基于全混凝土外墻結構的鋁合金模板配合懸挑架施工技術

張龍洋 田曉航 馮家強 余文龍

中建二局第二建筑工程有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程概況

聯投東方華府三期項目位于深圳市寶安區松崗街道東方大道南側園區，總建筑面積為33萬 m2，總用地面積為4.15萬 m2，由1棟辦公樓及8棟住宅樓組成，地上33～43層、地下3～4層，建筑最高148 m。8棟住宅樓采用框支-剪力墻結構形式，標準層采用 鋁合金模板＋懸挑架 的施工工藝，外墻設計為全混凝土剪力墻結構。

2 總體思路

鋁合金模板深化設計階段注重工字鋼穿鋁合金模板部位的配模設計，通過三維配模深化設計模擬，提前解決工字鋼定位和鋁合金模板在深化設計過程中容易產生沖突的問題。工字鋼穿剪力墻采用工廠預制定型化擠塑板封堵，解決傳統封堵使用木盒不容易拆除且容易產生漏漿脹模的問題。工字鋼穿鋁合金模板周邊采用鋁塑結合方式，解決工字鋼洞口周邊模板加固困難的問題。外架連墻件優化為裝配式連墻件，通過工人操作難易程度分析及外架安全性論證，解決連墻件和鋁合金模板、外剪力墻結構之間的沖突問題，從而避免連墻件部位穿結構墻的預留孔出現滲漏情況。

3 工藝流程

鋁合金模板深化設計→第n層懸挑工字鋼定位放線、工字鋼錨環預埋→工字鋼及定型化擠塑板安裝→工字鋼周邊凹形鋁塑板制作安裝→第n＋1層懸挑外架搭設、豎向鋁合金模板安裝、連墻件穿墻錐形套管固定→第n＋1層主體結構施工、鋁合金模板拆除、取出錐形套管→第n＋1層外架連墻件安裝→第n＋2層主體結構施工、工字鋼斜拉鋼絲繩拉環及連墻件穿墻套管預埋→拉設工字鋼斜拉鋼絲繩、第n＋2層懸挑外架搭設、連墻件安裝→第n＋3層外架搭設、主體結構施工、連墻件安裝，并依次逐層向上循環施工

4 關鍵技術

4.1 懸挑外架和鋁合金模板三維配模深化設計技術

通過鋁合金模板PKPM三維配模技術，結合工字鋼平面布置圖、卸荷鋼絲繩拉結點平面布置圖、連墻件平面布置圖對鋁合金模板進行深化設計[1-2]。

鋁合金模板外墻K板設置：根據工字鋼排布采取交錯布置，一般位置K板板頂標高高出樓板面50 mm，工字鋼穿墻位置K板板頂標高同板面標高。

工字鋼穿剪力墻位置鋁合金模板配板：工字鋼穿剪力墻位置內外豎向鋁合金模板采用分段式設計，下段為分段小板，懸挑層取出工字鋼穿過的鋁合金模板小板，工字鋼從洞口穿過，非懸挑層通過銷釘將分段大小板連接，完成封模。

鋁合金模板背楞設置：工字鋼部位鋁合金模板首道背楞整體提高50 mm，避免鋁合金模板背楞與穿剪力墻的工字鋼出現沖突。

4.2 懸挑工字鋼錨固環精確預埋定位技術

工字鋼錨固環的位置決定了工字鋼的定位，因此保證錨固環的精確定位是確保工字鋼定位準確的關鍵。根據懸挑外架平面圖對工字鋼定位放線，使用PVC管模擬工字鋼擺放路徑，保證PVC管從鋁合金模板預留洞口穿過，在板面使用油漆涂刷工字鋼U形卡環定位線。在穿墻位置，控制U形卡環與墻面距離≥250 mm；墻端非穿墻工字鋼時，控制U形卡環與墻端距離≥300 mm，滿足鋁合金模板安裝操作面的要求。

為保證工字鋼部位鋁合金模板平整度要求，結合墻柱鋼筋上的結構50控制點，采用一種定型化鋼筋三腳架板厚控制器及激光找平儀器，澆筑時配合刮尺使用，控制樓板厚度、平整度。在混凝土收平后取出，其頂標高同樓板面標高，三腳架中心間距控制在2 m左右。

4.3 工字鋼穿剪力墻定型化擠塑板封堵及鋁塑結合技術

4.3.1 工字鋼及定型化擠塑板安裝

結構板面混凝土澆筑完成后，在U形卡環內安裝工字鋼，并根據豎向鋁合金模板安裝空間在U形卡環范圍內適當調整工字鋼，確保工字鋼不與相鄰鋁合金模板沖突后加固工字鋼。然后穿入一種定型化聚苯板，聚苯板根據工字鋼的型號在工廠定型化加工而成，以20#工字鋼為例，其加工斷面如圖1所示。

