铝模加固体系最优选型研究

黄锋辉，许 彬，胡蒙蒙，栗 直，张少斌

(陕西建工第五建设集团有限公司，陕西 西安 710032)

0 引言

对于高层住宅项目，施工单位在选择建造体系时，一般会优先使用铝模+爬架体系，主要原因是现场生产效率高，混凝土成型质量高，整体观感较好且后续施工可免抹灰，在施工过程中建筑垃圾较少，实现绿色施工。针对铝模加固体系，目前市场上常见有对拉螺杆式与拉片式2种形式，在以往高层住宅项目中，普遍使用对拉螺杆式铝模加固体系，而但在本项目中，业主方要求使用拉片式铝模进行施工。这2种加固体系主要区别在于墙柱模板加固方式不同，对于梁、顶板及节点等部位均采用穿墙螺杆加固体系，因此，本文仅针对墙柱加固体系进行试验分析。

根据以往经验可知，对拉螺杆式铝模优点为：①与传统木模加固体系相似，工人现场施工易上手；②加固体系强度、刚度及稳定性好，因此，墙体平整度更优；③在飘窗、降板及异形构件处施工时更加便捷。拉片式铝模优点为：①降低了工人安装劳动强度；②一次性使用，外墙混凝土一次成型，渗漏风险降低，无需二次封堵，节约成本且提高施工效率。

综合来看，2种加固体系各有特点，本文以实测实量数据与相关合同为基础，从质量、进度、成本等影响因素进行分析，从而得出不同场景下，能实现项目管理部收益最大化的最优铝模加固体系。

1 工程概况

绿城春和印月群体住宅项目，地上建筑面积203 800m2，住宅面积187 800m2，共15栋住宅楼，分为3个批次进行施工。其中，第1，2批次因业主要求使用拉片式铝模进行施工，第3批次使用对拉螺杆式铝模进行施工。加固体系如图1所示。

图1 铝模加固体系

1)第1批次包含11，12，16，17，20，23号住宅楼，标准层层高2.9m，墙、柱模板主要采用4mm厚、65mm肋高500mm×2 700mm标准铝模，内、外墙超出标准板高的部分连接顶板阴角，外墙顶部增加1周300mm宽K板，高出结构面50mm，起承接作用。模板采用2mm厚拉片相连，拉片通过销钉与模板相连，内墙设置6道拉片，第1道离地150mm，其余间距300mm，顶部间距600mm，外墙增设1道拉片。背楞为50mm×50mm×3mm方钢管，外墙体设置3道背楞，内墙体设置2道背楞，均双面安装，首道背楞距地150mm，斜撑采用拉片模板专用斜撑，水平间距≤1 500mm。

2)第2批次包含13，15，18，19号住宅楼，标准层层高2.9m，除外墙体设置4道背楞，内墙体设置3道背楞外，其余设置与第1批次完全一致。将第1，2批次进行对比分析，验证铝模体系中背楞对于质量的影响。

3)第3批次包含21，22，24，25，26号住宅楼，标准层层高2.9m，墙、柱模板采用40mm×60mm扁通背楞，内4外5分别设置在距板底0.25，0.80，1.60，2.50，2.8m处，使用M18对拉螺杆加固，对拉螺杆水平间距≤900mm，斜支撑下端套入底板上固定点(预埋钢筋)；上部斜支撑与楼面夹角<60°，内墙斜撑均斜向布置，支撑间距≤2 000mm。

2 铝模安拆流程

对拉螺杆式铝模与拉片式铝模安拆流程大体相同，仅在加固工序处有区别。

铝模安装流程为：钢筋定位、墙根找平→墙柱钢筋绑扎→水电预埋、精确定位→墙柱模板安装、加固→墙模板斜撑设置→梁板模板安装、钢筋绑扎→钢筋、模板验收→混凝土浇筑→下一层施工。首先采用水平间距100mm、超出地面高度80mm的φ16钢筋定位，在墙根处找平，然后进行墙柱钢筋绑扎、水电预埋及验收，验收合格完成后，开始安装墙柱模板、梁板模板，同时进行墙模板斜撑安装，然后绑扎梁板钢筋，待钢筋、模板验收合格后，最后浇筑混凝土。

墙柱模板安装流程为：测量、放线→楼面平整→焊接定位钢筋→安装一侧模板→安装套管、螺栓(拉片)→安装另一侧模板→安装背楞→安装斜撑→标高、垂直度、平整度校核→预检验收。首先进行测量放线，然后整平楼面和焊接定位筋，同时检查钢筋是否超出墙柱控制线及楼面标高控制线，然后进行墙柱钢筋绑扎与水电预埋，同时开始安装一侧墙模板、套管及对拉螺杆(拉片)，待墙柱钢筋与水电预埋通过验收后，开始安装另一侧模板和背楞，最后进行标高、垂直度、平整度校核及预检验收。

