鋁模加固體系最優選型研究

黃鋒輝，許 彬，胡蒙蒙，栗 直，張少斌

(陜西建工第五建設集團有限公司，陜西 西安 710032)

0 引言

對于高層住宅項目，施工單位在選擇建造體系時，一般會優先使用鋁模+爬架體系，主要原因是現場生產效率高，混凝土成型質量高，整體觀感較好且后續施工可免抹灰，在施工過程中建筑垃圾較少，實現綠色施工。針對鋁模加固體系，目前市場上常見有對拉螺桿式與拉片式2種形式，在以往高層住宅項目中，普遍使用對拉螺桿式鋁模加固體系，而但在本項目中，業主方要求使用拉片式鋁模進行施工。這2種加固體系主要區別在于墻柱模板加固方式不同，對于梁、頂板及節點等部位均采用穿墻螺桿加固體系，因此，本文僅針對墻柱加固體系進行試驗分析。

根據以往經驗可知，對拉螺桿式鋁模優點為：①與傳統木模加固體系相似，工人現場施工易上手；②加固體系強度、剛度及穩定性好，因此，墻體平整度更優；③在飄窗、降板及異形構件處施工時更加便捷。拉片式鋁模優點為：①降低了工人安裝勞動強度；②一次性使用，外墻混凝土一次成型，滲漏風險降低，無需二次封堵，節約成本且提高施工效率。

綜合來看，2種加固體系各有特點，本文以實測實量數據與相關合同為基礎，從質量、進度、成本等影響因素進行分析，從而得出不同場景下，能實現項目管理部收益最大化的最優鋁模加固體系。

1 工程概況

綠城春和印月群體住宅項目，地上建筑面積203 800m2，住宅面積187 800m2，共15棟住宅樓，分為3個批次進行施工。其中，第1，2批次因業主要求使用拉片式鋁模進行施工，第3批次使用對拉螺桿式鋁模進行施工。加固體系如圖1所示。

圖1 鋁模加固體系

1)第1批次包含11，12，16，17，20，23號住宅樓，標準層層高2.9m，墻、柱模板主要采用4mm厚、65mm肋高500mm×2 700mm標準鋁模，內、外墻超出標準板高的部分連接頂板陰角，外墻頂部增加1周300mm寬K板，高出結構面50mm，起承接作用。模板采用2mm厚拉片相連，拉片通過銷釘與模板相連，內墻設置6道拉片，第1道離地150mm，其余間距300mm，頂部間距600mm，外墻增設1道拉片。背楞為50mm×50mm×3mm方鋼管，外墻體設置3道背楞，內墻體設置2道背楞，均雙面安裝，首道背楞距地150mm，斜撐采用拉片模板專用斜撐，水平間距≤1 500mm。

2)第2批次包含13，15，18，19號住宅樓，標準層層高2.9m，除外墻體設置4道背楞，內墻體設置3道背楞外，其余設置與第1批次完全一致。將第1，2批次進行對比分析，驗證鋁模體系中背楞對于質量的影響。

3)第3批次包含21，22，24，25，26號住宅樓，標準層層高2.9m，墻、柱模板采用40mm×60mm扁通背楞，內4外5分別設置在距板底0.25，0.80，1.60，2.50，2.8m處，使用M18對拉螺桿加固，對拉螺桿水平間距≤900mm，斜支撐下端套入底板上固定點(預埋鋼筋)；上部斜支撐與樓面夾角<60°，內墻斜撐均斜向布置，支撐間距≤2 000mm。

2 鋁模安拆流程

對拉螺桿式鋁模與拉片式鋁模安拆流程大體相同，僅在加固工序處有區別。

鋁模安裝流程為：鋼筋定位、墻根找平→墻柱鋼筋綁扎→水電預埋、精確定位→墻柱模板安裝、加固→墻模板斜撐設置→梁板模板安裝、鋼筋綁扎→鋼筋、模板驗收→混凝土澆筑→下一層施工。首先采用水平間距100mm、超出地面高度80mm的φ16鋼筋定位，在墻根處找平，然后進行墻柱鋼筋綁扎、水電預埋及驗收，驗收合格完成后，開始安裝墻柱模板、梁板模板，同時進行墻模板斜撐安裝，然后綁扎梁板鋼筋，待鋼筋、模板驗收合格后，最后澆筑混凝土。

