铝合金模板深化设计的创新与应用

夏天的光 2023-03-25 发布于湖北

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张龙洋殷俊涛何云志

中建二局第二建筑工程有限公司广东深圳 518052

1 工程概况

某工程位于深圳市龙华新区观澜街道，主要由5栋33～34层住宅、1栋12层公寓及1栋3层幼儿园组成。项目总用地面积34 129.29 m2，总建筑面积212 383.20 m2，总高度为99.60 m。地下为停车库及设备用房，局部为人防地下室。基础类型为筏板及桩基础，部分为天然地基。本工程有3栋高层住宅采用了铝合金模板施工技术。

2 铝模板深化设计的内容

2.1 深化设计的原则

尽可能地一次到位，深化彻底，尽量将二次结构一次施工。深化设计主要包括以下内容：门窗四周的墙垛、窗台、过梁，部分内外短肢墙及外砖墙和外立面线条，厨卫间及水电井口、阳台反坎等；砖混凝土交接位置设置压槽形成免抹灰节点，窗框四周设计企口、滴水等防渗漏节点。

2.2 深化设计的项目

本工程对细部构造节点等进行深化设计[1-3]，深化设计的做法需经过设计院及业主审查批准。具体深化设计项目如下：

1）二次构件过梁：对门窗口过梁进行深化设计，使结构梁下方洞口过梁同主体结构同时进行施工。下挂过梁两侧延伸200 mm，当下挂梁离墙边或2个门头下挂梁相交距离≤300 mm时，下挂梁延伸时直接做通处理，当下挂梁高度≥300 mm时，此类梁底下挂不现浇，直接从楼面板处下挂梁不现浇。

2）二次构件构造柱：窗间墙及门间墙体长度≤500 mm时，布置构造柱，构造柱采用铝合金模板同结构同时施工。

3）砖墙墙垛：≤300 mm的墙垛同主体结构同时施工。

4）飘窗结构：混凝土窗台部位设置企口（100 mm×10 mm），混凝土结构飘窗及阳台部位设置滴水（20 mm×15 mm）。

5）抹灰压槽：在混凝土墙及梁与砖墙相接的位置设置企口（100 mm×10 mm），使铝模施工后的构件达到免除抹灰的条件。

6）阳台：阳台反坎（高100 mm×宽150 mm）采用铝模和结构一起施工。将阳台栏杆下方预埋件提前埋置在反坎结构中。

7）厨卫间及水电井：厨房、卫生间、水电井等有水房间四周墙位置反坎一次成型，反坎高度200 mm，反坎上设置抹灰企口（100 mm×10 mm）。厨卫间降板区阴角倒圆角（R=50 mm）同主体结构同时施工。这种优化的优点在于无需后期二次施工挡水反坎，避免反坎根部产生的渗漏，并且在卫生间防水施工前无需进行阴角砂浆倒角施工，可省去此道工序节约施工成本。如果存在建筑图中的卫生间砌体墙位置和降板周边结构错台的问题，需同设计沟通将卫生间周边结构梁优化成异形缺口梁，以保证后期装饰完成面在阴角部位无错台。

8）滴水：滴水线外沿距离结构梁外沿为20 mm，滴水规格20 mm×15 mm。

9）构造措施：放线孔尺寸200 mm×200 mm、泵送孔300 mm×300 mm，且放线孔、泵送孔边距现浇墙、梁侧边需≥300 mm，并符合50 mm模数。混凝土布料机采用下层支撑布料机。楼梯踏步、飘窗、空调板等结构上盖板需要铝模设计。本项目考虑楼梯间施工缝的留置，楼梯台阶做上反三步设计。本项目外架采用悬挑工字钢，铝模配模考虑悬挑工字钢的定位。

10）机电预留预埋：水井、电井和设备管道井等结构楼面板采取预埋导管进行一次浇筑施工，铝模按照有板设计。由于消防栓、强弱电箱洞口太小，铝模拆模施工困难，因此，凡消防栓、强弱电箱洞口在剪力墙上的在现场预埋木盒。

3 深化设计产生的问题分析

根据以上深化设计及配模要求，在实际现场铝模施工中，同样发现了由于设计因素产生的一些问题：

1）由于飘窗板设计为同主体结构模板同时施工，并采用封闭的盖板，部分飘窗板长度较长，混凝土浇筑完成后，虽然飘窗盖板上布置有一定的排气孔，且混凝土浇筑过程中，也采用木锤、钢筋敲打模板，但仍然出现板面麻面气泡等质量缺陷（图1、图2）。

图1 飘窗板封闭式配模

图2 板面麻面起泡现象较为突出

2）由于本工程外立面建筑设计有不规则的线条，铝模无法深化设计到位，而配模时并未留置钢筋预留洞口，导致现场重新开洞，不仅破坏模板，还容易出现洞口偏位、钢筋插筋困难的情况。

3）本工程外架采用了悬挑外架，悬挑楼层结构施工时，工字钢穿过铝模板，铝模配模时需考虑有工字钢的部位采用小板，然而实际现场施工时出现部分工字钢未和小板一一对应，导致工字钢无法安装，并且工字钢穿铝模部位经常出现胀模、漏浆等质量缺陷。

