铝合金模板在预制装配式结构施工中的应用

王俊刚

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

钱江世纪城项目位于杭州市萧山区，西侧毗邻经一路，东侧毗邻平澜路，北侧毗邻纬三路，南侧毗邻丰北路，总建筑面积为2.625×105m2，由12栋高层住宅建筑与配套商业设施组成，建筑高度为100 m，地上住宅建筑装配式结构总体占比超过25%。在本项目中，为追赶工期进度与达到高工程品质要求，在地上标准层施工活动中应用到装配式铝合金模板技术，以附着式升降脚手架为项目外防护脚手架。

1.1 施工效益高

从施工效益角度来看，相比于木模板、钢模板和胶合模板等传统模板系统而言，铝合金模板应用优势主要体现在翻转次数、回收利用2方面。首先，在翻转次数方面，铝模板平均翻转次数超过200次，在规范化施工前提下甚至可以将翻转次数保持在300次以上，无需在施工期间重复更换全新模板，凭借较高翻转次数来均摊总体使用成本。传统模板的翻转次数明显少于铝合金模板，木模板平均翻转次数为6~15次，现浇构件钢模板翻转次数在50次左右，预制构件钢模板翻转次数在150次左右。其次，在回收利用方面，铝模板属于再生材料的一种，当铝模板精度严重下滑、出现扭曲变形等质量问题时，可以将报废铝模板进行再生利用，进一步均摊铝模板采购成本[1]。

1.2 施工周期短

铝模板有着自重轻、结构简单和易于支拆的优势，本项目中施工人员可以在短时间内将铝模板在指定位置安装就位或是拆除，施工效率明显高于传统模板系统，有利于提高装配式建筑的整体施工速度（图1）。本项目主要采取铝合金模板、钢模板和木模板，铝合金模板的载荷性能、单人拼装效率、施工速度和工程质量都远超过其他2种模板，也无需在模板拆除后对预制构件表面与现浇混凝土结构表面进行打磨处理。

图1 铝模板施工现场

2.1 模板设计

为保证预制装配式结构施工作业得以顺利开展，避免因模板设计有误而出现拼装精度不达标、模板规格误差超标等问题。在正式施工前，根据工程施工要求与现场情况来制定铝模板设计方案，准确计算模板边框高度、宽度与横截面积等参数的最佳值，在模板结构体系中选用可调钢支撑管、对拉螺栓、销钉和圆钢波纹管等配件作为连接件与支撑件。在本项目设计期间，主要运用BIM等技术来开展仿真模拟实验，观察假定工况条件下的铝模板结构是否出现开裂变形、倾覆晃动及混凝土漏浆等工艺问题，根据所发现问题修改方案内容，直至铝模板施工表现良好、承载性等各项性能达标。此外，为保证铝模板设计方案可行性，还可以在现场开展铝模板试拼作业，按照方案内容将板材配件拼装成型，检查模板结构安装质量，开展多项功能性试验，判断施工情况、模板质量是否达到施工要求。

2.2 模板吊装

由于铝模板结构尺寸较大，在现代装配式建筑工程中，普遍采取吊装技术将铝模板运输就位。在施工期间，提前将铝模板转运至现场地面，在板材上安装吊环吊具，将板材起吊至地面上方0.5 m处开展试吊作业，观察板材在试吊期间是否保持平稳状态。待试吊通过后，正式开展起吊作业，匀速将铝模板板材吊装至安装面上方一定高度处，将板材悬停一段时间恢复稳定性，再将板材缓慢下落就位，等到板材、配件全部运输至指定位置后，即可开展模板安装作业。

此外，为降低模板安装作业难度和提高施工效率，施工单位可选择采取铝模板整体吊装加固技术。施工人员依次绑扎墙柱钢筋、搭设墙柱模板与梁模板，以及搭设立杆、水平杆与加装内支撑来组成配套支撑体系。随后，在铝模板结构上固定设置多处吊点，在梁底面和支撑立杆连接部位卡住钢丝绳，以及在梁跨度1/4和3/4部位设置吊点。最后，控制重型塔吊，将拼装成型的铝模板起吊至指定楼层中悬停，对模板位置、朝向角度进行测量调整，确定无误后将模板缓慢下落就位，并要求吊装完毕的铝模板垂直度偏差不超过5 mm、梁侧模板平整度偏差不超过3 mm、底模上表面标高偏差不超过±5 mm。

