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装配式施工 | 铝模板:成本分析、施工要点及其与装配式施工配合使用工艺

装配式施工 | 铝模板:成本分析、施工要点及其与装配式施工配合使用工艺

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01


铝模板特点


铝模板体系组成部分需要根据楼层特点进行配套设计,对设计技术人员的能力要求较高。铝模板系统中约80%的模块可以在多个项目中循环利用,而其余20%仅能在一类标准楼层中循环应用,因此铝模板系统适用于标准化程度较高超高层建筑或多层楼群和别墅群。在城市化程度较高的地区尤能体现以下技术优点:


01 施工周期短


铝模板系统为快拆模系统,一套模板正常施工可达到四-五天一层,而且可以较好的展开流水线施工,大大提高施工进度,节约管理成本。


02 重复使用次数多,平均使用成本低


铝模板系统采用整体挤压形成的铝合金型材做原材,一套模板规范施工可翻转使用300次以上。一套模板的采购价格均摊下来比传统模板节省很大的成本。


03 施工方便、效率高


铝模板系统组装简单、方便,平均重量在20kg左右,完全由人工搬运和拼装,不需要任何机械设备的协助,而且系统设计简单,工人上手速度和模板翻转速度很快。熟练的安装工人每人每天可安装20-30平方米,大大节约人工成本。


04 稳定性好、承载力高


多数铝模板体系承载力可达到每平方米60KN,足够满足多数住宅楼群的支模承载力要求。


05 应用范围广


铝模板适合墙体、水平楼板、柱子、梁、楼梯、窗台、飘板等位置的使用,对圈梁、构造柱、反坎等二次结构支模照样有用。


06 拼缝少,精度高,拆模后混凝土表面效果好


铝模板系统为快拆模系统,一套模板正常施工可达到四-五天一层,而且可以较好的展开流水线施工,大大提高施工进度,节约管理成本。


07 现场施工垃圾少,支撑体系简洁


铝模板系统全部配件均可重复使用,施工拆模后,现场无任何垃圾,支撑体系构造简单,拆除方便,所以整个施工环境安全、干净、整洁。


08 标准、通用性强


铝模板系统为快拆模系统,一套模板正常施工可达到四-五天一层,而且可以较好的展开流水线施工,大大提高施工进度,节约管理成本。


09 回收价值高


铝模板规格多,可根据项目采用不同规格板材拼装;使用过的模板改建新的建筑物时,只需更换20左右的非标准板,可降低费用。


10 低碳减排


铝模板系统所有材料均为可再生材料,符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定。


同样铝模板也有一定的局限性:


01 必须使用在标准层数量多的建筑物上,以降低使用成本(建筑单幢 30 层以下的建筑物不考虑,除有分期施工的)。


02 铝合金模板在设计时,需要业主的结构图及建筑图纸一定要十分准确。铝模板加工出来后,在现场安装基本上不能修改。(木模板在项目上可以随便切割)。


03 一次性的投资高(单层900m2的30层建筑,如购买一次性投入356.4万)。


04 新模板使用,第一、二次由于混凝土与铝材表面会起化学反映,混凝土表面平整,但会出现一些小的气泡。


05 地下室模板暂未能使用铝模板。


铝模板与钢模板特点的对比:


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铝模板、钢模板、木模板一次性投入费用对比:


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说明:按单层建面900平米的30层建筑考虑。


铝模板、钢模板、木模板支撑体系对比:


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02


铝模板成本分析


主要从两个方面分析:铝模板租赁与购买哪个更经济;铝模板、木模板、大钢模板成本对比。


一、铝模板租赁与购买哪个更经济


铝合金模板可采用租赁或购买的方式,根据厂家提供理论数据,可最多重复使用 300次,如结构造型发生变化,则需要返厂重新加工,每次按 30%的返厂率计算,返厂部分需另外增加700 元/㎡的加工费。购买价约1200元/㎡,残值约230元/㎡。


按30层高层,每层建筑面积900㎡进行测算:


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根据以上分析,购买铝模板周转60次及以上比租赁铝模板更加节约。即使考虑铝模板的资金前期投入、保管费用,周转90次及以上比租赁费用更节约。


二、铝模板、木模板、大钢模板成本对比


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综上分析:


01 铝合金模板如果购买,单一项目(结构形式不变)周转使用 60 次,在成本方面较木模板经济(包括铝合金模板不用后,当废料处理)。


02 如果购买铝合金模板不同项目持续周转,需返厂,则使用铝合金模板周转 90次即可与木模费用持平(包括铝合金模板不用后,当废料处理)。


03 大钢模板相对铝模板成本较低,但大钢模板对机械、人工要求较高,工期相对较长。


03


铝模板施工工艺简介


铝模板的安装:


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铝模板的拆除:拆模顺序与一般木模顺序不同


先支的后拆,后支的先拆原则。也就是先拆板模,从龙骨开始,取下销钉,拆下板模,再拆C槽,再拆柱模。整个过程中,遇到有托撑处,不能拆除。当达到混凝土强度后拆除,一般要配4-6层的托撑立杆、流星锤等构配件。


铝模板的拆除时间:


砼浇筑一天后拆除梁侧模、墙柱模(即:第一天晚上浇筑砼,第二天上午必须把墙柱模板全部拆完便于砼的养护)。


一、 铝合金模板施工前的控制要点


01 审查《铝合金模板专项施工方案》,为后续施工提供有效的、符合本工程特点的施工依据。


02 对已加工完成的铝合金模板进行构配件检查及预拼装验收。


03 督促施工单位对铝合金模板安装人员进行技术交底。 


04 督促施工单位对各工种间交叉作业的配合节点进行交底。


05 在每栋楼首层铝合金模板初次安装时,要求厂家技术人员和项目技术人员对操作工人进行现场技术指导。


二、铝合金模板安装过程中的控制要点


墙柱模板的安装


01 刷脱模剂


将下层已拆除并清理干净的模板按区域和顺序上传摆放稳当。重叠堆放时,应使板面朝上,方便涂刷脱模剂,然后逐块涂刷脱模剂,避免后续混凝土浇捣出现粘模现象。


02 内墙模板临时固定


内墙模板安装时从阴角处(墙角)开始,按模板编号顺序向两边延伸,为防模板倒落,须加设临时固定斜撑(用木方、钢管等),并保证每块模板涂刷适量的脱模剂。


03 打销钉


竖向模板一般每300mm钉1个销钉,打销钉时不可太用劲,模板接缝处无空隙即可。横向拼接的模板端部插销必须钉上,中间可间隔一个孔位钉上,并且是从上而下插入,避免振捣混凝土时脱落。


04 对侧墙模板安装


安装另一侧墙模时,在拉片孔位置附近把尺寸相符内撑钢筋垂直放置在剪力墙的钢筋上,检查拉片穿过是否有钢筋挡住(特别是墙、柱下部),如挡住,应使用工具将钢筋进行小幅度的移位,保证PVC导管能顺畅通过。两侧模板拉片孔位必须正对,这也是检查墙板安装是否正确的方法之一。


05 调整垂直度


每面墙模板在封闭前,一定要调整两侧模板,使其垂直竖立在控制线位上,才能保证下一道工序的顺利进行


06 背楞安装


背楞安装应从下往上,先外墙后内墙。阳角部位背楞限位条应紧靠模板内侧边缘,先安装阴角部位背楞,后安装阳角部位,阳角位置安装必须水平拉紧。每装一条背楞,必须安装铁片及山形螺母,铁片垂直扣住背楞,随后紧固山形螺母,山形螺母外露螺杆保护丝应≥50mm。


07 斜撑安装


(1)柱、墙模板两侧需安装斜撑,用φ14的钢筋做成马凳提前预埋,作为斜撑底座支撑受力点,斜撑间距不大于2000mm。


宽度≥2000mm的墙体设置不少于两组斜撑,宽度<2000mm的墙体或短肢剪力墙设置不少于一组斜撑,两边斜撑离封板距离300mm。


每组斜撑由长边杆件、短边杆件和固定码组成。固定码离墙距离需满足斜撑杆件长边角度为45度-55度,斜撑杆件直角边角度为10度-15度(见图1)。


(2)对于外墙等只能在一侧安装斜撑的部位,同侧斜撑位置应安装铁链拉紧,形成双向约束。


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08 墙柱模板调校


用激光水准仪对齐1m标高控制线,观察激光线是否与墙面控制点重合,观察墙体是否与墙体定位线重合,有误差时进行调节。


把线锤杆插入最上面一道背楞,线锤垂直向下离地面50mm左右,稳住线锤;用卷尺测量墙面与吊线的垂直距离,同一竖向面取点不少于3个,同一面墙取点间距为500mm。


以最下点为基准,复核墙面垂直度,若有误差,及时调整。


梁模板的安装


01 在楼板面上把已清理干净的梁底板(B)、早拆头(BP)、阴角模(LSA、梁与墙连接的阴角模)按正确的位置用插销钉好。尤其注意早拆头的支撑必须与下层的梁底支撑在同一垂直中心线上,以保证混凝土结构的安全。在楼板面上把已清理干净的梁底板(B)、早拆头(BP)、阴角模(LSA、梁与墙连接的阴角模)按正确的位置用插销钉好。尤其注意早拆头的支撑必须与下层的梁底支撑在同一垂直中心线上,以保证混凝土结构的安全。