墙柱模板拆模流程为：拆模审批→斜撑拆除→背楞拆除→螺栓(拉片)拆除→墙柱模板拆除→顶模拆除→套管拆除→墙柱混凝土质量验收。首先进行拆模审批，审批通过后再进行斜撑拆除，接下来拆除背楞、对拉螺杆(拉片)，使用专用Y形扳手拆除墙柱模板、顶撑及套管，最后验收混凝土质量(注意拆除模板时严禁暴力拆除)。

3 墙柱实测实量数据分析

3.1 实测实量标准

现场实际施工时，每栋住宅楼施工进度各不相同，现从已拆模楼层进行实测实量。数据包括平整度、垂直度、截面尺寸。

1)测量墙柱平整度时，同一面墙4个角(顶部及根部)中取左上及右下2个角。按45°角斜放靠尺，累计测量2次表面平整度算作2个计算点，洞口位置45°斜交叉测1次算作1个计算点。

2)测量墙柱垂直度时，同一面墙距两端头竖向阴阳角30cm位置处靠尺一顶一底累计测2次垂直度算作2个计算点；柱任选两面靠尺一顶一底累计测2次垂直度算作2个计算点；洞口处垂直度测1次算作1个计算点。

3)测量墙柱截面尺寸时，从地面向上300，1 500mm 各测量1次，选取其中与设计尺寸偏差最大的数，作为判断该实测指标合格率的1个计算点，洞口高度和宽度偏差各作为1个计算点。

3.2 不同铝模加固体系对墙柱质量的影响

每栋楼统计的墙柱垂直度、平整度、截面尺寸数据来自已实测楼层数据总和。其中第1批次6栋楼累计测量39层，垂直度累计测量点数3 165个，合格率为97.3%；平整度累计测量点数3 155个，合格率为91.4%；测量截面尺寸597处，合格率99.8%。第2批次4栋楼累计测量27层，垂直度累计测量点数2 067个，合格率为98.5%；平整度累计测量点数2 067个，合格率为92.7%；测量截面尺寸378处，合格率99.7%。第3批次4栋楼累计测量10层，垂直度累计测量点数1 340个，合格率为97.5%；平整度累计测量点数1 340个，合格率为95.1%；测量截面尺寸188处，合格率99.5%。实测实量记录如表1所示。

表1 实测实量记录

在同一楼栋中，针对垂直度与平整度爆点位置进行重新定位，并按楼层纵向观察数据可知，原因为铝模结构问题。在后续施工过程中及时调整模板，防止质量风险的再次发生。由第1，2批次实测实量数据可知，第1批次平整度与垂直度均低于第2批次，排除外界其他因素影响，可初步得出：在本项目中，背楞为外4内3比外3内2 的混凝土质量更高。由第2，3批次实测实量数据可知，本项目实际施工过程中，拉片式铝模加固体系垂直度优于对拉螺杆式铝模加固体系。

4 影响因素及效益分析

4.1 混凝土质量及要求

3个批次质量指标数据对比如表2所示。由表2可知，在平整度方面，对拉螺杆式优于拉片式铝模，而在垂直度及截面尺寸方面拉片式优于对拉螺杆式。

表2 各批次质量指标数据对比

通过分析可知原因如下：①对拉螺杆加固成型的混凝土平整度是因对拉螺杆式铝模整体稳定性较高。②采用拉片式铝模的墙柱截面尺寸质量好。因拉片式铝模的墙柱截面尺寸质量主要依赖于拉片规格，且拉片由工厂进行批量化生产加工，精度得到保证；而采用对拉螺杆式铝模主要依赖于螺母松紧度，受人为因素影响较大。③采用拉片式铝模的垂直度优于对拉螺杆式铝模。对拉螺杆式铝模背楞采用的是两边管，同时竖向放置背楞，总体质量相对较大，铝模拼装完成后，调整垂直度的精度有限；而拉片式铝模背楞选用的是单方管，且一般只需设置3道横向背楞，整体自重小，便于模板垂直度的准确调整。

18号住宅楼由下至上质量指标数据如表3所示。由表3可知，随着楼层攀升，每栋楼混凝土质量逐渐变高；整体质量数据呈增长趋势。

表3 18号住宅楼质量数据对比

在本项目中，业主方的质量要求为96%，为达到高收益，在满足业主方质量需求的情况下，推荐选择第2批次拉片式铝模加固体系。从现场施工质量来看，在不进行后期修补情况下，拉片式铝模混凝土质量平均合格率为95.9%，对拉螺杆式铝模混凝土质量平均合格率为97.4%。因此，可针对业主方不同质量要求，选择最经济的铝模加固体系。

4.2 施工进度

正常情况下各栋楼施工进度平均5d/层，因各批次施工进度差异不大，则不作为主要研究对象。但考虑到各项目现场管理水平参差不齐，因此，对工序进行分解、分析，旨在探讨不同铝模加固体系下，可能发生并影响工期的问题。

