鋁合金模板早拆模支撐體系施工技術(shù)研究

孔紹東，羅 勇，宋滿榮

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.中鐵四局集團(tuán)建筑工程有限公司，安徽 合肥 230022)

0 前 言

隨著模板種類(lèi)的增加，模板的一次性投入、回收利用成為決定項(xiàng)目成本的關(guān)鍵內(nèi)容。模板的回收利用降低了模板成本，充分利用資源符合當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的運(yùn)作規(guī)律。但是，當(dāng)混凝土達(dá)不到拆模標(biāo)準(zhǔn)時(shí)強(qiáng)行拆除將危及工程質(zhì)量，甚至導(dǎo)致工程安全事故發(fā)生。為了提高工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性與安全性，有必要將工程質(zhì)量與模板循環(huán)使用有效地相結(jié)合。減少拆模時(shí)間，提高模板的回收利用率以及提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是新型模板工程中需要解決的難題。鋁合金模板體系早拆技術(shù)的出現(xiàn)，既改善了模板材質(zhì)，又提高了模板施工效率及混凝土結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量。

1 工程概況

中鐵四局集團(tuán)有限公司承建的鄭州航空港河?xùn)|四棚戶(hù)區(qū)一標(biāo)項(xiàng)目位于河南省鄭州市航空港區(qū)三官?gòu)R鄉(xiāng)教場(chǎng)袁村萬(wàn)三公路邊，距新鄭國(guó)際機(jī)場(chǎng)約10 km，總建筑面積82.95萬(wàn)m2，由5個(gè)獨(dú)立地塊組成。1#～5#地塊采用CFG樁復(fù)合地基處理，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式均為筏板基礎(chǔ)。車(chē)庫(kù)地下2層，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為筏板基礎(chǔ)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，主體標(biāo)準(zhǔn)層均采用了鋁合金模板施工，每棟樓配備了一套鋁合金模板及三套支撐，按照各地塊的施工進(jìn)度進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用。

2 技術(shù)特點(diǎn)

1)鋁合金模板結(jié)合早拆模支撐體系具有剛度高、整體穩(wěn)定性好，板面大拼縫少，精度高、工程質(zhì)量好，安裝拆除方便、施工效率高，施工現(xiàn)場(chǎng)安全、整潔、施工形象好，重量輕、對(duì)機(jī)械依賴(lài)度低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土施工。

2)采用鋁合金模板與傳統(tǒng)模板施工相比,鋁合金模板體系雖然一次性投資大，但在分?jǐn)偝杀旧陷^傳統(tǒng)模板有較為明顯優(yōu)勢(shì)。

3)鋁合金模板體系運(yùn)用于高層建筑和大空間建筑項(xiàng)目中，能取得更好的綜合效益，有利于實(shí)現(xiàn)綠色施工。

4)合理運(yùn)用BIM技術(shù)解決鋁合金模板配模的問(wèn)題，模擬搭設(shè)使現(xiàn)場(chǎng)模板安裝拆除效率更加高效。

3 施工工藝及操作要點(diǎn)

3.1 鋁合金模板深化設(shè)計(jì)

1)結(jié)構(gòu)深化。首先對(duì)構(gòu)件尺寸進(jìn)行深化，在鋁合金模板設(shè)計(jì)過(guò)程中，常會(huì)碰到梁截面不同或者凸窗尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)板尺寸的情況，因此進(jìn)行構(gòu)件尺寸深化，使其滿足鋁模配板模數(shù)。并且在剪力墻與梁交接部位的截面盡量保持相同，降低鋁模配模的加固難度。此外，在降板位置或者墻梁交接位置，通常容易出現(xiàn)小尺寸構(gòu)件，通過(guò)構(gòu)件尺寸的深化，減少小尺寸構(gòu)件，便于鋁模的安裝，方便設(shè)置免抹灰企口。其次，在樓梯部位，折板處轉(zhuǎn)折角度大或者轉(zhuǎn)折長(zhǎng)度小，不利于澆筑成型效果，甚至梯板與梯梁交接位存在尖角，對(duì)鋁模設(shè)計(jì)和安裝帶來(lái)困難，所以進(jìn)行優(yōu)化做填平處理[1]。