墻柱模板安裝流程為：測量、放線→樓面平整→焊接定位鋼筋→安裝一側模板→安裝套管、螺栓(拉片)→安裝另一側模板→安裝背楞→安裝斜撐→標高、垂直度、平整度校核→預檢驗收。首先進行測量放線，然后整平樓面和焊接定位筋，同時檢查鋼筋是否超出墻柱控制線及樓面標高控制線，然后進行墻柱鋼筋綁扎與水電預埋，同時開始安裝一側墻模板、套管及對拉螺桿(拉片)，待墻柱鋼筋與水電預埋通過驗收后，開始安裝另一側模板和背楞，最后進行標高、垂直度、平整度校核及預檢驗收。

墻柱模板拆模流程為：拆模審批→斜撐拆除→背楞拆除→螺栓(拉片)拆除→墻柱模板拆除→頂模拆除→套管拆除→墻柱混凝土質量驗收。首先進行拆模審批，審批通過后再進行斜撐拆除，接下來拆除背楞、對拉螺桿(拉片)，使用專用Y形扳手拆除墻柱模板、頂撐及套管，最后驗收混凝土質量(注意拆除模板時嚴禁暴力拆除)。

3 墻柱實測實量數據分析

3.1 實測實量標準

現場實際施工時，每棟住宅樓施工進度各不相同，現從已拆模樓層進行實測實量。數據包括平整度、垂直度、截面尺寸。

1)測量墻柱平整度時，同一面墻4個角(頂部及根部)中取左上及右下2個角。按45°角斜放靠尺，累計測量2次表面平整度算作2個計算點，洞口位置45°斜交叉測1次算作1個計算點。

2)測量墻柱垂直度時，同一面墻距兩端頭豎向陰陽角30cm位置處靠尺一頂一底累計測2次垂直度算作2個計算點；柱任選兩面靠尺一頂一底累計測2次垂直度算作2個計算點；洞口處垂直度測1次算作1個計算點。

3)測量墻柱截面尺寸時，從地面向上300，1 500mm 各測量1次，選取其中與設計尺寸偏差最大的數，作為判斷該實測指標合格率的1個計算點，洞口高度和寬度偏差各作為1個計算點。

3.2 不同鋁模加固體系對墻柱質量的影響

每棟樓統計的墻柱垂直度、平整度、截面尺寸數據來自已實測樓層數據總和。其中第1批次6棟樓累計測量39層，垂直度累計測量點數3 165個，合格率為97.3%；平整度累計測量點數3 155個，合格率為91.4%；測量截面尺寸597處，合格率99.8%。第2批次4棟樓累計測量27層，垂直度累計測量點數2 067個，合格率為98.5%；平整度累計測量點數2 067個，合格率為92.7%；測量截面尺寸378處，合格率99.7%。第3批次4棟樓累計測量10層，垂直度累計測量點數1 340個，合格率為97.5%；平整度累計測量點數1 340個，合格率為95.1%；測量截面尺寸188處，合格率99.5%。實測實量記錄如表1所示。

表1 實測實量記錄

在同一樓棟中，針對垂直度與平整度爆點位置進行重新定位，并按樓層縱向觀察數據可知，原因為鋁模結構問題。在后續施工過程中及時調整模板，防止質量風險的再次發生。由第1，2批次實測實量數據可知，第1批次平整度與垂直度均低于第2批次，排除外界其他因素影響，可初步得出：在本項目中，背楞為外4內3比外3內2 的混凝土質量更高。由第2，3批次實測實量數據可知，本項目實際施工過程中，拉片式鋁模加固體系垂直度優于對拉螺桿式鋁模加固體系。

