鋁合金模板早拆模支撐體系施工技術研究

孔紹東，羅 勇，宋滿榮

(1.合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009；2.中鐵四局集團建筑工程有限公司，安徽 合肥 230022)

0 前 言

隨著模板種類的增加，模板的一次性投入、回收利用成為決定項目成本的關鍵內容。模板的回收利用降低了模板成本，充分利用資源符合當今市場經濟體系的運作規律。但是，當混凝土達不到拆模標準時強行拆除將危及工程質量，甚至導致工程安全事故發生。為了提高工程項目的經濟性與安全性，有必要將工程質量與模板循環使用有效地相結合。減少拆模時間，提高模板的回收利用率以及提高混凝土結構的質量是新型模板工程中需要解決的難題。鋁合金模板體系早拆技術的出現，既改善了模板材質，又提高了模板施工效率及混凝土結構成型質量。

1 工程概況

中鐵四局集團有限公司承建的鄭州航空港河東四棚戶區一標項目位于河南省鄭州市航空港區三官廟鄉教場袁村萬三公路邊，距新鄭國際機場約10 km，總建筑面積82.95萬m2，由5個獨立地塊組成。1#～5#地塊采用CFG樁復合地基處理，基礎結構形式均為筏板基礎。車庫地下2層，基礎結構形式為筏板基礎，框架剪力墻結構，主體標準層均采用了鋁合金模板施工，每棟樓配備了一套鋁合金模板及三套支撐，按照各地塊的施工進度進行周轉使用。

2 技術特點

1)鋁合金模板結合早拆模支撐體系具有剛度高、整體穩定性好，板面大拼縫少，精度高、工程質量好，安裝拆除方便、施工效率高，施工現場安全、整潔、施工形象好，重量輕、對機械依賴度低等優點，可廣泛應用于鋼筋混凝土施工。

2)采用鋁合金模板與傳統模板施工相比,鋁合金模板體系雖然一次性投資大，但在分攤成本上較傳統模板有較為明顯優勢。

3)鋁合金模板體系運用于高層建筑和大空間建筑項目中，能取得更好的綜合效益，有利于實現綠色施工。

4)合理運用BIM技術解決鋁合金模板配模的問題，模擬搭設使現場模板安裝拆除效率更加高效。

3 施工工藝及操作要點

3.1 鋁合金模板深化設計

1)結構深化。首先對構件尺寸進行深化，在鋁合金模板設計過程中，常會碰到梁截面不同或者凸窗尺寸不符合標準板尺寸的情況，因此進行構件尺寸深化，使其滿足鋁模配板模數。并且在剪力墻與梁交接部位的截面盡量保持相同，降低鋁模配模的加固難度。此外，在降板位置或者墻梁交接位置，通常容易出現小尺寸構件，通過構件尺寸的深化，減少小尺寸構件，便于鋁模的安裝，方便設置免抹灰企口。其次，在樓梯部位，折板處轉折角度大或者轉折長度小，不利于澆筑成型效果，甚至梯板與梯梁交接位存在尖角，對鋁模設計和安裝帶來困難，所以進行優化做填平處理[1]。

2)建筑深化。簡化外立面線條，將奇偶層的線條做法統一，無功能要求的外立面造型線條，采用成品線條代替。外立面裝飾層采用涂料飾面層。螺桿洞采用膨脹砂漿以及發泡劑進行封堵，同時在外墻上涂刷JS聚合物防水涂料。

3)管線深化。鋁合金模板中對拉螺栓與線盒可能會起沖突，在鋁合金模板深化過程中，為避免對拉螺桿與線盒沖突，提前將線盒排版，如果有沖突，調整螺桿孔位置，使機電安裝更加順暢進行。此外，對于2個以上線盒連續布置時，采用連體線盒。對樓面的線管成品進行保護，采用PVC管澆筑水泥砂漿保護，避免由于鋁模搬運、掉落造成的破壞。

