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      鋁合金模板施工技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

      2022-09-06 08:09:44高海濤戴連雙劉鵬迪
      建筑施工 2022年6期
      關(guān)鍵詞:鋁模鋁合金墻體

      高海濤 戴連雙 趙 迎 劉 鳴 劉鵬迪 彭 崢

      1. 北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科技促進中心 北京 101160;2. 中國新興建筑工程有限責任公司 北京 100009

      1 工程概況

      新興·御藍山位于山東省泰安市創(chuàng)業(yè)大街以南,天柱峰路以西,總建筑面積30 761.5 m2,其中地下面積2 220 m2,地上面積28 541.5 m2,為剪力墻結(jié)構(gòu)。地下2層,地上33層,1-33層層高2.9 m,1-6層為加強層,6-33層為標準層。墻體截面均為200 mm,梁尺寸為400 mm×500 mm、400 mm×600 mm等,板厚為110、120、130 mm等,地上結(jié)構(gòu)模板工程采用鋁合金模板施工工藝[1-3]。

      2 工程重、難點分析

      2.1 樓梯間鋁合金模板施工

      在傳統(tǒng)鋁合金模板施工工藝中,樓梯間的墻體處于上、下樓層之間,墻體模板一般為2次支設(shè),在此處設(shè)置的K板作為下掛板,澆筑完成后不拆除,再次安裝時可保證墻體的順直和嚴密。同時,將樓梯間施工縫留置在休息平臺1/3處,避免樓梯二次支模,減少錯臺、漏漿等問題。

      2.2 墻體變形縫鋁合金模板施工

      在傳統(tǒng)鋁模工藝中,穿墻螺栓采用φ16 mm制作,端部用φ12 mm的光圓鋼筋焊接φ45 mm的圓環(huán),圓環(huán)的作用是做龍骨的連接加固部件,變形縫處墻體模板的螺栓孔需要制作成φ50 mm,便于端頭圓環(huán)的進入和取出。當墻體模板拼裝成整體安裝后,穿入自制穿墻螺栓,用φ20 mm的鋼筋做龍骨,從上向下穿入每根螺栓的圓環(huán)內(nèi),然后從墻體另一側(cè)進行加固,工藝操作較為復(fù)雜,且變形縫處墻體為外墻,螺栓孔封堵對墻體防水有一定的要求,預(yù)留孔洞較大,不利于施工封堵,易造成滲水隱患。

      2.3 鋁合金墻體模板封堵施工

      傳統(tǒng)鋁合金墻體模板底部要連接高40 mm的底腳,底腳可與模板用螺栓連接或焊接。在現(xiàn)場施工中,為了便于墻體模板的拆除,需留設(shè)一定的縫隙,一般設(shè)置為15 mm,這就造成了在混凝土澆筑前,必須采取封堵的施工措施,才能保證墻體根部模板的嚴密,防止混凝土漏漿而造成的墻體爛根問題。傳統(tǒng)做法采用水泥砂漿進行封堵,拆模后還需剔鑿清理,不利于現(xiàn)場的文明環(huán)保施工。

      2.4 鋁合金墻體模板變截面施工

      在高層住宅中一般設(shè)有加強層,加強層墻體厚度與標準層墻體厚度不同,而鋁合金墻體模板只針對標準層設(shè)計,在非標準層中采用鋁合金模板的情況較少,一般采用木模板施工非標準層,無法最大化利用標準層鋁合金模板,一次性投入木模板只用加強層費用較高,若采用舊的木模板施工,則成形質(zhì)量無法保證。

      3 鋁合金模板設(shè)計

      3.1 鋁合金模板選材

      1)鋁合金模板應(yīng)采用鋁、錳、鎂等合金元素構(gòu)成的軋制板或擠壓型材,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準GB/T 3190—2020《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的有關(guān)規(guī)定和要求,型材宜采用5系列和6系列鋁合金,其物理性能指標及材料強度設(shè)計值應(yīng)符合規(guī)范要求。

      2)鋁合金模板成品的設(shè)計應(yīng)按工程特點選定通用的長度和寬度模數(shù),以50 mm為倍數(shù),根據(jù)工程需要可增加其他專用模數(shù),本工程采用的模板寬400 mm,面板厚4 mm。

      3.2 結(jié)合圖紙深化設(shè)計

      1)主體結(jié)構(gòu)中加強層墻體、梁在變截面處的模板節(jié)點處理,例如加強層墻體厚250 mm,變截面200 mm,為增加模板周轉(zhuǎn)率,配墻體模板時應(yīng)進行散拼,設(shè)計成面板50 mm和200 mm的組合模板(梁、柱模板相同),優(yōu)先設(shè)計標準層模板,與標準層模板差異處單獨配模組合,設(shè)計以50 mm為調(diào)節(jié)模數(shù)模板,單獨制作加工,如圖1所示,在加強層處可最大限度地利用標準層鋁合金模板,結(jié)合非標準模板構(gòu)件進行施工。