4）铝模滴水线设计为弧形，滴水线通过焊接的方式与铝模板连接，混凝土浇筑后发现滴水线部位混凝土观感质量较差，滴水线不顺直，焊缝部位凹凸不平（图3、图4）。

图3 滴水线采用焊接固定

图4 焊缝处混凝土线条不顺直

5）给水管在剪力墙上留槽定位做法是预留管槽采用木模板制作预埋模具件（槽深≤15 mm，槽宽≤管外径＋60 mm）。因管槽深度不超15 mm，管道安装后超出结构墙面，因此，有管槽部位墙面需做抹灰处理（图5）。采用木模板制作模具重复利用率较低，且观感质量一般。

4 解决方案

1）优化飘窗面板的设计，窗口上飘板不采用封闭式模板，窗口下飘板采用封闭式模板体系。封闭式模板面板按以下规定进行优化设计：对于长度≤1.1 m的飘窗，在窗台盖板上方每间隔≤50 cm设置2个φ35 mm的透气孔（图6）；对于长度＞1.1 m的飘窗，在窗台盖板上方设置振捣孔及透气孔，振捣孔间距≤60 cm，振捣孔尺寸为200 mm×200 mm，透气孔每间隔≤50 cm设置2个φ35 mm（图7）。经过优化后飘窗成型质量良好（图8）。

图5 墙体留槽

图6 盖板设置排气孔

图7 盖板设置振捣孔

图8 飘窗板成型质量

2）铝模在配模阶段根据钢筋放样大样图，设计好钢筋预留孔的大小和具体位置，铝模板安装后，将钢筋插入预留孔，确保钢筋定位准确，防止后期模板开孔可能产生的混凝土漏浆或钢筋偏位等问题。

3）悬挑外架施工楼层，外架搭设至上一层，悬挑层结构施工时，在铝模板内穿工字钢的部位增加木盒子，待结构施工完成后，另行施工悬挑工字钢，遇到施工悬挑外架工字钢的楼层时，需相应增加施工工期3 d。建议外架尽可能采用爬升式脚手架同步防护。

4）滴水线深化设计成梯形，并通过直径为6 mm铆钉固定于铝模上，以利拆模，并有利于外观整体观感（图9、图10）。

图9 滴水线预埋

图10 滴水线成型质量

5）为了解决管槽部位墙面需做抹灰处理这一问题，装修设计与水电设计要尽早确定，避免随意变更，冷暖水管户内尽可能走天花板，避免造成后期开槽影响免抹灰效果。对给水管结构留槽工艺进行改进，深化铝模加工图，管槽模具件在厂里加工、安装到位。标准层墙体、梁模板拼装时先进行给水管定位放线，给水管定位放线后采用自攻螺丝将预埋模具件固定在铝模板上，给水管留槽拆模后管槽深度、宽度统一，精确定位（图11）。

图11 墙体留槽优化，管道走天花板内

5 施工总结

5.1 建筑设计对铝模应用的影响

在图纸设计阶段需要同设计单位沟通以下内容：

1）要求图纸稳定，不得随意变更：铝模板由于加工费用高、周期长，一旦加工制作完成，若出现图纸变更，不仅会造成成本增加，而且对工期也会造成一定的影响。

2）要求标准层设计统一，造型不复杂：有些超高层建筑对奇、偶层分别设计，且结构布局差别较大，若采用铝合金模板，就必须加工2套，会造成成本增加。

3）要求造型简单：外立面造型，越简单越好；造型越复杂，铝合金模板拼装累积误差越大。

4）要求产品标准化：便于重复周转使用铝模，提高结构的标准化设计，减少非标件的设计使用。

5.2 深化设计需注意的细节

铝模深化设计需明确铝模板的施工范围，特别注意顶层结构由于屋面梁板编号较多、楼梯间踏步及平台梁板尺寸变化较大的部位，注意层高有局部变化，梁板结构有局部变化的部位。标准层尽量和设计单位沟通，保持梁截面不变化，如无法保持统一，改模时需满足铝模配模的模数。铝模深化设计不能遗漏墙身节点，如果仅某几层有墙身节点，深化设计需要考虑铝模侧面提前预留钢筋预埋孔，以减少后期二次施工结构节点的难度。铝模深化图纸完成后，用草图大师或BIM做标准层的深化效果图，可直观地发现建筑和结构不符的问题。

5.3 优化建议

1）在厨卫间降板区吊模及楼板预留洞口内侧配模时，要考虑模板安装拆除时的便捷性，模板在阴角部位拼接时采用梯形截面连接（图12）。

2）铝模体系比较适合与爬架体系配合，互不影响。铝模的使用对传统外脚手架形式的影响较大，与分段式悬挑外架在悬挑层存在局部冲突，由于外挑钢梁处需预留孔洞，故此处的铝模洞口与独立配置的木模封堵板不好连接，造成局部根部漏浆、蜂窝等缺陷，节点不好处理。

3）对于有窗副框设计工程，可直接在窗洞模板设计时一并考虑预留副框安装槽口，以便副框安装完成后与结构面齐平，或者直接将副框预埋至混凝土结构中，既避免了后期抹灰找平，又降低了窗口渗水的隐患（图13）。

图12 阴角部位采用梯形截面拼接

图13 预埋钢副框

6 结语

通过本项目铝合金模板的应用，总结出铝模深化设计过程中出现的问题和应对对策，提出铝模深化设计的优化做法，提升了建筑结构标准化和铝模标准化的程度，提高了铝模施工质量，获得了良好的效果。