鋁合金模板深化設計和應用

喬 帥

在工程建設施工中，提升工程建設質量是行業發展的必然趨勢，可以加強品牌影響力和行業競爭力。推廣應用鋁合金模板技術，能夠提高工程施工質量，降低工程成本，尤其是在高層建筑中鋁合金模板施工可以顯著發揮施工優勢。因此，應合理應用鋁合金模板施工技術，掌握深化設計要點，以此確保工程建設質量。

1 鋁合金模板施工應用條件

鋁合金模板施工應用條件如下：第1，單體建筑結構形式為剪力墻結構、框架結構或框架剪力墻結構。第2，建筑造型不復雜，層高小于3.6 m，標準層達到20 層以上，結構建筑形式無較大變化。第3，施工鋁合金模板時，腳手架需要采用附著式提升外腳手架，施工周期可以縮短至5 d。第4，經測算，鋁合金模板施工技術配合外墻免抹灰、內墻薄抹灰施工方案，當建筑標準層達到20 層時，該模板與傳統木模板直接成本相當，整體效益優于普通木模板；當在相同戶型不同樓棟間重復利用時，經濟效益更佳。第5，裝配式建筑中要求模板剛度大、精度高、支撐穩且周轉快，鋁合金模板均能滿足要求[1]。鋁合金模板圖，如圖1 所示。

圖1 鋁合金模板圖（來源：作者自攝）

2 鋁合金模板在高層建筑中的應用優勢

建筑模板按照原材料實施分類，主要材質為木、竹等粘接材料，材料構成不同，模板的特點也不同。相較于其他傳統模板，鋁合金模板具備耐用性、堅固性和高效性特點，因此被廣泛應用于高層建筑施工。此外，鋁合金模板可以反復利用，減少工程成本，使用價值較高。選擇鋁合金模板，能夠提升建筑的施工效率，提高施工質量。

2.1 施工質量與標準化水平高

建筑行業發展速度快，鋁合金模板為機械擠壓成品，結合位置縫隙小、堅固、耐久性強等特點，可以保障建筑工程質量。一般來說，鋁合金模板的質量＜25 kg/m2，模板材料拆卸簡單，運輸時可以與人力、起重機同步操作，顯著提升安裝效率。而且鋁合金模板的標準化程度高，操作便利，可以在較短時間內完成施工作業，縮短工程周期，提升工程一次性完成概率。另外，鋁合金模板以鋁合金和塑料鋁材料為主，混凝土固定效果良好，施工質量高。需要注意的是，塑料鋁為易燃物，施工現場必須做好防火處理。

高層建筑中應用鋁合金模板組件，應根據實際情況固定安裝模板[2]。依據墻體編號在模板上設置相應數字，按照定位與布局將模板安裝到對應編號位置，然后通過高強螺栓、穿墻對拉桿及銷釘固定模板、墻面和模柱。在高層建筑施工中，鋁合金模板的應用優勢顯著，雖然工程初期投入成本大，但是施工后期的益處較多，將會逐步代替木模施工。

2.2 應用價值高

使用鋁制模板時，通過計算機技術和計算機仿真模型初步分析高層建筑，并結合高層建筑需求合理應用新型施工方法。建立計算機仿真模型能夠深入分析建設項目需求，避免工作方法有誤。同時，借助計算機技術建立鋁合金模板施工模型，通過鋁合金模板多次使用的特點，能夠縮短計算機模擬時間，減少施工作業成本，證明模板材料應用價值高。

2.3 經濟效益顯著

分析經濟效益可知，雖然應用鋁合金模板前期投資大，但是其質量較高，耐用性強，且可多次使用。正常情況下，鋁合金模板的循環回收率高達50%，能夠提升建筑施工利用率，經濟效益顯著[3]。

3 鋁合金模板深化設計要點

近年來，隨著高層建筑的迅猛發展，鋁合金模板得到全面推廣應用。在應用過程中，應根據施工需要與使用功能逐步深化設計，以滿足建筑各方面的要求，即：

1）鋁合金模板應用過程中，一般會采用全砼外墻，將外墻砌體部分優化為混凝土結構，減少砌體施工對外腳手架的占用，加快主體結構的施工速度，避免外墻滲漏問題。同時，還可減少后期二次砌筑的施工量，加快砌體施工進度。對于窗下墻體位置，容易出現應力裂縫，因此需采用增加抗裂鋼筋的措施加以預防。