      圖1 鋁合金模數(shù)調(diào)節(jié)模板

      2)變形縫處墻體模板單獨制作加工,將墻體模板采用銷釘固定連接形成整體,穿墻螺栓采用與內(nèi)墻一樣的φ16 mm普通螺栓,拼裝完成后,采用φ14 mm鋼筋將上下鋼背楞焊接形成整體,在頂部通過銷孔增加2個吊裝環(huán),變形縫處的整體模板便可現(xiàn)場吊裝,加固模板所用穿墻螺栓的墊片和螺母直接焊接在外側(cè)模板背楞上。墻體模板安裝時,穿墻螺栓對準預(yù)留螺栓眼,直接從墻體內(nèi)側(cè)擰至外側(cè)進行加固。拆除時,從墻體內(nèi)側(cè)旋出螺栓桿,松動模板即可拆除。

      3)墻體模板底部采用伸縮式底腳模板,裝置由4部分組成,分別為1個底腳模板、1個帶螺栓的角鋼、2根壓縮彈簧及橡膠條,將部件組裝后與標準模板相連,形成伸縮式模板,伸縮量在15 mm,可實現(xiàn)模板底部縫隙調(diào)節(jié),寬度為0~15 mm,如圖2所示。使用時,通過模板自身質(zhì)量將角鋼下壓,此時擋片與底腳模板底部相平,彈簧處于拉伸狀態(tài);當墻體模板調(diào)整標高后與頂板模板相連,擋片受彈簧自身應(yīng)力的影響,帶動擋片向下,直至擋片貼近樓板地面,從而實現(xiàn)自動封堵的功能,替代傳統(tǒng)砂漿封堵。

      圖2 伸縮式底腳模板實物

      4)明確一次結(jié)構(gòu)與二次結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件能否同時澆筑,包括門、窗洞口的過梁與結(jié)構(gòu)梁間距小于200 mm的部位、砌筑墻垛小于10 cm的墻體部位,以便減少二次結(jié)構(gòu)的施工量,提高施工速度。

      5)鋁模板的傳遞預(yù)留孔、放線孔禁止留設(shè)在有防水要求的房間內(nèi),防止封堵不密實造成滲水隱患。預(yù)留洞口的封堵應(yīng)采用定型的梯形模板封堵,便于施工時取出。

      6)墻體采用免抹灰工藝,填充墻與結(jié)構(gòu)墻交界處采取企口做法,留設(shè)寬200 mm、深1 cm凹槽,便于填充墻抹灰縫隙的抗裂處理,一次性澆筑成形的外窗同樣可采取此辦法。在結(jié)構(gòu)圖紙中進行優(yōu)化,篩選出結(jié)構(gòu)墻體與填充墻體交界處需要增設(shè)貼片的位置,畫出平面布置圖,在結(jié)構(gòu)墻體模板加工后,按照布置圖在墻體、梁模板上安裝貼片。

      7)鋁模板的外墻模板應(yīng)考慮外墻腳手架的選型,當采用型鋼懸挑式腳手架時,應(yīng)先布置型鋼位置,然后與外墻模板平面布置進行比對,當單根型鋼穿出部位不在同一塊模板時,應(yīng)當調(diào)整模板單塊尺寸或者調(diào)整型鋼位置,此部位的模板高度應(yīng)分成2個部分,一部分為型鋼以上墻體模板,一部分為型鋼穿墻體處模板。此處可采用木模板做面板,鋁合金做連接框的鋁木結(jié)合形式,如圖3所示。

      圖3 懸挑腳手架工字鋼穿鋁模示意

      3.3 鋁模板加工及制作

      1)鋁合金模板的焊接應(yīng)符合國家標準GB 10858—1989《鋁及鋁合金焊絲》的規(guī)定,宜選用Eur5356和Eur4043焊絲,焊接工藝可采用鎢極惰性氣體保護電弧焊。

      2)鋁合金模板加工應(yīng)根據(jù)設(shè)計加工圖紙進行,每做完一部分應(yīng)對成品板進行檢驗,模板、加筋、封邊等部件組裝焊接前應(yīng)調(diào)平、調(diào)直。

      3)模板的組裝焊接應(yīng)根據(jù)變形控制的要求采用合理的焊接順序和方法,并在工裝平臺上進行作業(yè),施焊前應(yīng)去除材料表面的油污和氧化膜。

