高层建筑铝模板施工技术研究与应用

石夏斌

（中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030000）

随着我国建筑工程项目建造技术不断提高，高层建筑在施工中使用的模板类型越来越多，深入研究发现，木质模板是建筑施工中使用频率最高的模板类型之一，但是在绿色节能类建筑工程项目的施工中，木质模板正逐步被金属模板替代，为满足建筑市场的需求，大量钢模板、铝合金模板等被投入使用[1-2]。钢模板是最早使用的一种金属模板，尽管此模板在施工速度方面具有一定的优势，但是在自重、运输成本等方面仍然有许多不足，限制了钢模板在市场内的大规模地推广。为解决这个问题，有关部门在进行大量研究后提出铝合金模板，此材质的模板既具有传统模板的优点，又克服了钢模质量重、搬运不便和成本高的缺点，其不仅拼装方便，还成型效果好，因此现阶段已广泛应用于建筑行业[3]。本文将从钢模板入手，对其在高层建筑中的施工进行研究。

1 铝模板结构设计

高层建筑铝模板施工可使用的铝模板宽度规格为100mm 和200mm 等[4]。主要截面参数见表1。

表1 梁铝模板主要截面参数表

梁铝模板主要截面如图1所示。

图1 梁铝模板主要截面简图

根据标准，采用统一规格铝合金模板，应该按照实际结构尺寸进行局部配模。铝板材的厚度应该在4mm～5mm。可在高层建筑楼面上设置宽100mm 的铝梁作为龙骨。底部支撑结构的间距布置为1300mm×1300mm。可以在钢筋施工中穿插楼面施工，不需要分区施工。

墙体模板整体布置为贯穿式，部分需要根据具体结构布置。墙体模架分为水平和竖直两种布置方式，并且都用T18高强度螺栓固定。最大的纵向间隔为900mm，底部间隔为200mm[5]。同时，将两个钢背楞水平固定在螺钉的位置。

若墙体的厚度＞400mm，则可以在墙体转角位置上设置一个斜拉螺栓紧固背楞，具体操作如图2所示。

图2 墙体转角处螺栓固定示意图

当核心筒楼面结构发生改变时，在铝模板施工中应配少量木模板充分适应楼层变化。需要采用斜撑的方式加固墙和柱，斜撑水平方向上的间距应控制在1.2m～1.5m，独立的结构需要设置至少两套完整的斜撑体系[6]。采用预埋或膨胀螺栓固定的方式连接斜撑体系与混凝土。

须结合柱截面的最大宽度设计柱模板，每隔500mm 安装一块特制的桁式背瓦。底部可采用“井”字形或“斜拉”形上下交错排列，周围可采用“斜”字形支撑，提高抗弯能力。

2 安装铝模板

安装铝型材墙体模板应遵循先内后外的顺序，首次安装时应相应调整墙体的竖向和水平标高。安装内墙板由阴眼窝和墙盖板两部分组成。将模板放在控制线上，涂上脱模剂后，用临时支架将其固定，再从两侧同时安装铝模板[7]。当安装外墙模板时，需要在安装前安装K 板，即导墙板。安装前需要在混凝土结构中锚固螺丝。当安装外墙模板时，可以使用吊塔对其进行吊装。安装后，K 板主要起到较好的支撑作用。将对拉丝杠穿过预先预留好的孔口，在外墙模板上设置3 根背楞，并用3 根丝杠将其固定。在拐角处采用对拉丝杆斜拉固定直背楞，避免扭力和错台，保证结构的位移不偏斜。

在墙模板安装完毕后，可以开始安装斜向支撑。但是，在工作前，需要对模板的水平和垂直度进行调整，通常使用激光扫平仪检测墙柱的垂直度，当出现偏差时，需要及时地调整。在墙柱两侧各设一对角支承，支承间距≤2m。对角撑杆的一端安装在模板背楞上，另一端安装在预先埋设在地面的膨胀螺栓上[8]。为避免垂直度出现偏差，将偏差控制在土表面5mm 内。调整墙体模板的垂直度和平面度后，安装好墙体顶部的压条，开始下一道工序。

在工地上进行对接，整体安装后，在两侧用一块斜板将其紧固到墙面上。当施工时，首先，处理地基。其次，处理边缘。再次，吊入工作面。在安装梁模板前，可以在材料堆叠的位置，简单拼接。最后，整体安装。利用角膜安装将其固定到墙模板上。按照从下至上，再从上至下的顺序。阴角与阴角间的连接示意如图3所示。

图3 阴角与阴角间的连接示意图

在完成墙体模板调试及安装后，开始安装楼板模板。将龙骨固定在壁面模具的顶部。简单组装材料后用吊车将其全部安装好。按照先前固定的龙骨平行安装地板上的模子。用木钉连接两个模板，钉上销钉后，插入并钉上一根弧形的销钉。固定好后，利用水平仪对模板安装整体标高进行测量与调整。在保证标高正确后，用激光平面仪对整体平板表面的平面进行检测和调整，调整支撑杆的高低。当楼板平面度偏差≤5mm 时，可以进行下一步的施工。

