高层住宅混凝土结构免抹灰节能施工技术研究

王兴城 任 秋 顾武生 周 露 李银垠

我国城市化建设进程持续深化，建筑行业飞速发展，开发建设的工程项目数量与日俱增。据相关调查显示，住宅工程占整体建筑工程总数的50%以上，且绝大多数都为高层或超高层建筑[1]。通常情况下，我国高层住宅工程多采用的是混凝土短肢剪力墙结构形式，在传统的高层住宅建筑施工中多采用木模板、胶合板模板结合钢管支模体系，因体系自身存在强度和耐久性不足、易吸水发生变形、周转次数少等问题，最终混凝土成型后将存在严重的质量缺陷，不仅观感较差，且存在接缝漏浆以致蜂窝、孔洞等情况，对住宅建筑的使用造成严重影响[2]。为此，要加强对高层住宅建筑施工质量的精细化管理，普及新型复合模板和免抹灰技术的应用，遵循绿色节能理念，进一步提升住宅建筑的施工质量。

1 工程概况

某高层住宅工程施工中需对混凝土剪力墙结构进行质量管控。该住宅项目包含地下3 层和地上32 层，地下层高3.5 ～5.15 m，总建筑面积140 000 m2，建筑高度99.9 m。在建筑结构方面，地下3 层的耐火等级为一级，地上建筑耐火等级为二级。选择厚度为1.2 cm 的高分子复合防水卷材作为防水材料，等级为二级。混凝土结构采用剪力墙柱，强度为C30 ～C55，抗渗等级为P8，砌体选用的是加气混凝土块。在混凝土结构施工中，应用新型长纤维热塑型模板支撑体系，体系节能达到65%以上，具有良好的经济效益。

2 模板应用选型及免抹灰技术的相关分析

2.1 高层住宅建筑混凝土结构施工常用模板类型及优劣

高层住宅混凝土结构施工中常用的模板类型包括竹胶板、铝合金模板、胶合板及钢模板。其中竹胶板和胶合板均采用植物纤维与胶黏剂历经多层压制而成，这2 类模板自身的强度和耐久性均不足，虽然与传统的木模板相比已经有很大提升，但稳定性仍达不到现行混凝土施工质量标准，并且在实际施工中易受到多种因素影响，存在诸如受浸泡易分层、腐烂，黏贴脱层，周转次数不高，重复使用后易变形、剥落，废弃后无法回收利用等一系列问题[3]。铝合金模板和钢模板的应用优势在于强度较高，不易发生变形；其应用劣势也显而易见，在施工初期的成本投入相对较高，与铝合金模板相比，钢模板还具有重量高、施工强度大等弊端[4]。但随着不断普及以及周转率的提升，铝合金模板和钢模板的应用造价出现了显著下降。想要有效提升混凝土成型的质量，必须基于对施工过程中模板及支撑体系的改进，确保模板具有较高的刚度、强度和耐久性，保证支撑不变形、整体性较好，能够满足约束紧固的要求，同时还要关注对造价成本的管控。

2.2 抹灰施工技术问题分析

通常情况下，抹灰施工的工序相对繁琐，且对各施工环节都有较高的质量要求，针对现代住宅工程造价较低、盲目追求施工进度的现状，难以保证施工质量，极易引发质量问题。对于住宅工程中的抹灰施工而言，施工目的主要是基层找平，木模成型后的混凝土墙面具有接缝多、平整度不足的问题；而胶合板成型后的混凝土墙面会因刚度较差出现胀模的问题，这时需要利用抹灰施工技术对混凝土墙面的平整度和垂直度进行找平处理。但目前的抹灰施工技术流程上比较繁杂，且各项工序对施工工艺、材料、时间等要素的要求不同，对施工人员的技术要求较高[5]。

由此，抹灰施工过程中易出现矛盾问题，导致混凝土成型后偏差较大，出现空鼓或开裂等质量问题，为住宅建筑的使用带来极大的安全隐患。此外，传统抹灰施工中还存在大量的现场湿作业，不仅耗时耗力，且对环境造成较大污染，与新时期下的绿色施工理念相悖。可见，有必要对混凝土结构免抹灰施工技术进行探索，利用新技术优化施工流程，在确保质量的前提下实现节能减排的目标。