2)建筑深化。簡(jiǎn)化外立面線條，將奇偶層的線條做法統(tǒng)一，無(wú)功能要求的外立面造型線條，采用成品線條代替。外立面裝飾層采用涂料飾面層。螺桿洞采用膨脹砂漿以及發(fā)泡劑進(jìn)行封堵，同時(shí)在外墻上涂刷JS聚合物防水涂料。

3)管線深化。鋁合金模板中對(duì)拉螺栓與線盒可能會(huì)起沖突，在鋁合金模板深化過(guò)程中，為避免對(duì)拉螺桿與線盒沖突，提前將線盒排版，如果有沖突，調(diào)整螺桿孔位置，使機(jī)電安裝更加順暢進(jìn)行。此外，對(duì)于2個(gè)以上線盒連續(xù)布置時(shí)，采用連體線盒。對(duì)樓面的線管成品進(jìn)行保護(hù)，采用PVC管澆筑水泥砂漿保護(hù)，避免由于鋁模搬運(yùn)、掉落造成的破壞。

3.2 BIM技術(shù)的運(yùn)用

傳統(tǒng)的鋁合金模板配模圖，僅是對(duì)鋁模的編號(hào)尺寸進(jìn)行平面標(biāo)注，不能很好表現(xiàn)細(xì)部的拼接關(guān)系，工人和管理人員學(xué)習(xí)施工方法的成本較高，不能快速理清鋁模的擺放關(guān)系，而且平面有時(shí)很難表達(dá)空間的位置關(guān)系。另外因?yàn)槟０寮芭溲b圖與現(xiàn)場(chǎng)位置有偏差，施工現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)出現(xiàn)隨意切割鋁模的現(xiàn)象。因?yàn)樯鲜鲈?，此次利用BIM建立鋁合金模板標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)、建筑、水電等各專(zhuān)業(yè)施工圖紙等要求，實(shí)現(xiàn)快速配模，同時(shí)利用BIM技術(shù)對(duì)鋁合金模板進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)。通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的鋁合金模板的拼裝、拆卸、適用性等進(jìn)行模擬論證，并將論證后的設(shè)計(jì)方案利用BIM可視化出圖對(duì)廠家交底定制，從而保證了鋁合金模板設(shè)計(jì)的最佳適用性及定制的精確性。圖1為鋁合金模板可視化設(shè)計(jì)。

圖1 鋁合金模板可視化設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)模擬建造，使支持體系搭設(shè)到位，避免局部出現(xiàn)模板開(kāi)裂，后期返工浪費(fèi)材料及人工。進(jìn)行復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的模擬，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維技術(shù)交底，溝通效率極大提高。同時(shí)，BIM軟件中提供各種材料具體用量，包括模板、木方、對(duì)拉螺栓等。現(xiàn)場(chǎng)管理人員及工人通過(guò)掃描二維碼，能看到每塊模板的所屬區(qū)域、規(guī)格和編號(hào)與整個(gè)模板搭設(shè)的施工工藝流程。

3.3 剪力墻鋼筋綁扎

鋼筋運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)施工圖紙進(jìn)行墻、柱鋼筋綁扎及水電預(yù)埋安裝作業(yè)。綁扎墻體鋼筋時(shí)，對(duì)偏離墻體邊線的下層插筋進(jìn)行校正處理。

在剪力墻鋼筋綁扎施工時(shí)，就要做好鋁合金模板安裝定位的前置工作，墻邊線外200 mm或300 mm需設(shè)置鋁模控制線，控制線誤差應(yīng)在2 mm以?xún)?nèi)，并且設(shè)置定位鋼筋，距地面標(biāo)高8 cm，每間隔1 m設(shè)置1根。定位鋼筋預(yù)先切好，尺寸應(yīng)小于墻厚2 mm，從而保證鋁合金模板在安裝時(shí)剪力墻墻體厚度和位置的準(zhǔn)確[2]。圖2為鋁?？刂凭€。