2.3 模板安装

在模板安装环节，提前对所准备模板板材与配件的规格尺寸、外观质量进行详尽检查，按照施工图纸来确定材料编号，清理表面灰尘污渍与残留锈迹，对轻微质量缺陷的板材配件进行处理。在本项目模板安装期间，铝模板表面形成细微划痕时，施工人员使用细砂纸等材料反复打磨划痕部位，沿划痕方向进行打磨，以此来修补铝模板。随后，按顺序将铝模板板材拼装就位，在模板结构中打入对拉螺栓等配件进行固定，连接模板结构与配套支撑结构来维持模板稳固状态。待模板安装完毕后，清理内部灰尘污渍与积水，在模板缝隙中填入海绵胶条进行封堵，在壁面上均匀涂刷脱模剂。最后，对模板安装质量进行全面检查，如检查模板水平位置、顶部标高、壁面脱模剂完整程度和模板稳固状态等，在模板质量检查通过后，即可进入下道工序，在限定时间内完成混凝土现浇作业。

此外，支设不同部位铝模板时的工艺做法、注意事项存在一定差异。例如，在支设内墙模板时，保持板面朝上状态，以内角处作为起始点，向两端区域延伸支设铝模板，并使用钢管对角配件来连接模板与支撑架，把钉尖固定在墙体上，预防模板跌落。而在后浇带部位支设模板时，根据后浇带宽度来选择铝模板宽度，如在预留0.2 m宽后浇带时，应使用0.4 m宽的铝合金模板，要求模板两边均超出后浇带。随后，在模板与叠合板接触面上铺贴泡沫双面胶等材料进行密封，预防出现混凝土漏浆问题，施工人员将铝模板安装就位，使用专用模板压扣进行连接（图2），在模板下部设置支撑杆件，将杆件拧入预制构件套筒内部[2]。

图2 铝合金模板专用压扣连接

2.4 模板加固

在铝模板施工期间，受到混凝土浇筑时的冲击力等诸多因素影响，可能出现模板倾斜失稳问题，存在质量安全隐患。因此，需要采取模板加固手段，根据模板类型采取相应加固方法，以此来维持铝模板结构稳定状态。例如，对于外墙模板，施工人员使用光钢管制作与牵引螺钉等作为连接件与支撑件，把对角间距控制在2.0 m以内，在横梁下部安装可调支架以及早拆装置，在水平与垂直方向上把支架距离保持在1.3 m内。而对于内墙模板，则通过楼梯部位保持内角模板、内墙模板二者的连接状态，由二者互相起到稳定加固作用。同时，考虑到部分部位铝模板支撑结构较为复杂，容易在施工期间出现部件碰撞、位置冲突问题，应提前使用BIM技术开展碰撞检查作业，对碰撞部位进行调整。

2.5 混凝土浇筑

在混凝土浇筑环节，重复检查铝模板质量，清理内部垃圾杂物、预埋钢筋表面油污与残留锈迹，在铝模板表面淋洒少量水进行润湿，对钢筋绑扎质量、钢筋定距框安装质量进行验收检查。随后，采取泵送方式开展混凝土浇筑作业，尽可量把混凝土自泵口的倾落高度控制在2.0 m内，如果实际高度超过3.0 m，则额外配置串筒、溜槽等装置，分层浇筑混凝土，连续性完成混凝土浇筑作业。最后，同步浇筑与振捣混凝土，严格控制振捣棒插入深度与活动范围，保持振捣棒、铝模板和预埋件的安全间距，并对模板结构稳定性、预埋件位置进行检查，如果出现模板晃动、预埋件偏位等问题，及时采取处理措施，必须在混凝土初凝前将偏位预埋件修正复位。

2.6 模板拆除

施工人员必须掌握拆模时机、拆模顺序、拆模方法、成型质量检查和模板清理5方面的技术要点。其一，在拆模时机选择方面，定期对试块强度与混凝土状态进行检查，在同时满足到达预定养护时间、试块强度达标及混凝土硬化成型等条件后，方可开展拆模作业，如果过早拆除模板，容易出现混凝土与模板粘连、混凝土变形开裂等质量问题。其二，在拆模顺序方面，率先拆除后期安装、位于非承重部位的铝合金模板，随后拆除先期支设、位于承重部位的铝模板，最后拆除支撑结构。禁止施工人员私自篡改模板拆除顺序，如果提前拆除支撑结构，可能出现模板脱落、晃动失稳的问题。其三，在拆模方法方面，根据混凝土现浇结构部位来选择拆模方法，如在拆除支撑口部位水平模板时，施工人员使用专用拔模工具，按顺序拆除顶模板与下层模板，敲下下端支撑杆。其四，在成型质量检查方面，对混凝土结构外观质量进行详尽检查，如果出现裂缝、麻面等质量缺陷，及时进行修补处理，恢复混凝土原状结构[3]。例如，在因过早拆模、野蛮拆模导致混凝土缺棱掉角时，凿除掉角部位松散混凝土，使用清水清洗后，原位填筑高标号细石混凝土，待混凝土硬化成型即可。其五，在模板清理方面，施工人员用刮刀刮除模板表面附着物，清除表面残留浮浆，对轻微弯曲模板进行矫直处理，将处理后的铝模板分类堆放、留待后用。