      4)模板構(gòu)件的焊接部位必須牢固,焊縫應(yīng)均勻,無夾渣、氣孔、咬肉、裂紋等缺陷,優(yōu)先采用機械手臂進行機器焊接作業(yè)。

      5)模板加工完成后應(yīng)在面板上涂刷鋁合金專用隔離劑,涂刷時作業(yè)環(huán)境最低溫度不得低于5 ℃。

      3.4 鋁模板試拼裝

      1)模板加工完成后應(yīng)在加工場地試拼裝,單位應(yīng)組織相關(guān)人員現(xiàn)場驗收,驗收內(nèi)容包括構(gòu)件尺寸、軸線位移、拼縫寬度、開間進深、構(gòu)造措施等,書面記錄問題并調(diào)整。

      2)模板在試拼裝過程中組織作業(yè)人員進行培訓(xùn)工作,讓工人分區(qū)域、分段進行責任劃分,利用編號法或標記法,對模板進行標記,拆除時讓作業(yè)人員根據(jù)自己的標記拆除并碼放好,由廠家按標記進行打包運輸。

      3.5 模板運輸及驗收

      1)模板運輸采取木架裝箱打包的方式,邊角填充塑料等柔軟物,防止在運輸過程中磕碰。

      2)模板運輸至施工現(xiàn)場后,進行數(shù)量、規(guī)格和外觀的檢查,鋁模板采用質(zhì)量承重的方式,能夠查清的構(gòu)配件采取數(shù)量清點的方式進行。

      3)在模板試拼裝過程中,根據(jù)標記的構(gòu)件通過垂直運輸設(shè)備直接運至作業(yè)面,由負責標記的工人進行核實。

      4 鋁合金模板施工

      4.1 墻柱模板安裝

      1)墻體模板按照編號進行排列,按照墻體尺寸先在樓面上進行模板拼裝,銷釘間距不大于300 mm,拼出整塊墻板然后根據(jù)墻線進行模板的架立,事先在封閉前安裝PVC套管,然后臨時安裝穿墻螺栓。

      2)模板合模前,應(yīng)涂刷專用脫模劑,脫模劑應(yīng)涂刷均勻,不得漏刷,涂刷時應(yīng)防止污染鋼筋。

      3)墻模板加固從底部背楞開始,根據(jù)從下到上的順序逐一安裝背楞,緊固穿墻螺栓后進行垂直度和軸線校正。

      4)外墻模板樓層間施工縫處模板高度450 mm,下跨300 mm,上側(cè)150 mm,首次安裝鋁模板時必須采用2套鋁模板下跨板,頂層澆筑混凝土后不拆除,將底層的拆除后傳遞至新澆筑層的頂部,來回交替使用。

      5)樓梯間墻體模板的安裝應(yīng)待樓梯梯段板和休息平臺安裝就位后進行,在墻體施工縫部位同樣設(shè)置下跨板,并將上一層樓梯間墻體內(nèi)側(cè)模板一同支設(shè)完成,方便下一步與預(yù)支設(shè)的梯段板和梁進行連接。

      4.2 梁模板安裝

      1)梁模板按照編號依次進行梁底模、梁側(cè)模、梁頂角模及墻頂角模的安裝,用獨立支撐調(diào)節(jié)梁底的標高,安裝時應(yīng)保證立桿的垂直度和牢固度。

      2)梁底側(cè)模板應(yīng)先與墻體模板連接,采用線墜進行軸線的校核。調(diào)整時,同時調(diào)整梁底模板和墻體模板。

      4.3 頂板模板安裝

      1)墻模板和梁模板校正后進行頂板模板的安裝,同樣按照編號標記,從板頂?shù)囊唤翘庨_始,先拼裝頂板短邊的模板,逐步向長邊方向推進,安裝與墻、梁連接的角模板,再安裝頂板模板,銷釘?shù)墓潭ㄩg距不大于300 mm。

      2)頂板模板安裝應(yīng)采用專用的操作平臺進行操作,在洞口邊緣安裝時,應(yīng)佩戴好安全帶。

      3)頂板預(yù)留洞模板安裝,采用專用梯形封堵模板,封堵模板底部設(shè)內(nèi)伸2 cm企口,防止漏漿。梯形模板垂直于頂板安裝對拉螺栓,擰緊上部山形卡完成固定。

      4)頂板下臥部位的模板,如衛(wèi)生間和陽臺比室內(nèi)地面低2 cm,采用可拆卸的方鋼管組合而成,鋼筋綁扎完成后放置在鋼筋上,利用鐵絲固定牢固。

      5)采用同層排水的下臥衛(wèi)生間同樣采用長方形拼裝鋁模板,此處模板在四角應(yīng)采用45°斜面連接,便于模板的拆除,四角加固采用角鋼斜拉連接固定。為控制降板標高及板厚,在四角設(shè)置“土”字形、φ12 mm的螺紋鋼筋,每個角設(shè)置2個,共8個。