3.2 BIM技術的運用

傳統的鋁合金模板配模圖，僅是對鋁模的編號尺寸進行平面標注，不能很好表現細部的拼接關系，工人和管理人員學習施工方法的成本較高，不能快速理清鋁模的擺放關系，而且平面有時很難表達空間的位置關系。另外因為模板及配裝圖與現場位置有偏差，施工現場往往會出現隨意切割鋁模的現象。因為上述原因，此次利用BIM建立鋁合金模板標準構件庫，根據結構、建筑、水電等各專業施工圖紙等要求，實現快速配模，同時利用BIM技術對鋁合金模板進行可視化設計。通過BIM技術對設計的鋁合金模板的拼裝、拆卸、適用性等進行模擬論證，并將論證后的設計方案利用BIM可視化出圖對廠家交底定制，從而保證了鋁合金模板設計的最佳適用性及定制的精確性。圖1為鋁合金模板可視化設計。

圖1 鋁合金模板可視化設計

利用BIM技術模擬建造，使支持體系搭設到位，避免局部出現模板開裂，后期返工浪費材料及人工。進行復雜節點的模擬，現場進行三維技術交底，溝通效率極大提高。同時，BIM軟件中提供各種材料具體用量，包括模板、木方、對拉螺栓等。現場管理人員及工人通過掃描二維碼，能看到每塊模板的所屬區域、規格和編號與整個模板搭設的施工工藝流程。

3.3 剪力墻鋼筋綁扎

鋼筋運達現場后，根據施工圖紙進行墻、柱鋼筋綁扎及水電預埋安裝作業。綁扎墻體鋼筋時，對偏離墻體邊線的下層插筋進行校正處理。

在剪力墻鋼筋綁扎施工時，就要做好鋁合金模板安裝定位的前置工作，墻邊線外200 mm或300 mm需設置鋁模控制線，控制線誤差應在2 mm以內，并且設置定位鋼筋，距地面標高8 cm，每間隔1 m設置1根。定位鋼筋預先切好，尺寸應小于墻厚2 mm，從而保證鋁合金模板在安裝時剪力墻墻體厚度和位置的準確[2]。圖2為鋁模控制線。

圖2 鋁模控制線

3.4 鋁合金模板安裝

1)墻模板安裝。墻模板系統主要包括平板、端板、外角鋁條、對拉螺桿、鋼撐桿和K板等。按照匹配圖中的相應編號安裝鋁合金模板，并按照外墻、內墻的安裝順序安裝。在安裝外墻模板前，應與外部起步板(即K板)一起安裝。如果存在連續的垂直模板，則應將樓板與墻板圍成一圈放置，并用作頂層連接組件的垂直模板。內墻模板安裝時從內角模開始，也可從墻頭封板開始，按照模具編號由中間延伸到兩側。沿控制線放置模板后，將模板臨時固定在支柱上，同時將墻模板同時固定在兩側。垂直模具每300 mm用1根銷釘固定，插銷施工至模具連接處沒有間隙。橫向拼接的模板端部插銷必須釘上，中間可間隔1個孔位釘上。在安裝另一側墻模時，在對拉螺栓孔位置附近將尺寸相符內撐鋼筋垂直放置在剪力墻的鋼筋上，檢查對拉螺栓穿過是否有鋼筋阻擋(特別是墻、柱下部)，如有阻擋，鋼筋需進行移位，以保證PVC套管順暢通過。安裝墻模板后，將對拉螺桿放入模板中的預留孔中，布置頂部、中部和底部3個通道[3]。

2)梁模板安裝工藝研究。梁模板系統由梁底模板、陰角模板、陽角模板、梁側模板、梁頂托和獨立鋼支撐等組成。在梁底模板設置梁底早拆模板，在梁底早拆模板下安裝獨立鋼支撐，支撐間距最大不超過1.3 m。安裝順序為：梁底模板→獨立支撐→梁側模板→陰角模板。梁底模板的標準長度為1 100 mm，每隔1 200 mm設置1個梁底支撐，側板分為梁側模板和轉角構件，梁側模板的標準長度為1 200 mm，以標準板優先排布為原則安裝。

