面向地下環境的鋁合金模板施工技術研究

李旭彬，徐凌宇，王磊，郭賢，林學明

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

1 引言

在工程項目的地下部分施工期間，重點是使用適合的材料來確保施工質量和安全性。鋁合金模板作為一種新型的施工材料，具有輕質、高強度、耐腐蝕等優點，因此，在地下施工中得到了廣泛應用。由于地下環境的濕度、壓力等參數高于地表，木材在此環境下腐蝕速度加快，所以，常規材料不能滿足要求。鋁合金表面有致密的膜結構，可以阻礙持續腐蝕。此次研究旨在探討面向地下環境的鋁合金模板施工技術，通過對鋁合金模板的性能特點和施工工藝進行研究，提出一種適用于地下環境的施工方案以及可行的施工技術，同時為相關領域的研究和應用提供參考。

2 地下環境施工中的鋁合金模板應用

2.1 地下環境中鋁合金模板的選材要求

鋁合金模板作為一種新型施工材料，具有耐腐蝕、抗風化等優良性能，適用于地下建筑施工。鋁合金模板的主要成分是鋁合金，是一種輕型金屬，且其導電性和阻燃性能優越。鋁合金模板選材時需要考慮的質量要求要點如圖1 所示。

圖1 地下建筑中鋁合金模板的質量要求要點

地下環境中的鋁合金模板質量要求需要考慮以下方面：材料抗壓能力、延展性、表面積利用率、材料的體積、張力、材料穩定性、施工強度、后期費用、剛度、自重、使用壽命和可重復使用性等。其中，材料抗壓能力指材料的受力變形程度，它能決定地下施工中的人員工作量；材料延展性指鋁合金的拉絲能力和平鋪能力，這與施工中鋁合金材料的使用量有直接聯系；表面積利用率指材料在鋪設時的用量，增大利用率可以減少施工中的材料成本。由于施工空間有限，鋁合金模板的表面張力與單位質量的體積是兩項重要參數，二者均與施工難度正相關。為了應對地下環境中的熱能與濕度，所選取材料還應具有良好的耐腐蝕性，能夠抵抗腐蝕和氧化。另外，地下施工中所使用的設備屬于大型設備，其微操作能力偏低，所以，施工時應選擇不易變形的鋁合金模板。鋁合金模板還需要具備足夠的剛度，選擇具有較高強度的6063 鋁合金材料。鋁合金模板的重量應盡量輕，輕量化的模板能夠減輕工人的勞動強度，提高施工效率。鋁合金模板的材料應具備較長的使用壽命和可重復使用性，以降低施工成本和資源浪費。同時，可重復使用的模板也能夠減少對環境的影響。

2.2 鋁合金模板在地下施工時的技術要點

根據相關資料及實踐表明，鋁合金模板的自重較輕，便于轉運，且該材料承重能力占優、具有良好的延展性，能極大地縮短施工時間。在使用鋁合金模板進行地下施工時，有幾項關鍵因素需要時刻注意，具體如圖2 所示。

圖2 地下施工中鋁合金模板的技術要點

圖2 展示的是地下施工中鋁合金模板的5 項操作要點。

鋁合金模板的設計應考慮地下施工的特殊環境和要求，包括地下空間的尺寸、地下水位、地下土壤的承載能力等[1]。模板的結構設計應合理，應能夠滿足地下施工的要求，并具備足夠的穩定性和承載能力。在地下施工前，必須進行模板安裝。安裝時應確保模板的平整度和垂直度，以保證施工的精度和質量。同時，還應注意模板的連接和固定，確保模板的穩定性和安全性。地下施工完成后，進行模板拆除。拆除時應注意安全，避免對地下結構和設備造成損壞。可以采用逐層拆除的方式，先拆除上層模板，再拆除下層模板。在地下施工完成后，需要對模板進行定期維護和檢查，確保模板的完好性和使用效果。特別是在地下水位較高的地區，必須進行模板防水和防腐處理，以延長模板的使用壽命[2]。

總之，鋁合金模板在地下施工中的應用需要注意模板的設計、安裝、拆除和維護等技術要點，以確保施工的質量和安全。同時，還應根據具體的地下施工環境和要求，進行相應的調整和優化。

3 面向地下環境的鋁合金模板施工技術工程實踐

以西南地區某地下車庫工程的鋁合金模板安裝為例進行研究。

3.1 鋁合金模板的安裝

由于施工區域位于高海拔地區，所以，首先清理施工區域以確保地面平整。運用壓模機檢查鋁合金模板的完整性和質量后，準備好所需的安裝工具和材料。并根據設計要求，在地面上進行打樁、澆筑混凝土處理。為了確保基礎的平整度和承載能力，按照施工圖預定位置將鋁合金模板逐層安裝。首先安裝底層模板，然后逐層疊加安裝上層模板。在安裝過程中，隨時使用垂直儀進行調整。在鋁合金模板的連接處，使用螺栓、螺母將模板固定在一起。根據工程需要，在模板下方設置支撐柱、支撐梁。支撐系統的設置能夠承受模板的重量，并保證施工的安全性和穩定性。安裝完成后，使用調整工具對模板進行調整，至垂直。使用調整螺栓、調整螺母等進行微調，并使用固定件固定模板。在模板安裝過程中，使用安全帶、安全網等安全設備確保施工人員的人身安全。