02 安装梁底板时须2人协同作业,一端一人托住梁底的两端,站在操作平台上,按规定的位置用插销把阴角模(LS)与墙板连接。


如梁底过长,除两人装梁底外,另有一人安装梁底支撑,以免梁底模板超重下沉,使模板早拆头变形和影响作业安全。


03 用支撑把梁底调平后,可安装梁侧模板,所有横向连接的模板,插销必须由上而下插入,以免在浇砼捣振时插销震落,造成爆模和影响安全。


顶板模板的安装


01 安装完墙梁顶部的阴角模后,安装楼面龙骨,然后按试拼装编号图安装顶板,依次拼装标准板模,直至铝模全部拼装完成。楼面龙骨早拆头下的支撑杆应垂直,无松动。


02 每个开间顶板安装完成后,须调整支撑杆到适当位置,以使板面平整。跨度4m以上的顶板,其模板应按设计要求起拱,如无具体要求,铝合金模板起拱高度一般取1/1000。


外围导墙板(K板)及阳台线条安装


01 在有连续垂直模板的部位,如电梯井、外墙面等,用导墙板将楼板围成封闭的一周并且作为上一层垂直模板的连接组件。


第一层浇注混凝土以后,二层导墙板都是必须安装的,一个用以固定在前一层未拆的模板上,另一个固定在墙模的上部围成楼板的四周。


浇筑完混凝土后保留上部导墙板,作为下层墙模的起始点。导墙板与墙模板连接:安装导墙板之前确保已进行完清洁和涂油工作。


在浇筑期间为了防止销子脱落,销子必须从墙模下边框向下插入到导墙板的上边框。导墙板上开26mm×16.5mm 的长形孔,浇筑之前,将M16螺栓安装在紧靠槽底部位置,这些螺栓将锚固在凝固的砼里。


02 浇筑后,如果需要可以调整螺栓来调节导墙板的水平度,以控制模板的垂直度。


03 铝模板全部安装完成后,进行梁、板管线预埋。梁预留管线位置确定后,在固定位置开孔,不可再行移动;板预留管用螺丝钻进铝模板固定。


铝合金模板安装质量要求


01 模板轴线定位、外形尺寸、水平标高准确无误。


02 板面应平整洁净,拼缝严密,不漏浆。 


03 具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能承受新浇混凝土自重和侧压力以及施工荷载。


04 模板安装偏差应控制在规范允许范围内。


05 审查《铝合金模板专项施工方案》,为后续施工提供有效的、符合本工程特点的施工依据。


06 梁板支撑系统底部设可调底座,顶部设可调支撑头,以调节模板的标高、水平。


三、签发混凝土浇捣令前的检查要点


所有模板应清洁且涂有合格的脱模剂。


确保墙模按放样线安装。


检查全部开口处尺寸是否正确并无扭曲变形。


检查全部水平模(顶模和梁底模)是水平的。


保证板底和梁底支撑杆是垂直的,并且支撑杆没有垂直方向上的松动。


检查墙模和柱模的背楞和斜支撑是否正确。


检查对拉螺丝、销子、楔子保持原位且牢固。


把剩余材料及其它物件清理出浇筑区。


确保悬挂工作平台支撑架可靠固定在混凝土结构上。


四、原因分析及防止措施


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所有模板应清洁且涂有合格的脱模剂。


原因分析


01 连接件未按规定设置,造成模板整体性差。 


02 墙模板无拉片或拉片间距过大,规格过小。 


03 内模间对撑不牢固,易在混凝土振捣时挤偏模板。 


04 墙柱模板卡具间距过大,或未夹紧模板。


05 墙柱混凝土浇筑速度过快,一次灌注高度过高,振捣过度等。


防治措施


01 支撑间距应能够保证在混凝土重量和施工活载作用下不产生变形。


02 墙上部应有临时撑头,以保证混凝土浇捣时墙上口宽度。


03 浇捣混凝土时要均匀对称下料,严格控制灌注高度,特别是门窗洞口模板两侧,即要保证混凝土捣实,又要防止过分振捣引起模板变形。


现象二:梁、墙混凝土浇筑后产生漏浆,混凝土表面出现蜂窝、麻面现象(见图3、图4)