2.3 新型模板和免抹灰技术的优化改进

新型模板和免抹灰技术的优化改进，重点在于混凝土及墙接口处的技术处理，保证良好衔接。针对高层住宅建筑工程剪力墙结构的特点，设计出一种新型的长纤维热塑型模板支撑体系。通过该支撑体系实现对混凝土成型质量的提升，并利用工艺创新改良，通过对结构端部模板的调节，改善混凝土衔接处的成型质量，最后对衔接处进行抗裂处理，并实施免抹灰施工技术。新型模板的设计主要是将一种长玻璃纤维增添至原本的聚丙烯材料中，以此提升模板的抗拉、抗弯、抗冲等力学性能。同时模板设计采用模块化和双层边肋的手段，连接采用短加强筋，并结合实际需求确定加强筋的厚薄及高低，使模板的强度和稳定性得到极大的提升。此外，新型模板支撑体系在模板组合上基于定型化和标准化原则，借助对拉螺栓、连接固定件及插接式钢管支撑架等工具构成整个系统，采用的模块化拼接技术也使效率得到进一步提高。

该模板支撑体系不仅能够有效结合住宅的混凝土结构和衔接施工，同时实现了衔接处模板形式及施工技术的优化，切实达到理想的免抹灰施工效果。该模板支撑体系满足了工程设计与施工间的相互配合，有效降低了施工过程对技术水平的要求，不仅社会和经济效益良好，且与我国“节能减排”“双碳”的政策导向契合，应用前景良好。此外，新型模板和免抹灰技术的优化改进还重点解决了剪力墙和填充墙之间的抗裂衔接问题，提出在衔接处复合模板内侧增加模板条的措施，采用厚1 cm、宽15 cm 的线条板进行填充，有效实现混凝土浇筑后剪力墙端部和填充墙之间的衔接，再配合钢板网防裂等手段，切实做到对混凝土结构的免抹灰施工。

3 高层住宅混凝土结构新型模板及免抹灰施工技术应用要点

3.1 施工前准备

施工前为确保建筑主体结构能够达到混凝土的施工标准，有必要采用测量放线的方式展开管控。

首先，要以工程设计和规划部门规定的坐标点和水准点为基准，在竖向控制上要求施工现场点与点间的距离控制在40 ～80m，且保证在稳定建筑物上设置不少于3 个的水准点，便于查找。

其次，利用经纬仪布设主体数值控制线，控制垂直度，结合各楼层特点利用钢尺较量，确保垂直度偏差小于2 mm。对于建筑主体结构施工，标高基层基准点，必须进行平均值校合，较差不可超过2 mm[6]。

最后，设置地上及电梯基坑上的基准点，并于正上面进行遮盖，避免杂物掉落。在标高的中间层加设基准点，于上顶线标杆设置基准线标识，利用钢尺进行向上引测，保证平面轴线与同一层投测的综合轴线不小于两条轴线和混凝土浇筑的标高。

同时在施工准备过程中，要依照设计文件和相关施工标准确保钢筋扎绑牢固，采用梯子筋确保钢筋安装与设计要求相符，不轻易发生变形，保证保护层垫块安装和预埋工作顺利完成，做好预埋管线、接线盒、钢筋的隐检工作。在模板安装过程中要清理混凝土楼面和墙身内侧，强化对施工地面的平整度控制，保证偏差不大于5 mm。基于楼层主控制线进行模板的安装定位，采用弹线定位的方式对柱墙外围尺寸进行控制，压脚板边线的设置由所有边线外放80 mm 后采用铁钉固定，利用泡棉胶封堵凹凸不平的地方，避免漏浆情况的出现。

3.2 模板的设计与配置

根据设计图纸并结合剪力墙结构特点，对施工质量标准、施工整体水平及施工人员的技术进行确定，综合各部门意见选择施工方案为半模板施工方案，墙面和柱采用新型复合模板，其余采用传统木模板进行施工。在实际施工过程中，对混凝土平整度、梁板位置标高及施工限制因素进行综合考虑。依照常规剪力墙模板施工流程，先利用弹线定位确定墙身位置，在离墙500 mm 处设置支模控制线，待门窗控制线确定好后再确定标高线。模板的整体安装依据横墙先纵墙后、外墙先内墙后的顺序。详细安装流程如下。

第一，安装外墙和柱模板。利用塔吊将安装好的模板吊装至指定位置固定，并打入水螺杆对其内侧复合模板进行拼装。第二，人工将内墙模板搬移至钢筋骨架一侧后开始拼装，并打入对拉螺栓与限位套管，开始进行另一侧模板的拼装，最后合上模板。第三，纵向布置主龙骨，横向布置次龙骨。龙骨拼接采用双拼方钢管，由中间穿过对拉螺栓利用螺母连接。第四，对阴阳角模板加固进行安装。阳角模板于阴角一侧进行拼装，确保与墙体模板间为直角，拼接采用连接手柄及阳角加固构架进行加固。