3 特殊部位的铝模板处理

采用不同的材质对不同的沉降面板进行设计和处理。当底板高度≤100mm 时，吊架模板采用角钢或方形钢制。当板高＞100mm 时，采用铝制模板吊挂。在模板悬挂的过程中，用吊具将相应的物料悬挂至相应的位置，同时保证模板的高度准确。

关于电梯井与采光井的定位，要按照外墙板的尺寸进行配模，通常要用角铁或槽钢加强，保证电梯井尺寸的准确性。

在不规则梁的位置，要根据现场情况设计和使用异形面板。为便于安装和减少组装误差，要保证设计尺寸准确。

4 应用效果分析

4.1 工程基本情况与特点

在高层建筑项目的施工过程中，模板是最重要的周转材料与构成结构之一。在研究中发现，模板结构在建筑中属于一种临时结构，能满足建筑结构抗震、防火等要求。因为在工程项目施工中有模板作为支撑，所以混凝土才能按照设计的尺寸、形状和结构，以规范化的方式展现在人们的眼前。模板的质量直接影响建筑混凝土施工的最终质量。采用模板工程进行项目施工，不仅可以保障混凝土在浇筑过程中的安全性，改善外观质量，还可以控制工程进度，制约项目成本。在现浇混凝土建筑结构的施工中，需要按照规范设计模板工程，只有保证工作的规范性，才能一次完成铺设建筑。本文通过研究，明确了模板工程项目施工的重要性，但相关内容研究仍局限在理论阶段，要在市场等相关领域推广应用这项技术，本文将以试点建筑工程项目为例，进行研究。

根据工程实际情况，本建筑项目为某大型项目中的A 座建筑，通过与建筑工程项目施工方交涉，明确本建筑由-4层～+64 层构成，本建筑的设计高度约为300m，基本结构为核心筒框架结构，根据工程方提出的要求，本建筑的标准层层高为4.2m，此外，建筑中另设有一层为避难层，层高度约为5m。

结合现场勘察发现，本建筑的外框由20 根巨柱构成，建筑中的标准层柱内部安装了圆形钢管，外框柱的最大截面面积为2000mm×2000mm。核心筒框架结构为矩形结构，对应的标准层设计尺寸为15m×38m，经现场测量后发现，建筑墙体最大厚度为1200mm，内墙厚度约为400mm。建筑中核心筒墙柱的设计尺寸见表2。

表2 建筑中核心筒墙柱的设计尺寸（单位：mm）

4.2 铝合金模板安装质量验收与施工流程

在模板工程施工前，为保证工程的施工质量，需要确保工程施工材质符合验收条件，不符合工程质量的材料不能进入工程项目施工现场，验收标准与验收方式见表3。

表3 铝合金模板安装前的质量验收（单位：mm）

完成验收后，按照图4，设计铝合金模板的作业与施工流程。

图4 铝合金模板的施工与作业流程

4.3 铝模板施工的经济性分析

完成施工后，对铝合金模板的经济性进行计算，如公式（1）所示。

式中：AW为铝合金模板的经济性指标；n为计算期；S为年销售收入额；I为各年投资额；C为经营成本；W为净现值；t为年份。参照木模板，对比铝模板与木模板在相同工程项目中应用时的经济性发现，铝模板的经济性指标量化取值为4.8，而木模板的经济性指标量化取值为3.2，4.8 ＞3.2，说明在相同条件下，应用铝模板可以提高项目的经济收益。

在上述内容的基础上，利用等值计算法，对在模板施工中每次周转的折旧价值进行计算，如公式（2）所示。

式中：A1为模板施工中每次周转的折旧价值；F为模板总使用面积；p为直线折旧系数；i为折旧次数。

在此基础上，参照塑料模板、竹胶合模板等，计算模板施工中每次周转的折旧价值，结果越高，说明对应模板在市场内的应用价值越高，反之说明对应模板在市场内的应用价值越低。统计试验结果见表4。

表4 模板施工中每次周转的折旧价值统计

5 结语

在房屋建筑、市政公路和道路桥梁任意类型的工程项目中，模板施工非常重要。在深入研究中发现，模板工程施工方案的合理性对工程质量、进度等有直接影响，对高层建筑来说，部分异形高层建筑具有弧形梁、曲面阳台等特殊结构，导致传统的木质模板难以满足施工质量需求，而使用铝制模板可较好地满足建筑特殊结构的施工要求。随着相关工作的持续推进，铝模板因其质量轻、拆装方便、承载力高、构件耐久性好、周转次数多和现场无建筑废弃物等优点，受到工程界的重视。为规范应用铝模板，本文进行了研究，明确了应用铝合金模板，不仅可以提高工程项目施工的经济效益，还可以提高模板施工中每次周转的折旧价值，与传统的模板相比，铝模板的综合效益更优。