      6)頂板的支撐體系采用獨立式鋼支柱,頂板拼裝后進行安裝,先將內(nèi)套管調(diào)節(jié)至合適高度,將中間部位的固定桿擰緊,然后調(diào)節(jié)垂直度,對于跨度不小于4 m的梁板,其模板起拱高度宜為跨度的1/1 000~3/1 000。

      7)采用布料機澆筑時,底部需進行受力驗算,單獨支設(shè)加強架體,與鋁模板接觸部位放置100 mm×100 mm的主龍骨。

      8)墻兩側(cè)模板的對拉螺栓孔應(yīng)平直對應(yīng),穿插螺栓時不得斜拉硬頂,鉆孔應(yīng)采用專用打孔機具,不得用電、氣焊灼孔或電鉆鉆孔。

      4.4 鋁模板的檢查與驗收

      1)鋁模加固及校正完后進行自檢,檢查螺栓、銷子、楔子是否遺漏,重點檢查墻柱及梁部位是否緊固;檢查墻柱的垂直度、頂板的平整度、墻柱及梁的截面尺寸是否符合要求。

      2)鋁模板的墻體模板底部留設(shè)的縫隙,伸縮裝置可自動封堵縫隙,選擇任意單塊模板做清掃口,底部墊上木楔,防止擋片自動下落,將雜物取出,完成清理。

      3)固定在模板上的預(yù)埋件和預(yù)留孔不得遺漏,應(yīng)安裝牢固,位置準確。

      4.5 澆筑混凝土

      1)混凝土澆筑期間至少需要2名操作工及1名實測實量管理人員,檢查正在澆筑的鋁模,上面的銷釘、銷片是否脫落,對拉螺栓連接是否完好,掉落時應(yīng)及時進行加固。

      2)混凝土澆筑時,因鋁模板成形后會形成相對封閉的空間,鋁模接縫較嚴密,混凝土澆筑時封閉區(qū)域內(nèi)因空氣不容易排出,易出現(xiàn)“閉氣”現(xiàn)象,使成形混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生空洞,所以在澆筑相對封閉區(qū)域模內(nèi)混凝土前,在梁面封板上開通氣孔。澆筑混凝土?xí)r先放入振動棒,混凝土注入鋁模內(nèi)后再開啟振動棒,邊振搗邊注入混凝土,直至封閉區(qū)外部溢出混凝土且不產(chǎn)生氣泡后慢慢拔出振動棒。

      3)相對封閉的鋁模區(qū)域內(nèi)混凝土澆筑要從鋁模開口的一端注入,切不可從兩端同時注入混凝土,以免模內(nèi)產(chǎn)生封閉空氣。

      4)封閉區(qū)域內(nèi)混凝土澆筑完成后,用小錘輕敲鋁模外側(cè),檢查是否有空洞現(xiàn)象,若有封閉氣體,需再次插入振動棒進行振搗,同時注入混凝土。

      4.6 鋁模板拆除及保養(yǎng)

      1)鋁模板拆除分為2個部分,一部分為鋁模板的拆除,一部分為支撐體系的拆除。由于采用快拆體系,支撐間距小于2 m,頂板達到設(shè)計強度的50%即可拆除鋁模板,保留立桿及頂托支撐樓板,拆除前必須寫好拆模申請單,經(jīng)監(jiān)理公司同意后方可拆除。

      2)墻體模板拆除時的混凝土強度應(yīng)能保證其表面及棱角不受損傷。

      3)鋁模拆除時應(yīng)先采用拔銷器將所有的銷釘取下,專人進行收集。墻體模板的拆除采用啟模器,先松動頂層的模板,然后再從底層撬出,碼放在傳料口周邊,做到隨拆隨碼放隨清理。

      4)頂層模板拆除應(yīng)2人協(xié)同配合,采用移動平臺進行拆除,禁止將模板直接從高空扔下,應(yīng)保證鋁模的完好及施工的安全。

      5)拆下的鋁模板應(yīng)及時清理和清點,用刮刀鏟除污物,及時涂刷脫模劑,零散配件應(yīng)當通過樓梯進行搬運。

      5 結(jié)語

      目前,我國仍處在發(fā)展與大建設(shè)階段,對模板有較大的需求。鋁模板具有周轉(zhuǎn)次數(shù)多、施工工藝簡便、現(xiàn)場安裝快捷、基本不產(chǎn)生建筑垃圾等優(yōu)點,近兩年鋁模板的市場份額明顯上升,特別是綠色節(jié)能施工概念被提出以來,鋁模板在建筑領(lǐng)域成為極具發(fā)展前景的模板。本文通過對鋁合金模板施工技術(shù)的改進和研究,不斷總結(jié)和完善鋁模板施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用經(jīng)驗,對今后鋁合金模板的推廣使用起到一定的推動作用。

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