圖1 穿工字鋼定型化擠塑板

定型化聚苯板可緊密地嵌入工字鋼上。

4.3.2 工字鋼周邊凹形鋁塑板制作安裝

墻體豎向鋼筋綁扎完成后，在工字鋼套入的聚苯板兩側各安裝一張裁剪后的倒凹字形鋁塑板（厚度5 mm），卡在工字鋼上方（圖2）。

圖2 凹形鋁塑板大樣

凹形鋁塑板內部開槽尺寸為工字鋼寬h 工字鋼高，外部尺寸為（工字鋼寬＋320 mm）h （工字鋼高＋150 mm）。通過鋁塑板代替傳統木模板封堵的優勢在于其裁剪方便，用壁紙刀便可切割成任意形狀，并且鋁塑板硬度較高，安裝拆除便利，結構成形效果好，不會產生木屑，有利于環保和安全文明施工。

鋁塑板固定完成后，安裝分段鋁合金模板墻板，為了保證鋁塑板的穩定性，防止底部混凝土壓力過大造成脹模，在靠近工字鋼一側設置65 mmh 65 mm角鋁或者鋁合金模板小板作為鋁塑板的加固背楞，角鋁單側鉆孔，孔位和鋁合金模板側邊孔位一一對應，通過銷釘和銷片與鋁合金模板墻板連接，接著完成豎向墻體其他鋁合金模板墻板的安裝。

4.4 懸挑外架穿剪力墻裝配式可拆卸連墻件施工技術

1）第n＋1層懸挑外架搭設，安裝豎向鋁合金模板，固定連墻件穿墻錐形套管。

①鋁合金模板定位開孔。第n＋1層外腳手架搭設完成后，按照連墻件平面布置圖中的定位，在連墻件拉結點的立桿位置用彩色油性筆做好標記，將對應拉結點在z軸方向與外架主節點的距離控制在200 mm以內，并盡量靠近樓層上部結構（n＋1層板面標高－400 mm），以保證外架不超過一層半的懸挑高度，墻柱外側鋁合金模板安裝完成后，將立桿標記點投射到墻柱外側的鋁合金模板上，鉆孔位置確定后用彩色筆做好標記，采用鋁合金模板專用電鉆鉆φ12 mm的圓孔。

②錐形套管預埋。穿墻套管采用一種新型加工的內嵌螺帽式錐形套管（圖3），并用螺栓固定在單側鋁合金模板墻板上。采用錐形套管的作用為：一是形成結構預留洞口，連墻件穿過預留洞口和剪力墻結構形成拉結；二是結構預留洞形成外側大內側小的喇叭口，防止雨水倒灌到室內；三是錐形套管大口內部鑲嵌固定螺母，通過螺栓將套管牢牢固定在鋁合金模板上，防止套管出現偏位，保證預留洞口的準確性。

圖3 定制錐形套管加工示意

2）第n＋1層主體結構施工，拆除鋁合金模板，取出錐形套管，安裝第n＋1層外架連墻件。當第n＋1層混凝土澆筑完成后，拆除墻柱鋁合金模板，用錘子將錐形套管敲出，結構形成錐形孔位，將連墻件穿過結構預留孔洞。由于本工程主體結構優化為全混凝土外墻，外窗洞口周邊、窗下反坎及飄窗節點為混凝土結構，在剪力墻和飄窗結構反坎部位的連墻件采用一種特殊的裝配式連墻件結構（圖4、圖5）。連墻件采用φ48 mmh 3.0 mm鋼管和M16圓鋼焊接而成，采用E43型焊條或者CO2氣體保護焊焊接，焊縫長度200 mm。鋼管長度等于結構外墻外側到外架外排立桿間距加150 mm，圓鋼鋼筋長度等于剪力墻厚度加300 mm，圓鋼端部套絲段長度100 mm，穿鋼板墊片，并采用M16雙螺帽和結構連接。該連墻件經過拉拔試驗測試，當拉拔力達到70 kN時，鋼管發生變形，逐步增加拉力后鋼筋被拉斷裂，焊縫部位未出現開裂，因此本連墻件的抗拉拔力遠遠超過雙扣件12 kN的抗滑移力，其安全性滿足要求，并可周轉使用。