4 影響因素及效益分析

4.1 混凝土質量及要求

3個批次質量指標數據對比如表2所示。由表2可知，在平整度方面，對拉螺桿式優于拉片式鋁模，而在垂直度及截面尺寸方面拉片式優于對拉螺桿式。

表2 各批次質量指標數據對比

通過分析可知原因如下：①對拉螺桿加固成型的混凝土平整度是因對拉螺桿式鋁模整體穩定性較高。②采用拉片式鋁模的墻柱截面尺寸質量好。因拉片式鋁模的墻柱截面尺寸質量主要依賴于拉片規格，且拉片由工廠進行批量化生產加工，精度得到保證；而采用對拉螺桿式鋁模主要依賴于螺母松緊度，受人為因素影響較大。③采用拉片式鋁模的垂直度優于對拉螺桿式鋁模。對拉螺桿式鋁模背楞采用的是兩邊管，同時豎向放置背楞，總體質量相對較大，鋁模拼裝完成后，調整垂直度的精度有限；而拉片式鋁模背楞選用的是單方管，且一般只需設置3道橫向背楞，整體自重小，便于模板垂直度的準確調整。

18號住宅樓由下至上質量指標數據如表3所示。由表3可知，隨著樓層攀升，每棟樓混凝土質量逐漸變高；整體質量數據呈增長趨勢。

表3 18號住宅樓質量數據對比

在本項目中，業主方的質量要求為96%，為達到高收益，在滿足業主方質量需求的情況下，推薦選擇第2批次拉片式鋁模加固體系。從現場施工質量來看，在不進行后期修補情況下，拉片式鋁模混凝土質量平均合格率為95.9%，對拉螺桿式鋁模混凝土質量平均合格率為97.4%。因此，可針對業主方不同質量要求，選擇最經濟的鋁模加固體系。

4.2 施工進度

正常情況下各棟樓施工進度平均5d/層，因各批次施工進度差異不大，則不作為主要研究對象。但考慮到各項目現場管理水平參差不齊，因此，對工序進行分解、分析，旨在探討不同鋁模加固體系下，可能發生并影響工期的問題。

鋁模加固體系工序如下：①加固 對拉螺桿式鋁模只需將對拉螺桿螺母鎖緊，便可將背楞固定，工作量較少；而拉片式鋁模本身因拉片槽較密集，且需將每塊模板拉片用銷釘進行連接，工作量較大。②調平 拉片式鋁模整體剛度較大，在模板調平階段較難操作，調整1處往往涉及一整片區域模板，調整耗時長；而對拉螺桿式鋁模能通過調整背楞上的螺母達到調平要求。③回收與封堵 拉片式鋁模在施工過程中直接澆筑在混凝土中，作為一次性使用不回收利用，拆模后需將外露拉片進行敲擊、防銹處理；對拉螺桿式鋁模中對拉螺桿需回收周轉，重復使用，對孔洞須使用發泡與水泥砂漿進行塞孔處理，外墻還需進行防水處理。

此外，在拉螺桿式鋁模施工過程中，螺桿常會與墻柱主筋或箍筋發生碰撞，從而影響工期，常用以下措施解決問題：①在滿足鋼筋規范與質量標準的情況下，調整主筋或箍筋位置，避免碰撞發生；②在滿足螺桿最小間距情況下，將相鄰2塊板的方位進行對調，調整螺桿位置避免碰撞發生；③避開主筋或箍筋，在相鄰方位板上開孔，作為螺桿加固位置；④在無法避開鋼筋的狀況下，局部改用小號螺桿。

4.3 成本

鋁模施工過程中的成本來源主要為鋁模租金、配件材料費、人工費、質量修補費用。其中鋁模租金以接觸面積與理想狀況下工期綜合考慮進行費用計算；配件材料費主要為拉片與套筒費用；人工費按建筑面積整包，對于成本差異不是主要影響因素，暫不做分析；質量修補費最終從分包扣除。最終的成本對比以各批次單平方鋁模生產費用進行定量對比分析。