圖2 鋁?？刂凭€

3.4 鋁合金模板安裝

1)墻模板安裝。墻模板系統(tǒng)主要包括平板、端板、外角鋁條、對(duì)拉螺桿、鋼撐桿和K板等。按照匹配圖中的相應(yīng)編號(hào)安裝鋁合金模板，并按照外墻、內(nèi)墻的安裝順序安裝。在安裝外墻模板前，應(yīng)與外部起步板(即K板)一起安裝。如果存在連續(xù)的垂直模板，則應(yīng)將樓板與墻板圍成一圈放置，并用作頂層連接組件的垂直模板。內(nèi)墻模板安裝時(shí)從內(nèi)角模開(kāi)始，也可從墻頭封板開(kāi)始，按照模具編號(hào)由中間延伸到兩側(cè)。沿控制線放置模板后，將模板臨時(shí)固定在支柱上，同時(shí)將墻模板同時(shí)固定在兩側(cè)。垂直模具每300 mm用1根銷(xiāo)釘固定，插銷(xiāo)施工至模具連接處沒(méi)有間隙。橫向拼接的模板端部插銷(xiāo)必須釘上，中間可間隔1個(gè)孔位釘上。在安裝另一側(cè)墻模時(shí)，在對(duì)拉螺栓孔位置附近將尺寸相符內(nèi)撐鋼筋垂直放置在剪力墻的鋼筋上，檢查對(duì)拉螺栓穿過(guò)是否有鋼筋阻擋(特別是墻、柱下部)，如有阻擋，鋼筋需進(jìn)行移位，以保證PVC套管順暢通過(guò)。安裝墻模板后，將對(duì)拉螺桿放入模板中的預(yù)留孔中，布置頂部、中部和底部3個(gè)通道[3]。

2)梁模板安裝工藝研究。梁模板系統(tǒng)由梁底模板、陰角模板、陽(yáng)角模板、梁側(cè)模板、梁頂托和獨(dú)立鋼支撐等組成。在梁底模板設(shè)置梁底早拆模板，在梁底早拆模板下安裝獨(dú)立鋼支撐，支撐間距最大不超過(guò)1.3 m。安裝順序?yàn)椋毫旱啄０濉?dú)立支撐→梁側(cè)模板→陰角模板。梁底模板的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為1 100 mm，每隔1 200 mm設(shè)置1個(gè)梁底支撐，側(cè)板分為梁側(cè)模板和轉(zhuǎn)角構(gòu)件，梁側(cè)模板的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為1 200 mm，以標(biāo)準(zhǔn)板優(yōu)先排布為原則安裝。

3.5 混凝土澆筑

由于鋁合金模板具有良好的氣密性，在混凝土澆筑中，混凝土中的氣泡往往很難排出。在墻模板拆除后，發(fā)現(xiàn)有墻面氣泡較多的現(xiàn)象，而且有越發(fā)嚴(yán)重的趨勢(shì)。

經(jīng)過(guò)研究，采取了以下辦法：①在前期BIM深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)與鋁合金模板廠家溝通，在鋁合金模板上預(yù)留透氣孔(觀察孔)，在澆筑時(shí)空氣能夠通過(guò)透氣孔排出，并且通過(guò)孔道可以實(shí)時(shí)觀察混凝土澆筑情況，提高了混凝土澆筑質(zhì)量和效率;②在澆筑混凝土期間，為了避免在混凝土表面上產(chǎn)生氣泡，優(yōu)化混凝土配合比，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整混凝土添加劑的用量并調(diào)整混凝土的水灰比，生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)針對(duì)鋁合金模板工藝專(zhuān)用的配合比混凝土，減少氣泡的產(chǎn)生;③加強(qiáng)對(duì)混凝土施工工人的施工監(jiān)督，避免振動(dòng)泄漏和振動(dòng)時(shí)間短導(dǎo)致局部氣泡不能排出;④考慮到混凝土中的氣泡粘附在鋁合金模板面板上，振搗不易引出，所以減小了脫模劑涂刷厚度，但要保證其涂刷均勻[4]。圖3為鋁合金模板混凝土澆筑質(zhì)量圖。