3.2 鋁合金模板的拆卸

鋁合金模板的拆卸是地下施工中的一個重要環節，需要注意安全和效率。在拆卸之前，施工人員佩戴安全帽、安全鞋等。同時清理工作區域，并根據施工圖先拆除上層模板，再逐層向下拆除。根據連接方式，選擇合適的工具進行拆卸，如扳手、螺絲刀、錘子等[3]。先拆除模板之間的螺栓、螺母，使用扳手或螺絲刀逐個拆除連接件。再使用錘子輕擊模板板面，使其松動。然后使用扳手逐塊拆除模板板面。拆除完畢后，清除殘留的模板和雜物，確保工作區域整潔。拆除過程中要注意安全，避免人員受傷和模板損壞。總而言之，鋁合金模板的拆卸需要注意安全和效率，按照拆除順序和正確的工具進行操作。通過合理的拆卸步驟和注意事項，可以順利完成鋁合金模板的拆卸工作。

3.3 門窗設定預留

在門窗安裝工程中，為了確保門窗的準確安裝和尺寸的精確控制，會在圖紙中預留門窗洞口，并在圖紙上對門窗的洞口進行標注。模板的尺寸應與門窗的實際尺寸相符，以確保門窗的安裝精度。將門窗洞口的模板固定在地下車庫底板結構上，并填充混凝土至模板頂部，使其與周圍的混凝土結構無縫連接。在混凝土澆筑完成后，為了確保混凝土的強度和穩定性，通過適當地灑水養護使混凝土充分硬化和固化。混凝土養護完成后，將門窗安裝到預留的洞口中，并調整門窗的位置和水平度，使之達成門窗的準確安裝和密封性能。通過門窗設定預留，可以有效地控制門窗的安裝質量和尺寸精度，減少后期的破壞和修補工作，提高施工效率和工程質量。

3.4 鋁合金模板的后期維護

在該地下車庫施工完成后，連續3 周對鋁合金模板進行清潔，清除表面的灰塵、泥土和其他污物。使用清水和中性洗滌劑進行清洗，避免酸性或堿性物質對鋁合金表面造成損害。施工后的半年中，定期檢查鋁合金模板的連接部位、焊接點和固定螺栓等，確保其穩固可靠。對于松動或損壞的部位，進行修復或更換處理，以保證模板的正常使用。鋁合金模板在使用過程中可能會受到氧化和腐蝕的影響，特別是在潮濕環境下。所以，每周對模板涂刷防腐涂料，并進行陽極氧化處理，以延長模板的使用壽命。施工結束后，過量的鋁合金模板應妥善存放和保管，將模板進行清潔、干燥，并分類、編號和標記。

通過以上后期維護工作，可以保持鋁合金模板的良好狀態，延長其使用壽命，減少維修和更換的成本，提高工程的效率和質量。

3.5 地下環境中的鋁合金模板材料使用壽命試驗

鋁合金模板作為一種地下施工中的優良材料，在施工材料中占據重要地位。此次研究針對鋁合金模板在地下建筑中的使用壽命，與混凝土材料進行對照試驗，用以分析該材料的優越性。由于現實中建筑物的使用壽命通常高于研究所需時間，所以，此次研究模擬地下環境并對其提升溫度，用以加速試驗進程。試驗結果如圖3 所示。

圖3 實際建筑中的兩種材料使用壽命預測

由圖3 可見在6 個模板樣品中，鋁合金模板在儀器中的保留時間高于混凝土，說明在地下建筑物使用壽命試驗中，鋁合金的預測壽命更長。實驗結果表明，鋁合金模板不僅在建筑中具有堅固、耐磨等優點，而且壽命表現占優勢。

4 結語

鋁合金模板在地下環境中具有適應性和構型優勢，能夠滿足地下環境對施工材料的要求，有效提高施工效率和質量。在使用鋁合金模板時，研究首先考慮地下水位、土壤條件、地下設施等因素，在施工前需要進行詳細的勘察和分析，合理選擇模板的尺寸、連接方式和支撐系統。對于不同的地下環境條件，研究進一步優化鋁合金模板的設計和施工方案，提高施工效率和質量。通過實際案例的分析，發現鋁合金模板能夠提高地下工程的施工效率和質量，縮短施工周期和減少成本，并且能夠滿足地下環境對施工材料的要求。研究結果表明，面向地下環境的鋁合金模板施工技術具有較好的應用前景和發展潛力。