高层建筑工程铝合金模板施工技术的实践应用研究

董 彦

（甘肃第一建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

1 引言

近年来，我国建筑领域快速发展，建设了大量高层及超高层建筑。在此过程中，模板技术也取得了显著进步。随着时代的发展，现在建设的高层建筑整体结构越来越复杂，很多建筑都设置了外飘窗结构，外立面的线条也较多，墙内设计有很多梁和墙。以上建筑结构特征限制了工业化大模板系统的实际应用。我国建筑很多时候使用木胶合板模板系统，这种模板系统使用大量木材，对资源是一种浪费。2007年，相关政府部门颁布了《绿色施工导则》，要求建筑工程项目在施工时尽可能采用绿色施工技术，避免资源浪费。近年来，我国也越来越重视节能减排问题。在这样的背景下，铝合金模板快拆系统在建筑工程中的应用越来越广泛。本文主要结合某高层建筑施工案例，详细介绍了铝合金模板施工技术要点，对于积累铝合金模板施工经验，促进铝合金模板在高层建筑中的应用，具有重要实践意义。

2 工程简介

某建设公司现需结合实际情况建设两栋公寓楼，楼层数量分别为30层和37层，所有楼层层高为3.15m。可以看出公寓楼层相对较高，在综合考虑铝合金模板、钢模板和竹木模板优缺点的基础上，结合工程项目施工质量、施工周期要求和环保要求等因素，最终决定采用铝合金模板进行施工。

3 工艺原理及施工工艺过程

3.1 工艺原理

铝合金具有很高的比强度，即密度小、强度高，并且拆装过程非常便利。在使用铝合金模板时，可以对建筑物的墙、柱、板、梁等尺寸进行深度优化，在此基础上，生产加工铝合金模板。通过对铝合金模板的定制化加工，可以使建筑物中的梁板和墙柱模板形成一个整体，其刚度得到明显提升。在模板本身刚度很高的情况下，可以减少支撑的使用数量。由于铝合金具有很高的强度和刚度，在进行混凝土浇筑时，混凝土自身重量也不会使铝合金模板发生明显变形。这样浇筑得到的混凝土结构具有很好的尺寸精度，表面的成形性也较好，通常无需在表面抹灰就可以达到使用要求。

3.2 工艺流程

利用铝合金模板进行施工时，高层建筑不同部位的模板需要遵循一定顺序。通常先安装边模和边角模，然后安装墙模和梁模，最后安装板模。安装时利用销钉对连接处进行加固处理，梁板模板需要通过单独的支撑对其进行加固。所有模板安装完成后，需要检验标高，确保达到设计要求。安装模板前需要完成测量放线和钢筋绑扎工作，模板安装验收合格后，可以进行混凝土浇筑，待混凝土凝固强度达到设计要求时，即可拆除模板，然后开始下一层铝合金模板的施工。铝合金模板施工工艺流程如图1所示。

图1 铝合金模板施工工艺流程图

3.3 铝合金模板设计优化

（1）设计理念。铝合金具有密度小、刚度大的特点，对于大模板能够满足刚度要求，对于小模板能够满足质量轻的需要。在设计大型模板时，整体背楞设计能进一步提高模板刚度，使模板刚度问题得以解决。铝合金模板具有灵活性，应结合施工图科学合理设计模板结构，并在安装过程中结合现场情况对结构进一步优化改进。在开展优化设计时，需要重点关注部分砖墙和门窗四周部位的结构。

（2）设计文件。铝合金模板进行施工前，必须给出系统、完整的模板设计图，包括支撑系统、附件系统和紧固系统布置图，对于一些特殊的结构也要给出局部结构图。完成设计工作后，需要结合工程力学原理验算模板的受力情况，确保模板系统的可靠性。除了模板的装配设计图以外，还需要设计对应的深化配模图、分户安装图和编码图，这些是保证模板正确安装的重要基础。

（3）模板加工。完成铝合金模板的设计工作后，需对模板进行加工，给出相应的管理计划，根据设计图纸制定模板的规格尺寸、数量和品种等，在工厂内预制，然后搬运到施工现场进行组装。