2）風井位置應留一面砌體墻，不宜全部改為混凝土。單元之間應留施工通道，墻體交錯施工。兩面剪力墻的距離應保證不小于700 mm，以便于安裝。

3）反梁、過梁、構造柱、止水反坎以及與剪力墻相連的＜300 mm的墻垛，應與主體結構一次現澆完成，避免二次支模澆筑，減少施工工序，縮短工期，同時可以保證施工質量，節約成本[4]。

4）門洞、過梁、墻梁交接處、砌體墻和剪力墻交接處應設置抹灰貼片，根據不同抹灰要求做丁接或順接貼片，保證后期抹灰施工質量。

5）為減少外墻滲漏，鋁模深化設計時，考慮在窗戶四周外部設置企口，在挑檐、飄窗板和空調板等部位設置滴水線，在結構施工中一次完成。無論是外壓線還是內凸，均能達到較好的防水效果。有防水要求的房間，防水施工時需要做倒角，采用鋁模施工可以一次成型，避免二次施工。

6）當門窗設計為連接片安裝時，可以依據連接片的寬度、深度和間距要求，在連接片的安裝位置設置壓槽，使其不突出墻面，便于抹灰。根據欄桿的設計高度、安裝深度及型材直徑等參數預留安裝杯口，避免后期剔鑿，方便安裝欄桿，保證安裝牢固[5]。

7）鋁合金模板深化設計時，管線位置設置壓槽或采用預埋的方式，將三丙聚丙烯（Polypropylene Random，PPR）管含彎頭、內絲彎頭預埋到鋁合金模板內，減少墻體開槽工作量及對結構的破壞，同時加快水電安裝進度，減少建筑垃圾的產生量。

8）采用電動提升架施工時，需要注意機位與鋁模的關系。提升腳手架的施工單位必須提前提供機位布置圖，在此位置的K 板需考慮分拆設計等措施。

9）安裝預留洞口、傳料口、放線孔、泵送孔以及布料機位置需提前定位準確，預留洞口周圍需考慮抗裂鋼筋、預留鋼筋等措施鋼筋，布料機位則需考慮鋁模支撐加密及橫桿設置。

10）在有保溫節能要求的地區，鋁合金模板通過深化設計可以和一體化保溫板同步施工，加快施工進度[6]。

11）裝配式建筑要求模板剛度大、精度高、支撐穩和周轉快，鋁模因其顯著的特點在高層建筑施工中應用較為廣泛，二者相結合形成了一種新的施工技術，即裝配式建筑+鋁膜一體化施工。

為了達到良好的施工效果，從支撐加固體系、模板配置以及預留安裝孔等方面對鋁模設計深化提出了更高的要求。在制作鋁合金模板和裝配式預制構件的過程中，要保證設計的精密性更強。這是因為在開展設計工作的過程中，如果存在問題，那么將無法及時調整，導致大規模生產時出現更多問題。設計方案與設計圖紙的準確與否，是影響裝配式建筑與鋁模一體化施工工藝的關鍵因素。在設計階段，應結合技術儲備情況和廠內設備處理精度對圖紙進行重新深化。

首先，需要解決裝配式建筑預制混凝土板中的安裝偏差問題，結合鋁模的加工尺寸預留出足夠的調整間隙。

其次，對鋁模板支撐的加密和碰撞進行優化和加固。一方面，對鋁模板的斜撐進行加密，并在模板的底部進行拉桿加固，然后對于墻陰角處的樓板模板進行豎向支撐的增設處理，這樣可以在多方面有效地降低外墻爆模的風險。另一方面，通過優化鋁模斜撐的數量和增加墻板底部固定連接件，有效地解決斜撐多和空間碰撞的問題，將傳統的雙排斜撐更新為1 排斜撐[7]。

再次，可以通過建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）碰撞分析來更正斜撐碰撞的位置。為減少設計紕漏，前期策劃務必考慮周全，避免后續工序進一步放大錯誤。

最后，還要在施工前進行專項設計交底，全面、充分地了解裝配人員的預制構件裝配知識、技能、規范及操作等方面情況，由此對裝配人員展開一定的教育和培訓，最大限度確保裝配人員在裝配作業中能夠做到規范施工，盡量減少或避免不必要的施工問題和施工錯誤，從而進一步保障裝配式建筑與鋁模一體化施工的質量和安全[8]。