铝模加固体系工序如下：①加固 对拉螺杆式铝模只需将对拉螺杆螺母锁紧，便可将背楞固定，工作量较少；而拉片式铝模本身因拉片槽较密集，且需将每块模板拉片用销钉进行连接，工作量较大。②调平 拉片式铝模整体刚度较大，在模板调平阶段较难操作，调整1处往往涉及一整片区域模板，调整耗时长；而对拉螺杆式铝模能通过调整背楞上的螺母达到调平要求。③回收与封堵 拉片式铝模在施工过程中直接浇筑在混凝土中，作为一次性使用不回收利用，拆模后需将外露拉片进行敲击、防锈处理；对拉螺杆式铝模中对拉螺杆需回收周转，重复使用，对孔洞须使用发泡与水泥砂浆进行塞孔处理，外墙还需进行防水处理。

此外，在拉螺杆式铝模施工过程中，螺杆常会与墙柱主筋或箍筋发生碰撞，从而影响工期，常用以下措施解决问题：①在满足钢筋规范与质量标准的情况下，调整主筋或箍筋位置，避免碰撞发生；②在满足螺杆最小间距情况下，将相邻2块板的方位进行对调，调整螺杆位置避免碰撞发生；③避开主筋或箍筋，在相邻方位板上开孔，作为螺杆加固位置；④在无法避开钢筋的状况下，局部改用小号螺杆。

4.3 成本

铝模施工过程中的成本来源主要为铝模租金、配件材料费、人工费、质量修补费用。其中铝模租金以接触面积与理想状况下工期综合考虑进行费用计算；配件材料费主要为拉片与套筒费用；人工费按建筑面积整包，对于成本差异不是主要影响因素，暂不做分析；质量修补费最终从分包扣除。最终的成本对比以各批次单平方铝模生产费用进行定量对比分析。

1)按现场实际施工进度，标准层施工阶段进度基本为5d/层，各栋住宅楼层数以26层居多，则铝模租用时间大体上≤7个月。由合同可知，第1批次铝模面积为13 150m2、租金约506万元，第2批次铝模面积为9 323m2、租金约359万元，第3批次铝模面积约13 128m2、租金约568万元。

2)对拉螺杆式铝模套管费用、墙眼封堵费用由分包承担；拉片式铝模的拉片直接浇筑至混凝土中，不重复使用，铝模厂提供1层拉片后，剩余楼层拉片由总包统一按楼层购买。以1面长4 000mm、层高2.9m墙体为例，拉片按500mm板距、6道拉片设置，则需约54个拉片。则各批次拉片大概使用量如表4所示。铝模相关材料费用为：第1批次 388.62元/m2，第2批次388.67元/m2，第3批次435.98元/m2，最优选择依次为：第1批次>第2批次>第3批次。

表4 各批次拉片消耗量汇总

3)合同上表明，主体结构进行铝模施工过程中，总包单位与分包单位签订以建筑面积为依据的固定总价合同，分包单位具体施工时以铝模面积划分工作面，进行高效施工。因此，对于各批次来说，单位建筑面积人工费均相同，则不进行成本差异对比。

4)质量修补主要针对平整度偏差、垂直度偏差、截面尺寸偏差这3种情形，现场以麻面、蜂窝、露筋、孔洞、烂根、错台等形式体现。通过分析可以明确，引起质量问题的关键因素为铝模构造问题(不排除后期暴力拆模)。

5)墙柱垂直度修正分为2种情况：①墙柱垂直度偏差超出规范8～11mm 利用磨光机打磨或配合稍许剔凿后打磨，且必须保证墙柱截面尺寸在规范允许的误差范围内。②墙柱垂直度偏差超出规范12mm以上 用手工钢纤剔凿，清除表面松散的砂、石，采用专用修补砂浆修补，修补过程中遇露筋严禁切割。墙柱平整度修正使用磨光机打磨或剔凿后打磨后，使用专用砂浆修补即可。在费用上，所有因分包单位施工产生的质量问题，依据合同和相关法律法规由分包单位自行承担，因此，在此不做详细讨论。

总之，拉片式铝模加固体系成本低于对拉螺杆式铝模加固体系。

5 结语

阐述了拉片式铝模与对拉螺杆式铝模特点，从现场施工工艺、模板安拆进行对比，并通过实测实量采集质量数据进行分析，从铝模质量、进度、成本3个方面进行效益总结分析，得出各不同需求场景下的铝模加固方式选型如下。

1)质量方面 对拉螺杆式铝模在平整度上优于拉片式铝模，而在垂直度及截面尺寸方面，拉片式铝模优于对拉螺杆式铝模；拉片式铝模混凝土质量略低于对拉螺杆式铝模混凝土质量。因此，可针对业主方不同质量要求，选择最经济的铝模加固体系。

2)进度方面 作为总包单位,拉片式或对拉螺杆式铝模施工进度一般均为5d/层，考虑到现场管理水平，综合来看拉片式铝模比对拉螺栓式铝模施工快。

3)成本方面 本项目拉片式铝模加固体系成本低于对拉螺杆式铝模加固体系。

总之，群体住宅快速建造体系的落地离不开铝合金模板、爬架、装配式等施工技术，随着市场的成熟，各相关技术的研究会更加深入，同时，在保证质量情况下达到盈利目的。在目前成熟的铝合金加固体系上，结合现场实际情况，给出更细致的场景化选型思路。