4 铝合金模板施工操作要点

4.1 测量放线和钢筋绑扎

将设计的楼层标高和需要控制的轴线投射到对应施工楼层上，根据现场关键的轴线弹线，确定主要柱、墙位置。对楼板进行找平后，根据前面确定的墙、柱位置，在地板上找到对应边线，同时画出30cm的控制线，通过放线，明确铝合金模板的安装位置。完成测量放线工作后，可以在对应位置上绑扎钢筋。钢筋绑扎工作必须严格按照相关操作规范执行，确保混凝土浇筑质量。

4.2 墙柱模板安装

（1）墙柱模板固定。对所有需要使用的铝合金模板进行编号，然后根据墙柱模板编号顺序依次将模板放置在相应位置上。模板清理干净后，在表面涂刷脱模剂，利用销钉从模板一端进行固定。按照对应顺序，固定所有墙柱模板。

（2）背楞安装。本工程案例中，分析实际情况后，在墙柱模板中设置了4道背楞，相邻背楞之间通过对拉螺杆进行加固连接。在转角特殊位置使用直角背楞，通过这样的措施能避免墙柱模板发生位置偏移和角度偏转等误差，确保混凝土结构的顺直性。

①背楞的竖向布置原则。当楼层的高度在2.8～3.2m时，墙体竖直方向上需要设置4道背楞，并且相邻背楞之间的距离需要控制在600～800mm，第一道背楞与标高面之间的距离需要控制在300mm以内，通常设置为250mm，最后一道背楞直接安装在横板上。

②背楞的横向布置原则。本工程案例中，在确定墙柱横向背楞时，结合工程图纸实际情况将其划分成三种类型，不同的转角类型在横向布置方面需要遵循不同的原则，以下对三种情况进行详细介绍：一是一端转角处墙体。根据墙体长度尺寸大小可以将其分为两种情况：一种是一端转角处墙体尺寸超过3m，此时可以选择标准背楞和斜拉背楞，标准背楞的长度为3m，斜拉背楞的长度等于墙体的实际长度加上0.25m，再减去3m；另一种是一端转角处墙体尺寸没有超过3m，此时选择斜拉背楞即可，背楞的长度等于墙体的实际长度加上0.25m。二是两端转角处墙体。根据墙体长度尺寸大小同样可以将其分为两种情况：一种是两端转角处墙体的实际尺寸超过了3m，此时可以选用两节型号和规格尺寸完全相同的斜拉背楞，斜拉背楞的长度等于墙体实际尺寸的一半加上0.05m；另一种是两端转角处墙体实际尺寸没有超过3m，此时可以采用一种型号的斜拉背楞，其中斜拉背楞的实际规格尺寸等于墙体长度尺寸加上0.1m。三是非转角处墙体。根据墙体长度尺寸大小可以将其分为两种情况：一种是非转角处墙体实际尺寸超过了3m，此时可以选用两节型号不同的背楞，其中标准背楞的长度为3m，非标准背楞的实际长度等于墙体实际长度加上0.4m，再减去3m；另一种是非转角处墙体实际尺寸没有超过3m，此时选择一节标准背楞即可，背楞长度等于墙体实际长度加上0.4m。

（3）对拉杆安装。在实际应用过程中，对拉螺栓的布置模式可以分为两种情况，分别为斜拉和对拉。在斜拉模式下使用的螺杆长度为0.5m，其作用是对转角、阳角两端的背楞进行拉紧固定，如果墙体的宽度超过了0.4m，也可通过斜拉的方式安装固定模板。如果需要对内墙和外墙的背楞进行拉住固定时，可以采用对拉的模式进行固定，采用对拉模式时需要在模板上打孔，要避开模板筋板。

对拉螺栓的横向间距会对模板安装质量产生重要影响，在确定横向间距大小时，需结合建筑的设计结构图和配筋图纸进行确定，避免对拉杆对主筋产生影响。对拉螺栓的横向间距需要控制在0.8m以内，从内墙部位开始设置对拉螺栓，间距可以适当调小，控制在0.35m左右。如果墙体宽度不超过0.4m，则可以在末端设置1根对拉螺栓，然后在两节背楞相接触部位再设置1根对拉螺栓即可。