圖3 鋁合金模板混凝土澆筑質(zhì)量

3.6 模板拆除

在混凝土達(dá)到拆模設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按相關(guān)規(guī)范中關(guān)于底模拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度的規(guī)定，有序進(jìn)行模板拆除。墻模板拆除順序?yàn)椋盒敝巍輻U背楞→墻端頭板→墻板→陰角板。梁板拆除順序：先拆底模再拆側(cè)模，保留立桿。墻模板上傳后，可進(jìn)行梁模板的拆除。拆梁底模板時(shí)應(yīng)有兩人協(xié)同作業(yè)，撬松時(shí)兩人托住梁底板，輕放地上，不可讓其自由落下使模板受損，梁底支撐不可松動(dòng)和拆除。梁底模板拆除后清理干凈放置在梁的下方，梁與墻連接的陰角模、梁底陽(yáng)角模等小塊模板如有松動(dòng)應(yīng)及時(shí)連接牢固。頂板拆除前先將背楞、對(duì)拉螺栓、梁板等上傳，地面雜物清理堆放在墻邊，不影響操作平臺(tái)的移動(dòng)，先拆頂板面積較大的房間。

3.4 坑槽填補(bǔ)與壓實(shí)

在瀝青路面坑槽內(nèi)填入適量的冷補(bǔ)料，一直到比水平路面高約2 cm，同時(shí)確?？硬蹆?nèi)的中間位置突出?？紤]到車(chē)流量比較大，需要增加冷補(bǔ)料用量10%～20%。針對(duì)損壞深度>6 cm的瀝青路面坑槽，應(yīng)采用分層填補(bǔ)處理方式，各層的厚度控制在2～4 cm，然后逐層進(jìn)行壓實(shí)，以提升施工質(zhì)量。若是瀝青路面坑槽密實(shí)度不達(dá)標(biāo)，受到行車(chē)荷載的作用后就會(huì)發(fā)生下沉現(xiàn)象，此類(lèi)問(wèn)題無(wú)需進(jìn)行挖除重填，可以從下沉的瀝青路面坑槽內(nèi)填補(bǔ)級(jí)別更高的冷補(bǔ)料，并進(jìn)行充分壓實(shí)[4]。瀝青路面坑槽填補(bǔ)均勻之后需要結(jié)合填補(bǔ)面積大小與路面實(shí)際情況，選擇合適的設(shè)備與方式實(shí)施坑槽壓實(shí)，具體壓實(shí)順序是由坑槽外至坑槽內(nèi)，保證坑槽中間位置呈現(xiàn)為較小的弧形凸起狀態(tài)。此項(xiàng)目中瀝青路面的坑槽破損范圍相對(duì)偏大，所以通過(guò)分析研究確定選擇雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)(重量為1 t)，最大激振力能夠達(dá)到2 t，針對(duì)壓路機(jī)不能碾壓的位置則應(yīng)選擇人工方式進(jìn)行夯實(shí)[5]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)高速公路工程項(xiàng)目瀝青路面坑槽填補(bǔ)養(yǎng)護(hù)施工各項(xiàng)資料，其中每24 kg冷補(bǔ)料可以填補(bǔ)的坑槽規(guī)格為長(zhǎng)(50 cm)×寬(50 cm)×深(4.5 m)，同時(shí)填補(bǔ)處理完成后10 min就能夠解除交通封閉措施，恢復(fù)交通運(yùn)行。

3.5 清掃與驗(yàn)收

瀝青路面坑槽壓實(shí)施工完成之后，需要從其表面上均勻地撒布一層石粉或者是細(xì)砂，同時(shí)進(jìn)行來(lái)回反復(fù)的清掃，保證細(xì)砂能夠?qū)⒈砻婵紫短顫M。瀝青路面坑槽修補(bǔ)后應(yīng)保證表面平整、光潔以及密實(shí)，無(wú)任何的輪跡現(xiàn)象，坑槽邊角無(wú)松散現(xiàn)象，壓實(shí)度必須≥95%。

4 總 結(jié)

本文結(jié)合高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，首先對(duì)瀝青冷補(bǔ)料成型機(jī)理進(jìn)行了論述，然后重點(diǎn)研究了高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工冷補(bǔ)技術(shù)，主要包含了材料制作、工藝要求、坑槽開(kāi)挖、坑槽填補(bǔ)與壓實(shí)等。實(shí)踐表明，此高速公路瀝青路面坑槽經(jīng)過(guò)冷補(bǔ)修復(fù)之后無(wú)明顯的脫離、松散等質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)路面的性能指標(biāo)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，有效提升了高速公路行車(chē)安全性與舒適性。

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