板體系的應(yīng)用力度。