3.5 混凝土澆筑

由于鋁合金模板具有良好的氣密性，在混凝土澆筑中，混凝土中的氣泡往往很難排出。在墻模板拆除后，發現有墻面氣泡較多的現象，而且有越發嚴重的趨勢。

經過研究，采取了以下辦法：①在前期BIM深化設計過程中，通過與鋁合金模板廠家溝通，在鋁合金模板上預留透氣孔(觀察孔)，在澆筑時空氣能夠通過透氣孔排出，并且通過孔道可以實時觀察混凝土澆筑情況，提高了混凝土澆筑質量和效率;②在澆筑混凝土期間，為了避免在混凝土表面上產生氣泡，優化混凝土配合比，適當地調整混凝土添加劑的用量并調整混凝土的水灰比，生產專門針對鋁合金模板工藝專用的配合比混凝土，減少氣泡的產生;③加強對混凝土施工工人的施工監督，避免振動泄漏和振動時間短導致局部氣泡不能排出;④考慮到混凝土中的氣泡粘附在鋁合金模板面板上，振搗不易引出，所以減小了脫模劑涂刷厚度，但要保證其涂刷均勻[4]。圖3為鋁合金模板混凝土澆筑質量圖。

圖3 鋁合金模板混凝土澆筑質量

3.6 模板拆除

在混凝土達到拆模設計強度后，按相關規范中關于底模拆除時的混凝土強度的規定，有序進行模板拆除。墻模板拆除順序為：斜支撐→螺桿背楞→墻端頭板→墻板→陰角板。梁板拆除順序：先拆底模再拆側模，保留立桿。墻模板上傳后，可進行梁模板的拆除。拆梁底模板時應有兩人協同作業，撬松時兩人托住梁底板，輕放地上，不可讓其自由落下使模板受損，梁底支撐不可松動和拆除。梁底模板拆除后清理干凈放置在梁的下方，梁與墻連接的陰角模、梁底陽角模等小塊模板如有松動應及時連接牢固。頂板拆除前先將背楞、對拉螺栓、梁板等上傳，地面雜物清理堆放在墻邊，不影響操作平臺的移動，先拆頂板面積較大的房間。

3.4 坑槽填補與壓實

在瀝青路面坑槽內填入適量的冷補料，一直到比水平路面高約2 cm，同時確保坑槽內的中間位置突出。考慮到車流量比較大，需要增加冷補料用量10%～20%。針對損壞深度>6 cm的瀝青路面坑槽，應采用分層填補處理方式，各層的厚度控制在2～4 cm，然后逐層進行壓實，以提升施工質量。若是瀝青路面坑槽密實度不達標，受到行車荷載的作用后就會發生下沉現象，此類問題無需進行挖除重填，可以從下沉的瀝青路面坑槽內填補級別更高的冷補料，并進行充分壓實[4]。瀝青路面坑槽填補均勻之后需要結合填補面積大小與路面實際情況，選擇合適的設備與方式實施坑槽壓實，具體壓實順序是由坑槽外至坑槽內，保證坑槽中間位置呈現為較小的弧形凸起狀態。此項目中瀝青路面的坑槽破損范圍相對偏大，所以通過分析研究確定選擇雙鋼輪振動壓路機(重量為1 t)，最大激振力能夠達到2 t，針對壓路機不能碾壓的位置則應選擇人工方式進行夯實[5]。通過統計高速公路工程項目瀝青路面坑槽填補養護施工各項資料，其中每24 kg冷補料可以填補的坑槽規格為長(50 cm)×寬(50 cm)×深(4.5 m)，同時填補處理完成后10 min就能夠解除交通封閉措施，恢復交通運行。

3.5 清掃與驗收

瀝青路面坑槽壓實施工完成之后，需要從其表面上均勻地撒布一層石粉或者是細砂，同時進行來回反復的清掃，保證細砂能夠將表面孔隙填滿。瀝青路面坑槽修補后應保證表面平整、光潔以及密實，無任何的輪跡現象，坑槽邊角無松散現象，壓實度必須≥95%。

4 總 結

本文結合高速公路工程項目實際情況，首先對瀝青冷補料成型機理進行了論述，然后重點研究了高速公路瀝青路面養護施工冷補技術，主要包含了材料制作、工藝要求、坑槽開挖、坑槽填補與壓實等。實踐表明，此高速公路瀝青路面坑槽經過冷補修復之后無明顯的脫離、松散等質量問題，同時路面的性能指標達到了標準規范要求，有效提升了高速公路行車安全性與舒適性。

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