爬架與鋁模搭配施工技術在高層建筑中的應用研究

柴永康 徐樹林

高層建筑施工通常采用傳統腳手架和木質模板的搭建方式，然而此方式存在效率低、材料浪費多和勞動強度大等問題。為了解決這些問題，鋁模搭配施工技術應運而生。該技術綜合了爬架的便攜性和鋁模的輕質、高強等特點，極大地提高了施工效率，減輕了工人的勞動負擔，同時降低了施工成本。

本研究旨在探討爬架與鋁模搭配施工技術在高層建筑中的應用，從而更好地了解該技術在實際施工中的優勢和局限。通過分析該技術在實際項目中的應用，為高層建筑領域的施工提供更科學、更高效的技術支持，推動建筑施工行業的可持續發展。

1 工程概況

本工程的施工范圍為某高層建筑的2 ～33 層，包括墻、柱、板等結構。工程施工采用鋁合金模板系統，此系統適用于標準層內側和外側的混凝土墻、剪力墻、梁和頂板等結構的施工。在高層建筑施工過程中，使用鋁合金模板，通常能夠提高施工的效率、質量和安全性。爬架在施工過程中起到了關鍵作用，相鄰2 個機位的最大距離為5.5 m，爬架的高度與支承跨度的乘積為74.25 m2。這些設計參數表明，在爬架爬升過程中，要考慮機位之間的最大距離，以及爬架的穩定性和承載能力[1]。爬架的高度與支承跨度的乘積小于110 m2，表明爬架的設計滿足相關要求。此外，爬架在提升至頂部屋面層后不再繼續提升。這樣的設計和操作流程有助于保障工程的安全性和高效性。高層建筑工程在設計和施工中需要考慮諸多因素，包括結構、材料和施工設備等，以確保工程的質量和安全性。本項目的模板結構支撐，如圖1 所示。

圖1 模板結構支撐（來源：作者自攝）

2 高層建筑中鋁模、爬架組合施工技術的應用

2.1 鋁模施工技術的應用

2.1.1 鋁模與結構設計

在高層建筑項目施工過程中，鋁模施工技術扮演著重要的角色，能夠提高施工效率，確保結構質量，降低工程成本。鋁模是一種輕質、高強度的建筑模板，已經廣泛應用于混凝土結構的澆筑，其獨特的優勢在于靈活性、可以重復使用性以及對高層建筑結構的適應性。在設計階段，需要結合鋁模施工技術的特點，為高層建筑的施工提供更為可持續和經濟的解決方案[2]。

鋁模的制造材料通常為高強度鋁合金，具有輕質、抗腐蝕、高強度等特性。在高層建筑設計過程中，結合模板的特點進行合理的結構設計至關重要。設計師不僅需要考慮結構的穩定性和可靠性，同時還要確保模板能夠滿足高層建筑的特殊形狀和尺寸要求。鋁模的設計應該充分考慮施工工藝，既要保證建筑結構的整體穩定性，又要在施工過程中實現高效的拼裝與拆卸。

2.1.2 模板搭設

模板搭設階段的首要任務是根據建筑設計圖紙和規范，精準組裝鋁模板。此過程涉及對鋁模板的精準測量、切割和組裝。施工人員必須熟練掌握測量工具的使用方法，如激光測距儀和水平儀等，確保每個模板的尺寸和角度都符合設計要求。此外，在切割和連接鋁模板的過程中，需要使用專業的工具和設備，以確保模板的切口平整及連接牢固。

模板支撐結構的搭設也是模板搭設階段至關重要的一環。支撐結構的穩固、可靠直接關系到混凝土澆筑的安全性和質量。施工人員需要根據施工要求設置支撐點，確保模板能夠承受混凝土的質量和施工中的各種力。

另外，在高層建筑中，風荷載也是一個需要考慮的因素，施工人員需要根據當地的氣象條件，合理設置支撐結構，以確保施工的安全性[3]。

2.1.3 混凝土澆筑

混凝土的澆注至關重要，良好的澆筑效果能夠確保施工平穩進行，保障結構質量。在此過程中，至少需要2 名操作工人站在澆注墻體的兩側隨時待命，并檢查銷子、楔子以及拉片的連接情況。銷子、楔子或拉片的滑落，都可能導致模板移位和損壞。模版受損區域需要在拆除模板后進行修補。