圖4 剪力墻部位連墻件節點

圖5 飄窗反坎結構部位連墻件節點

4.6 懸挑外架斜拉、卸荷鋼絲繩裝配式可拆卸拉環施工技術

1）第n＋2層主體結構施工，工字鋼斜拉鋼絲繩拉環及連墻件穿墻套管預埋。鋼絲繩拉環選用φ20 mm圓鋼作為穿錨材料，在車間內定型加工，螺栓前段制成圓環，圓環口處采用雙面搭接焊，搭接長度不小于100 mm，螺栓后錨固端采用機械過絲，絲牙長度為100 mm，穿厚10 mm墊板采用高強雙螺帽與結構擰緊。第n＋2層主體結構施工時，當墻柱外側鋁合金模板安裝時，按照懸挑外架斜拉鋼絲繩錨固環定位圖，在墻柱外側鋁合金模板上標記出鋼絲繩錨環的位置，并用鋁合金模板專用電鉆在此處鉆φ12 mm的圓孔，然后將錐形套管和鋁合金模板孔位連接，此錐形套管同連墻件預埋用的錐形套管一致，作用相同。

2）拉設工字鋼斜拉鋼絲繩，第n＋2層懸挑外架搭設，連墻件安裝?；炷翝仓瓿珊螅鸪X合金模板和錐形套管，將鋼絲繩拉環穿入結構預留的孔洞，轉動螺栓使圓環口朝上，后端加設鋼墊板，用扳手擰緊雙螺帽，將卸載鋼絲繩穿入拉環前端圓環內并用繩卡固定。后期懸挑架拆除時，連墻件和鋼絲繩拉環拆卸后均可周轉使用，結構預留的孔洞注入微膨脹水泥砂漿封堵。

5 效益分析

通過對鋁合金模板配合懸挑架施工技術進行創新優化，引入裝配式、定型化、綠色施工的思想。新方法工藝簡單、架體安全可靠、可操作性好，將外架對鋁合金模板和結構的影響減少到最小，一方面解決了懸挑工字鋼穿過鋁合金模板封堵的問題，另一方面解決了外架連墻件和剪力墻結構連接困難的問題，也避免了外墻結構預留孔容易出現滲漏的隱患。該技術創新采用的定制擠塑板、特制錐形套管、裝配式連墻件等材料均可在工廠定型加工，并且可多次周轉回收利用，現場安裝簡單便捷，有利于減少勞動力和材料的投入，達到降本增效的目的。

本技術適用于主體結構采用鋁合金模板施工、外腳手架采用普通懸挑式外腳手架施工的工程，特別是住宅外墻優化為全混凝土外墻結構時，可凸顯出其優越性。

6 結語

通過現場實踐結果及分析得出以下結論：

1）通過提前繪制工字鋼平面布置圖、卸荷鋼絲繩拉結點平面布置圖，開展鋁合金模板深化設計工作，內外豎向鋁合金模板采用分離組合設計，避免鋁合金模板在懸挑層因沖突產生的切割損耗。

2）工字鋼穿外剪力墻鋁合金模板周邊采用定型化擠塑板和鋁塑板封堵，利用角鋁作為鋁塑板加固背楞，同傳統的埋設木盒子和木模板封堵相比，大大降低了洞口的封堵難度，提升了工字鋼穿墻部位結構成形的觀感質量。

3）采用新型特制錐形套管代替傳統預埋PVC套管作為鋼絲繩錨環和裝配式連墻件穿墻孔預埋的方法，錐形套管拆卸便捷，結構預留洞為喇叭形，后期通過注入膨脹防水砂漿實現封堵密實的效果，并可防止外墻雨水倒灌到室內。套管內部嵌固螺帽，通過螺栓將套管牢牢固定在鋁合金模板上方，防止套管出現偏位，保證預留洞口的準確性。錐形套管材料僅需投入1層，可同鋁合金模板一起層層周轉使用，解決了傳統套管一次性投入費用高的問題。

4）穿過飄窗、剪力墻位置的連墻件采用可拆卸裝配式鋼絲繩拉環，結構施工中提前預埋定制錐形套管，裝配式錨固環拆卸后可周轉使用，節約成本，結構預留孔洞后期注入膨脹水泥砂漿封堵，保證結構外墻不出現滲漏情況。

5）采用鋼管和圓鋼焊接形成的外架連墻件，裝配式安裝拆卸便捷，加工成本低廉，安全性經過試驗檢驗滿足要求，解決了外架連墻件和剪力墻結構連接困難的問題，也避免了傳統外墻連墻件結構預留孔過大容易出現外墻滲漏的隱患。