3.1 提高模板适应性

在早期装配式建筑工程中，根据铝合金模板技术实际应用情况来看，普遍存在模板适应性差的问题，铝模板非标准件占比较高、模板拆除时间较晚和模板结构参数调节不一，致使铝模板作业难度随之提高。在本项目建设过程中，主要对铝模板技术体系进行创新改进，具体从使用标准化铝模板、搭建模板早拆体系2方面着手。第一，在标准化铝模板方面，尽可量采购标准型号的铝模板材与配件，严格控制非标准件占比。如此，在预制装配式结构施工期间出现设计变更等突发状况时，对模板结构进行调整即可，无需重复采购铝模板材，避免耽误工期进度。第二，在模板早拆系统方面，应在模板结构体系中额外设置早拆柱头、早拆托架等配件。如此，在混凝土试块强度达到50%设计强度后，即可拆除铝模板面板，保留立杆、早拆头和可调支座，将所拆除铝模板清理后投入使用，剩余配件仍旧起到支撑作用，当混凝土强度完全达标后，再拆除剩余支撑件即可。同时，通过增设可调螺纹、可调支座等配件，可以在铝模板安装完毕后，对模板垂直度、水平标高等参数进行调节[4]。

3.2 明确铝模板质量标准

在装配式建筑工程中，铝合金模板的应用推广时间较短，虽然在提高施工效率、改善混凝土成型质量、简化工艺流程等方面取得十分显著的应用成果，但当前仍旧缺乏一套完善、详尽的铝模板安装验收标准，需要依赖施工人员工作经验来判断铝模板安装质量是否达标，混凝土蜂窝麻面等质量通病时有出现。对此，为推动铝模板施工技术的标准化、规范化发展，施工单位应根据工程情况与施工要求，对铝模板在精度、清洁度方面的安装标准进行明确规定。其中，在精度方面，设定模板外形尺寸、水平标高、安装偏差和垂直度等工艺参数的标准值与允许偏差范围。对安装精度不达标的铝模板进行纠偏调整，如果调整后的铝模板精度仍旧不达标，则将铝模板拆除重支。而在清洁度方面，在模板支设前，对板材进行全面清理，铲除表面突起物与修补凹陷部位，待模板结构拼装完毕后，清除灰尘污渍，要求铝模板表面光滑、平整、色泽均匀。

例如，在铝模板验收环节，重点检查轴线位移、标高误差、模板拼缝、垂直偏差与外墙体间错台5方面的施工质量是否达标。其一，在检查轴线位移情况时，提前在现场弹放水平贯穿线与垂直贯穿线，以控制线为参照，检查铝模板轴线位移量是否超标，以及在混凝土浇筑前重复对模板轴线进行检查。其二，在检查标高误差情况时，在各楼层中设置2个及更多数量的标高引测点，在铝模板顶部标记标高线，在模板安装完毕与混凝土浇筑前要重复检查模板标高偏差是否超标。其三，在检查模板拼缝情况时，详细检查各处模板拼缝部位是否得到封堵处理，开展蓄水试验，观察试验期间模板是否出现渗漏情况并记录渗漏量，在渗漏量超标情况下，重新对渗漏点位开展拼缝作业。其四，在检查垂直偏差情况时，应对墙柱等部位铝模板的垂直度进行检查，如果垂直度偏差超过5 mm则必须进行整改，并在模板两侧设置间距在1.6 m内的斜撑，根据模板宽度来选择支撑道数，避免模板因承受过大荷载而在后续施工期间出现倾斜现象。其五，在检查外墙体间错台情况时，对铝模板结构体系中螺栓、K板等配件的紧固程度进行详尽检查，拧紧松动配件，以及在铝模板的转角部位额外安装直角背楞，以此来控制模板平整度与垂直度，避免在后续因模板晃动失稳而出现墙面错台、错位问题[5]。

3.3 改善铝模板保温性能

相比于木模板、胶合模板等种类模板而言，铝模板的保温性能较差，在恶劣天气开展混凝土现浇作业时，混凝土成型质量易受到外部环境气温影响，引发混凝土温度裂缝、强度等级下降和不均匀凝固等一系列质量问题。对此，施工单位需要重点改善铝合金模板结构的保温性能，在模板表面涂刷多层保温涂料，通过隔绝外部空气与铝合金模板方式来起到延缓热量传导、维持模板内部恒定温度的作用。同时，在现场气温过高或过低的特殊情况下，还应搭配采取搭设遮阳挡棚、模板四周包裹棉帘和模板表面洒水降温等温控措施，维持铝模板与混凝土温度[6]。

综上所述，为满足装配式建筑工程日益提高的施工要求，建筑企业与工程人员务必提高对铝合金模板技术的重视程度，认识到技术应用优势所在，深入了解铝合金模板技术的工艺流程与操作要点，严格把控各施工环节质量。同时，积极落实提高铝模板适应性、明确铝模板质量标准与改善铝模板保温性能等策略，为铝模板施工质量提供有力技术保障。

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