3.3 模板安装施工

依照施工设计方案对支撑体系进行设置，可采用插接式、盘销式、碗扣式等方式。对于半体系安装而言，梁底模板采用新型复合模板，侧模则可以采用胶合板配合搭设，并结合实际施工情况酌情选择。安装墙柱模板时需对模板安装的顶标高及梁底标高进行控制，确保其高差在20 mm 以上。此外，墙梁口处应预留出梁底板的位置，以配合加固构件。预制木模放置在相应缺口上，保证缺口与梁口位置对齐，采用铁钉进行模板固定。

3.4 模板拆除、清理和修整

考虑到混凝土施工过程中存在大量的湿作业，在实际施工过程中必须加强对模板外部污染的管控。在混凝土浇筑完成后的半小时，应及时对模板背面上留存的水泥等物质进行冲洗。同时，在模板成功拆卸完成之后，第一时间利用铲刀清理遭到污染的模板，并依照编号存放好备用。

需要注意的是，混凝土强度满足1.2 MPa以上时才可对模板及支架进行拆除。倘若是冬季施工，应充分考虑冬季低温的影响，尽可能最大程度上延长模板的拆除时间，一般情况下可在48h 至72h内对模板进行拆除，避免温度过低对住宅建筑混凝土强度的影响。此外，在模板的拆除过程中，还要注意墙体不可与模板粘连、模板面不可出现裂缝、构件边角不缺棱掉角等问题。

3.5 混凝土施工

混凝土配置过程要确保材料一致，采用强度高、稳定性好的水泥和沙石进行配比施工。对坍落度进行严格把控，采用平板振捣器进行垂直浇筑，依照先前梁再后梁的顺序进行浇筑。在覆膜养护方面要先刮平处理，待稍硬后进行二次抹面。对于主体结构的混凝土施工，应在门洞、窗角、窗台等位置用钢丝扎牢板条，并利用泡沫混塑料板覆盖墙面的预留洞。此外，必须确保在同一材料、同一配比下进行修补，经养护后利用角磨机进行打磨，满足强度要求后利用水泥浆进行二次修补。

3.6 填充墙衔接与免抹灰施工

考虑到剪力墙和填充墙间的衔接问题，在对模板进行设计的过程中，应于混凝土剪力墙端部模板的内侧，对同材质的边条进行设置，厚度设为10 mm，宽度设为150 mm，且采用竖向设置的方式。待混凝土成型后会在剪力墙结构的端部两侧，形成对应宽度和深度的竖向衔接槽。填充墙的砌筑过程中，采用蒸压加砌块或煤矸石空心砖实现对墙体厚度的填充，填充厚度为180 mm。同时，在剪力墙和填充墙的衔接处要根据施工要求，留设20 mm 的变形缝。待砌体完全稳定后进行填充加固，填充材料采用膨胀砂浆。此外，在对填充墙进行抹灰施工前，应在剪力墙端部衔接槽与新砌体之间，采用保温钉对10 cm×10 cm 钢板网、钢丝网等抗裂手段进行安装。由此，在完成填充墙的正常抹灰后无需进行混凝土抹灰，即可在清理完基层后直接进行腻子饰面施工。倘若混凝土墙面光滑度过高，先进行糙化处理，再进行腻子饰面施工。

3.7 综合评价

针对实验检测及工程实际应用情况，所提出的混凝土结构新型复合模板的重复利用次数可达到80 次以上。与传统模板相比，在重复利用的次数上已有了近几十倍的改进。因此，基于新型复合模板的寿命周期对工程应用新型模板所节约的成本进行计算，该工程约节省了50万元。同时考虑到采用新型复合模板及免抹灰技术的应用对施工成本的降低，二者相加，最终成本约节省了78 万元，表现出良好的经济效益。同时，新型复合模板和免抹灰技术的应用避免了传统施工工艺对环境造成的污染，具有显著的节能环保效果。

4 结语

综上所述，在高层住宅建筑的混凝土结构施工中，应用新型复合模板及免抹灰技术有效实现了工程施工在经济效益上的最大化。且新型模板在废弃之后，仍能够进行回收再利用，达到剩余价值的最大化利用。即便这种施工工艺在工程施工初期具有相对较大的成本投入，但从综合角度来看，施工全过程的成本得到显著降低。与此同时，针对混凝土结构的施工现场而言，采用该施工技术能够降低施工的复杂性及施工管理的难度，显著提升施工现场管理工作的效率和质量，对促进建筑企业现代化发展起到十分重要的作用。