在澆筑期間需要特別注意以下事項：第1，振動可能會引起銷子或楔子脫落，因此必須加強對銷子或楔子固定情況的監測。第2，由于振動還可能導致橫梁或平模支撐頭相鄰區域的下降滑移，必須保證特殊區域的所有支撐完好無損，尤其是墻模、柱模、梁模及其支撐不得移位。第3，需要關注窗口、開口等位置是否有混凝土溢出。第4，操作工必須隨身攜帶必要的工具，包括銷子、楔子、可調整支撐、水泥釘、木工鋸、小錘，以及一些用于制作附支撐墊塊的短木條。這些預防措施有助于及時發現并糾正可能影響混凝土結構質量的問題。

2.2 爬架施工技術的應用

2.2.1 施工前準備

爬架的搭建是高層建筑施工中至關重要的一個環節，搭建質量對爬架的安全性和高效性起著決定性作用。在施工前的準備階段，需要做的準備工作有3 方面，具體為：

1）要進行詳盡的設計和規劃工作，確定爬架的尺寸、形式和承載能力，以確保爬架能夠滿足建筑物的特定需求。例如，在涉及多個不同高度段的高層建筑中，爬架設計需考慮到各個段落的高度和結構特征。

2）需要合理規劃爬架的機位布置。機位應分布在建筑物周圍，以確保施工的連續性和高效性。機位布置必須考慮建筑物的整體布局，還應充分考慮周邊環境和其他施工活動。

3）需要考慮安全性方面的因素。評估爬架的抗風能力和抗震性能，確保其在各種環境條件下都能保持安全和可靠[4]。

2.2.2 爬架安裝和使用

爬架搭設平臺（雙排架）選擇落地外滿架，并在平臺滿架底部進行地面夯實，增設木跳板。每層落地外滿架與結構之間采用鋼管進行拉結，拉結距離不應超過6 m。爬架組裝并搭設3 步后，進行附墻卸荷。平臺強度要求為3 kN/m2。在平臺上增設防滑扣件，搭設平臺所采用的鋼管規格為Φ48.3 mm×3.5 mm，立桿縱距為1.5 m，橫距為1.0 m，步高為1.8 m。

整體結構連墻采用“三步兩跨”設計，以確保搭設平臺的牢固性和安全性。平臺由原防護架進行改造而成，離墻距離不應超過200 mm，平臺寬度為1.2 m。在平臺外側，設置單排防護欄，高度為1.5 m。若原防護架的寬度不足，則需要在外側搭設挑架以滿足要求。在每個小橫桿下方設置2 根立桿，每根立桿上配備1 個防滑扣。在搭設平臺的過程中，每組裝2 層，就要及時進行附墻卸荷。只有在爬架提升之后，才能拆除底部的雙排架，目的是確保平臺的牢固性和安全性[5]。

平臺架搭建完成之后進行水平調整，然后鋪設龍骨板，具體步驟為：第1，安裝下節導軌、豎龍骨及輔助豎龍骨。在此基礎上，添加輔助支撐桿和斜拉桿，并進行水平鋼性拉結。第2，安裝第2 道龍骨板和第1 道安全立網，隨后安裝第1 道附墻件并卸荷。第3，按照順序安裝中節導軌、豎龍骨和輔助豎龍骨，持續組拼架體，直至完成2 層各組架的安裝。第4，連續組拼架體，完成3 ～5 層各組架的安裝。完成架體組拼后，鋪設電源線，并安裝提升設備，系統進入運行階段。

在爬架使用過程中，當爬架爬升至高層時，需要特別關注其穩定性和平衡，確保其在高空作業中安全、可控。安全管理在整個爬架施工過程中顯得尤為重要。為施工人員提供必要的安全培訓，并確保他們了解爬架施工的安全規程和應急措施；施工現場應當配備適當的安全設施，如安全網以及清晰的應急逃生路線。在施工過程中，需要定期對爬架進行安全檢查，特別是在惡劣天氣后，如大風或暴雨，需要對爬架進行額外的檢查和加固，以確保其穩定性。

2.2.3 爬架拆除

在爬架拆除階段，同樣需要采取嚴格的安全措施，以確保拆除過程的安全性。爬架拆卸應按照規定的步驟有序進行，避免發生意外。通過規范化的操作和全面的安全管理措施，可以確保爬架拆卸的高效進行，同時最大限度地保障施工人員的安全。

3 施工技術應用過程控制

3.1 結構穩定性控制

3.1.1 爬架的設計與搭建

在高層建筑的施工過程中，爬架的設計和搭建是確保結構穩定性的關鍵步驟，具體為：

1）在爬架設計過程中，必須進行詳細的靜力分析和模擬計算。此過程旨在確保爬架能夠承受來自各個方向的力和扭矩，使其能夠應對高層建筑施工中的多樣化負荷[6]。精確地計算可以優化爬架的結構，使其具備足夠的穩定性，確保施工過程中不會發生結構失穩的情況。