（4）斜撑安装。完成墙柱模板安装工作后，开始斜向支撑的安装，通过斜向支撑可以提升模板强度，调整模板在垂直方向和水平方向的角度，确保模板位置的精确度。在安装斜向支撑时，需要借助挂线锤和激光扫平仪等仪器设备进行校准。斜向支撑之间的距离需要控制在2m以内，如果墙体的宽度超过了2m，则需要结合实际情况设置2根以上的斜向支撑。斜向支撑的一端通过膨胀螺丝安装在楼板上，另一端与背楞连接固定。

4.3 梁模板的安装

首先，需要安装梁模板的底板，然后将其固定在柱模板对应的缺口上，该缺口专门为梁模板预留。安装梁模板底板的同时，需要安装立柱对底板进行支撑，确保立柱安装的稳定性和牢靠性，立杆的稳定性直接影响梁的实际标高。对底板标高进行调整，满足设计要求后，可以安装侧模板。同时，还需要安装梁模板与墙柱模板之间连接部位使用的角模。完成以上工作后，再依次安装板龙骨、板模和支撑杆。

4.4 板模板的安装

板面模板安装过程简单，只需要沿着墙边按照一定的顺序进行平行安装即可。安装时可以先用销钉对模板进行临时固定，然后再用工具对所有的销钉进行紧固处理。完成板模板的安装工作后，需要对其标高和平整度等进行校核，达到设计要求后才能进行下一道工序的施工。

4.5 楼梯和预留洞口模板的安装

根据我国建筑相关的规范标准，高层建筑必须设置楼梯。对于楼梯模板通常以封闭方式进行安装。深化过程中需要在踏步板上方预留一定的排气孔，方便混凝土浇筑时空气的排出。对于同一楼层中的楼梯，需要同时安装墙内使用的模板，安装楼梯模板时要通过立杆对其进行支撑，同时也要保证立杆自身的稳定性。

高层建筑施工过程中，通常需要在一些特殊位置预留孔洞。在模板安装过程中，需要根据设计图纸在对应位置上设置模板，以便混凝土浇筑时能形成对应的孔洞。

4.6 梁板钢筋的绑扎和混凝土的浇筑

完成梁模板安装工作后，需要在模板内部放置钢筋并对其进行绑扎。钢筋绑扎时必须严格按照相关规范操作。所有钢筋绑扎完毕后，开始混凝土浇筑工作，混凝土浇筑时需要根据操作规范严格执行，浇筑时避免钢筋发生移位。

4.7 模板的拆除

如果混凝土的凝固强度达到了设计强度的50%，则可以首先对顶模板进行拆除处理。静置一段时间，确保混凝土强度进一步提高，具体强度需要结合工程实际情况确定。待达到模板拆除标准后，拆除斜向支撑，然后拆除单面抱箍，完成以上工作后再利用专门的模板拆除工具对铝合金模板进行拆除。拆除工作必须按规范执行，不仅是保护铝合金模板，也是保护混凝土结构。铝合金模板拆除后需要将其运输到上层建筑继续使用，在输送铝合金模板时可以合理利用建筑结构中较大的孔洞，比如烟囱的孔洞可以作为铝合金模板传输的重要通道。

5 结语

铝合金模板系统与其他的模板系统相比，具有很多优势，如安装过程轻便、密度小、劳动量小、铝合金模板表面光洁、得到的混凝土结构表面光滑。本工程项目基于铝合金模板系统进行施工，完全达到了预期的效果，混凝土的表面质量和整体性能完全能满足实际使用需要。通过实践应用发现，铝合金模板的施工效率较高，与普通模板施工相比较，施工效率可以提高30%以上。铝合金模板可以重复使用，重复次数可达到200次以上，平均使用成本较低，与木模板相比成本可以降低36.00元/tf（建筑面积）。本研究对于积累铝合金模板施工经验，提升铝合金模板施工技术水平，具有重要的实践意义。