1)按現場實際施工進度，標準層施工階段進度基本為5d/層，各棟住宅樓層數以26層居多，則鋁模租用時間大體上≤7個月。由合同可知，第1批次鋁模面積為13 150m2、租金約506萬元，第2批次鋁模面積為9 323m2、租金約359萬元，第3批次鋁模面積約13 128m2、租金約568萬元。

2)對拉螺桿式鋁模套管費用、墻眼封堵費用由分包承擔；拉片式鋁模的拉片直接澆筑至混凝土中，不重復使用，鋁模廠提供1層拉片后，剩余樓層拉片由總包統一按樓層購買。以1面長4 000mm、層高2.9m墻體為例，拉片按500mm板距、6道拉片設置，則需約54個拉片。則各批次拉片大概使用量如表4所示。鋁模相關材料費用為：第1批次 388.62元/m2，第2批次388.67元/m2，第3批次435.98元/m2，最優選擇依次為：第1批次>第2批次>第3批次。

表4 各批次拉片消耗量匯總

3)合同上表明，主體結構進行鋁模施工過程中，總包單位與分包單位簽訂以建筑面積為依據的固定總價合同，分包單位具體施工時以鋁模面積劃分工作面，進行高效施工。因此，對于各批次來說，單位建筑面積人工費均相同，則不進行成本差異對比。

4)質量修補主要針對平整度偏差、垂直度偏差、截面尺寸偏差這3種情形，現場以麻面、蜂窩、露筋、孔洞、爛根、錯臺等形式體現。通過分析可以明確，引起質量問題的關鍵因素為鋁模構造問題(不排除后期暴力拆模)。

5)墻柱垂直度修正分為2種情況：①墻柱垂直度偏差超出規范8～11mm 利用磨光機打磨或配合稍許剔鑿后打磨，且必須保證墻柱截面尺寸在規范允許的誤差范圍內。②墻柱垂直度偏差超出規范12mm以上 用手工鋼纖剔鑿，清除表面松散的砂、石，采用專用修補砂漿修補，修補過程中遇露筋嚴禁切割。墻柱平整度修正使用磨光機打磨或剔鑿后打磨后，使用專用砂漿修補即可。在費用上，所有因分包單位施工產生的質量問題，依據合同和相關法律法規由分包單位自行承擔，因此，在此不做詳細討論。

總之，拉片式鋁模加固體系成本低于對拉螺桿式鋁模加固體系。

5 結語

闡述了拉片式鋁模與對拉螺桿式鋁模特點，從現場施工工藝、模板安拆進行對比，并通過實測實量采集質量數據進行分析，從鋁模質量、進度、成本3個方面進行效益總結分析，得出各不同需求場景下的鋁模加固方式選型如下。

1)質量方面 對拉螺桿式鋁模在平整度上優于拉片式鋁模，而在垂直度及截面尺寸方面，拉片式鋁模優于對拉螺桿式鋁模；拉片式鋁模混凝土質量略低于對拉螺桿式鋁模混凝土質量。因此，可針對業主方不同質量要求，選擇最經濟的鋁模加固體系。

2)進度方面 作為總包單位,拉片式或對拉螺桿式鋁模施工進度一般均為5d/層，考慮到現場管理水平，綜合來看拉片式鋁模比對拉螺栓式鋁模施工快。

3)成本方面 本項目拉片式鋁模加固體系成本低于對拉螺桿式鋁模加固體系。

總之，群體住宅快速建造體系的落地離不開鋁合金模板、爬架、裝配式等施工技術，隨著市場的成熟，各相關技術的研究會更加深入，同時，在保證質量情況下達到盈利目的。在目前成熟的鋁合金加固體系上，結合現場實際情況，給出更細致的場景化選型思路。