4 鋁合金模板施工質量控制

鋁合金模板施工建設期間，首先要初步勘察施工現場?？辈旖Y束后，通過計算機技術建立仿真模型，將新技術集成到鋁合金模板施工中，深入分析工程項目的建設問題，通過新型方式規避傳統的質量問題[9]。

一般來說，施工建設期間，可以采用以下方法控制鋁合金模板的施工質量：

1）模板制造商應確保產品滿足質量要求，這就要求操作人員掌握設計與施工的流程，在參與模板開發的過程中制訂標準化處理方案，同時熟悉生產流程。

2）鋁合金模板加工設備制造、測試模板時，須有專業技術人員在場。對于技術人員在生產加工中存在的一些問題，要聘請專家為其提供專業化指導，減少操作實踐中的不良行為。

3）為技術人員和施工人員提供培訓的機會，確保其掌握技術與質量要求。

4）生產期間，技術人員、檢驗人員應落實現場技術質量措施，監督和指導整個施工過程，深入分析相關問題，并采取有效措施進行處理，落實高質量技術措施。

5）施工團隊建立檢驗員機制，每個單元模板都要經過工作組檢驗，只有滿足標準要求后，才可以全面評審建筑材料生產廠家。為了確保產品的最終質量，檢驗員必須進行嚴密檢查與登記。

5 鋁合金模板的深化設計案例分析

5.1 工程概況

某建筑工程項目總建筑面積為144443.18 m2，地 上 建 筑 面 積為116357.25 m2，地下建筑面積為27174.85 m2。建筑容積率為3，建筑密度為30%，綠地率為29.15%。

5.2 模板深化設計

建筑工程地下室和裙房的首層構件應用扣件式鋼管模板支撐體系，塔樓地上2 層到頂層應用鋁合金模板。該建筑層高為3 m，板厚為100 mm，梁截面尺寸不等。工程建設中采用130 mm 板 厚、300 mm×550 mm 的 梁驗算墻模板的承載力。鋁合金模板室內施工圖，如圖2 所示。

圖2 梁底支撐立桿（來源：作者自攝）

5.2.1 模板分區設計

建筑施工團隊根據工程建設實況，可以將鋁合金模板體系劃分為剪力墻模板、梁模板、樓面頂板以及特殊部位模板。模板分區能夠合理確定施工步驟，科學調配施工人員。

5.2.2 樓面模板設計

樓面模板標準尺寸為400 mm×1200 mm 和600 mm×1200 mm，厚度為4 mm，局部尺寸按照實際情況優化設計鋁合金模板尺寸。樓面板支撐立柱間距為1300 mm，但是局部模板橫向間距＜1300 mm，無法設置立柱，可以以100 mm 寬鋁梁龍骨為支撐。鋁梁龍骨設置快拆支撐，便于搭設和拆除樓面模板支撐。

5.2.3 墻柱模板系統設計

按照標高控制點檢查安裝位置的樓板標高要求，用墊塊、鑿毛等處理方式可將樓面標高誤差控制在5 mm以內。按照墻柱模板拼裝圖紙拼裝一側的墻柱模板，模板間使用銷釘與銷片連接，并在外表面套合塑料膠環和聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）管。鋼筋上綁扎鋼筋定位撐條，然后拼裝另一塊模板。

5.2.4 梁模板設計

墻柱模板安裝結束后，開始安裝梁模板。梁模板安裝時，使用銷釘與銷片連接鋁模，轉角位置構件可以采用螺栓連接，梁底支撐立桿應確保垂直度，如圖2所示。在安裝梁底模板時，使用激光掃平儀調平梁底標高。梁頂、墻頂轉角模板安裝后，遵循標準順序依次安裝樓面板支撐梁和板模板。在安裝板模板時，樓面板支撐與梁底支撐桿應垂直[10]。

6 結語

應用鋁合金模板施工技術可提高工程質量，加快施工進度，同時減少建筑垃圾，避免過度消耗資源，經濟效益與社會效益較高?？梢?，鋁合金模板施工技的應用可發揮環保性與經濟性優勢，符合國家節能減排、綠色建筑政策，并展示出較高的技術價值。在建筑行業發展中，應深化鋁合金模板設計研究，大力推廣鋁合金模板施工技術，全面促進建筑行業發展。