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图3:梁底混凝土蜂窝    图4:墙面混凝土蜂窝、麻面


原因分析


01 模板脱模剂使用不当。 


02 模板拼缝控制不到位。


03 接触安装面可能存在变形情况。 


防治措施


01 根据现场施工存在的实际质量缺陷,邀请铝模生产厂家技术人员进行现场技术指导,并根据实际情况调整脱模剂的类型,竖向模板采用油性脱模剂、水平模板采用水性脱模剂。


02 严格控制模板间嵌缝措施,不能用油毡、塑料布、水泥袋等堵漏。


03 梁柱交接部分要牢靠、拼缝要严密,发生错位要纠正好。


墙柱构件阳角位置破损严重(见图5、图6)


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原因分析


01 模板未清理干净,表面附有水泥浆。 


02 拆模时间过早或者用力翘板所致。 


防治措施


01 铝合金模板表面的水泥浆要清理干净。 


02 根据设计要求达到混凝土强度后再拆模,拆模过程中应当控制注意,避免用力过度,造成混凝土构件的破损。


现象四:墙柱根部漏浆烂根(见图7)


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原因分析


01 墙柱根部砼表面不平整,模板底部与砼表面有缝隙,浇筑砼过程中漏浆造成烂根。


02 高低跨和外墙、柱上下层错位,形成吊脚漏浆而造成烂根。


03 审查《铝合金模板专项施工方案》,为后续施工提供有效的、符合本工程特点的施工依据。


04 墙柱模根部垃圾、积水未清理,未找平,造成夹渣烂根。


05 振捣操作不当,漏浆、欠振、过振,或一次浇筑过高,底部未振捣到位,造成烂根。


06 砼级配不当,水灰比过大或过小造成烂根。


防治措施


01 模板底部留设清洗口,浇筑砼之前将垃圾清除,积水排除,然后将清洗口堵上,再浇筑砼。


02 对振捣手进行培训,进行技术交底,掌握振捣时间,墙柱砼浇筑应沿高度分层浇筑。


03 及时检查、控制砼的坍落度,坍落度应在150mm以内。


04


铝模板+叠合板结构施工方法


目前,随着国内建筑产业化的蓬勃发展,各地装配式建筑根据不同的装配率进行不同的结构选型,出现了现浇与预制构件相结合的装配式结构体系。国标《装配式混凝土结构技术规程》中明确规定:当结构中竖向构件全部为现浇且楼盖采用叠合梁板时,结构体系等同现浇。经过测算,采用上述结构体系,施工成本仅比传统全部现浇成本略有提高,具有较好的市场推广前景。


铝模板在叠合板施工中的应用技术正是基于规范允许、节能减排、工业化施工的理念,将剪力墙,门垛、梁及局部过梁采用铝合金模板一次性支设到位,然后安装水平叠合楼板,最后浇筑墙、梁及楼盖叠合层的混凝土以形成空间结构的建造方式,结合了铝模板和装配式结构的优点。


一、工程概况


西安万科城8#地工业化实体楼项目位于西安市长安区书香路与韦斗路交叉口,项目由3、4#住宅楼及地下车库组成,总建筑面积为71691㎡。3、4#楼均为地下一层地上34层,剪力墙结构,建筑总高度为99米。


本项目主楼结构部分构件采用叠合板、预制阳台、预制空调板、楼梯及局部隔墙板,预制混凝土总方量约3204m³,预制率为15%,所有PC构件均为现场预制。其中4#楼剪力墙、梁采用铝模板现浇施工,顶板采用预制叠合楼板。


4#标准层主体结构楼板除客餐厅外每个房间设计为一块叠合板,每单元叠合板共计38块,叠合板板厚60mm,现浇层板厚80mm。叠合板最大尺寸为6100×2900mm,单件重量2.7t;叠合板最小尺寸为1900×1200mm,单件重量0.38t。叠合板分布位置见图1,构件见图2。


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二、施工重难点


01 不同于全铝模板体系,由于本结构施工体系顶板采用叠合板,造成竖向现浇构件铝合金模板顶部无水平约束,控制墙面的混凝土成型质量难度大。


02 最大的叠合板面积约18㎡,厚度仅为60mm,板薄易开裂,对吊装,支撑的要求高。


03 由于铝模板为定型化模板,楼面的平整度将直接影响到叠合板的安装高度,并对拆模产生不利影响,因此楼面平整度控制严格。


三、关键施工技术


根据以上施工重难点,项目部确定了结构施工流程、铝模板体系优化、叠合板支撑系统及叠合板安装、楼层结构面精找平等几个方面的关键施工控制点。


结构施工流程


用铝模板进行叠合楼板施工须经历以下几个施工流程:


墙体钢筋焊接绑扎——剪力墙、梁铝模板支设——叠合板支撑搭设——叠合板吊装——现浇层钢筋绑扎——混凝土浇筑。


其主要施工流程见图3。


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铝模板体系优化


由于该结构施工体系中铝模板无顶部水平约束,需对铝合金模板体系的面板设计构造、配模高度,对拉螺杆间距,斜支撑体系等进行设计优化,确保成型混凝土质量达到企业标准,满足后期装饰装修要求。


与全铝模配模体系相比,该结构施工体系中铝模板体系优化点见表1,剪力墙及梁的配模示意图见图4、图5。


表1 铝模板体系优化点


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叠合板支撑体系


叠合板下支撑采用工具式支撑系统,由铝工字梁、专用托座、独立钢支柱和稳定三脚架组成,支撑系统的组成及节点见图6、图7。


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独立钢支柱可伸缩微调,主要用于预制构件水平结构作垂直支撑,能够承受梁板结构自重和施工荷载。本工程独立钢支柱的可调高度范围是2.5m~3.00m;单根支柱可承受的荷载为25KN。


铝梁可采用带卡槽的工字铝,具有质量轻,刚度大,且便于固定的优点。铝梁的截面见图8。


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铝梁截面


支撑系统一般布置三层,与普通钢管满堂支架相同,其原则应保证现浇层混凝土强度达到规范的拆模强度。


独立钢支撑的布置依据以下原则:独立钢支撑沿支撑横梁的间距依据上部荷载和横梁刚度计算确定,一般不超过2m;支撑横梁间距由叠合板自身刚度控制,一般不超过1.8m;支撑横梁距叠合板两侧支座(叠合板以横梁为临时支座悬挑)距离不超过0.5m;支撑横梁搁置方向与叠合板格构筋方向垂直。本项目的支撑布置见图9。


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支撑体系平面布置图


叠合板安装


叠合板起吊时,要尽可能减小因自重产生的弯矩,采用专用吊梁进行吊装,吊梁可采用多孔可调吊梁,吊梁见图10。


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吊点一般由设计确定,长度大于4m的叠合板一般设计6个吊点,吊绳长度应计算确定,保证各吊点均匀受力,防止开裂。叠合板吊点一般设置在格构筋位置,为提高吊装效率,一般采用吊钩起吊。


吊装前应确定吊装顺序,一般遵循朝某一方向流水施工,前块叠合板为后块叠合板吊装提供作业面的原则;第一块叠合板吊装宜选取在角部有脚手架的位置,便于操作。


起吊时要先试吊,先吊起距地50cm停止,检查钢丝绳、吊钩的受力情况,使叠合板保持水平,然后吊至作业层上空。就位时叠合板要从上垂直向下安装,在作业层上空20cm处略作停顿,施工人员手扶楼板调整方向,将板的边线与墙上的安放位置线对准,注意避免叠合板与墙体钢筋打架,放下时要停稳慢放,严禁快速猛放,以避免冲击力过大造成板面裂缝。


楼面结构精找平


铝模板为定尺模板,楼面现浇层混凝土标高对叠合板的安装高度及拆模至关重要。在叠合板周边设置标高控制点,标高控制点可采用直径60mm预制混凝土圆台,在叠合板终凝前插入叠合板上;标高控制点的间距控制在一个刮杠长度之内。浇筑楼面混凝土时,根据标高控制点进行找平,可将楼面现浇层混凝土标高控制在5mm之内。标高控制点见图11。


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细节注意点


01 剪力墙、梁铝合金模板顶部与叠合板连接处采用柔性可压缩材料,保证接缝处平顺,不漏浆。


02 为避免叠合板与铝合金模板之间产生接触应力,进而对铝合金模板体系产生不利影响,可将叠合板支撑高度调高2mm。


03 对板跨大于4m的叠合板,按照规范要求起拱,避免拆模后下挠过大。


技术优点


01 结构尺寸毫米化,叠合板板底平整度极高,安装预留预埋尺寸精准,免粉刷施工,降低了空鼓、开裂、渗漏等质量通病的发生几率。


02 主体施工取消模板和方木的使用,保护森林资源;减少现浇混凝土方量,减少噪声排放,低碳环保。


03 使用工具化支撑系统代替钢管、扣件、调节丝杠等周转材料,改善作业环境,提升文明施工水平。


04 叠合板吊装机械化施工,取消支模、拆模工序,节省人工,降低安全管理风险。


05 采用该结构施工技术工期上有优势。 


(责任编辑:何雯丽)



延伸阅读:

装配式地下车库叠合板全过程施工工艺 装配式建筑的成本3个分析方法 装配式钢筋混凝土框架结构体系研究

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