2）在爬架的搭建階段，必須嚴格按照設計要求進行操作，遵循相關的標準和規范，確保每個構件的安裝符合工程要求，減少結構變形和不穩定的風險。每個構件的位置應精準、無誤，構件連接應該牢固可靠。這就要求施工人員準確拼裝和連接爬架組件，確保每個部件的位置與設計位置保持一致。通過精細的搭建，可以避免由于操作不當導致的結構偏差，為后續工程的施工奠定堅實基礎。

3.1.2 爬架支撐系統

在高層建筑的施工過程中，爬架的支撐系統是確保爬架穩定性的關鍵。采用高強度、高穩定性的支撐材料，如優質鋼材，能保證支撐系統在不同施工階段和荷載情況下，維持結構的牢固性。定期檢查和監測支撐系統，能確保其在使用過程中不因材料疲勞或連接處松動等導致結構不穩定。

3.2 模板支模的準確性控制

3.2.1 鋁模的制造和加工

在鋁模的制造和加工階段，應采用先進的數控技術，確保模板的尺寸精準、表面平整。每個鋁模件在制造完成后，應進行嚴格的質量檢查，確保其符合設計要求。應特別關注連接部位和模板邊緣的制造精度，以確保模板在使用過程中能夠連接緊密，不出現變形和翹曲的情況。

3.2.2 支模過程的精細化管理

在支模過程中，通過采用全站儀等精密測量設備，實時監測和調整鋁模的位置、高度和水平度等。嚴格控制模板件的拼裝過程，確保其位置和間距符合設計要求。對于特殊形狀的構件，如梁、柱等，應事先精確設計模板，在支模過程中確保此部位的模版能夠滿足設計要求，從而提高結構的準確性和一致性。

3.3 施工質量控制

3.3.1 施工組織與管理

在高層建筑爬架與鋁模搭配施工中，施工組織與管理的規范性直接關系到工程的順利進行和最終質量的達標。通過明確人員職責、采用先進的管理軟件、定期進行質量檢查和及時整改問題等措施，可以有效提高施工的組織性和管理水平，確保工程的質量和安全[7-8]。

工程質量檢查是保障整個工程施工質量的有效手段。定期進行工程質量檢查，有助于發現和解決潛在問題，防范質量風險。檢查內容包括施工現場環境、工程質量和施工人員的操作規范性等。在爬架與鋁模搭配施工中，需要特別關注結構的穩定性、模板的準確性以及連接處的牢固程度。通過建立詳細的檢查計劃和記錄系統，可以及時了解工程質量，確保施工工藝的規范性。

在質量檢查中，若發現問題應及時整改。建立快速響應機制，明確問題整改的責任人和時間節點。對于涉及安全和結構穩定性的問題，需要立即進行停工整改，以確保工程的安全性。對于一些影響質量但不緊急的問題，則需要有針對性地制訂整改方案，以提升整體工程的質量。及時整改不僅有助于提高質量，還可以降低后續施工風險。

3.3.2 混凝土澆筑質量控制

在高層建筑的爬架與鋁模搭配施工過程中，施工質量的有效控制是確保工程成功的關鍵。在混凝土澆筑過程之中，需要采取一系列措施以保證混凝土的均勻性和整體質量，具體措施為：第1，施工人員應確保混凝土攪拌的均勻性。采用先進的攪拌設備，并且在攪拌過程中適時加入外加劑，以便提高混凝土的流動性和坍落度。第2，需要控制混凝土的澆筑速度和坡度，確保混凝土在鋁模內填充均勻，避免孔洞和氣泡的產生。第3，使用振搗設備對混凝土進行振實處理，以消除內部空隙，提高混凝土的密實度和強度。第4，監測混凝土的溫度，防止凝固速度過快或者過慢，確保混凝土的整體性能。第5，需要定期檢測混凝土的強度，并且檢查混凝土表面的質量，以便及時發現并處理質量問題[9]。

4 結語

本文研究和分析了爬架和鋁模組合施工技術在高層建筑中的應用。通過研究鋁模板施工技術和爬架施工技術的應用，突出了這些先進的施工技術在提高建筑施工效率、確保施工安全和提升建筑質量方面的優勢。鋁模和爬架組合施工技術在現代建筑工程中的應用，對建筑行業的發展具有重要意義。未來進一步關注相關信息及發展，以期為行業做貢獻。