自21世纪以来,建筑业得以蓬勃发展,各地兴建诸多地标性建筑与超高层住宅,使得铝合金模板应用愈发广泛,逐渐取代传统木模板与钢模板。铝合金模板为建筑用铝合金模板,根据模数设计,利用专用设备进行挤压成型,根据构件尺寸自由组合,用于建筑工程中,可提高工程质量,节约成本,加快施工进度。为此,高层建筑应当加强铝合金模板深化设计,合理应用施工技术,从而保证工程质量。
1、 工程概述
总建筑面积为257948.06平方米,地块南北方向最长约323米,东西方向最长约142米;地块东临沙浦围工业大道,南临松河北路及松岗河,西临规划一号路,北临沙江路。 项目由9栋(其中3、4栋各分1、2两单元)31-32层的高层住宅楼(裙房为2层配套商业网点+社区配套用房)和1栋25层的高层商务公寓综合楼(裙房为4层集中大型商业)组成,社区配套用房布置在5栋裙房,公交首末站布置在2栋裙房。建筑总高度均小于100米,地下室共2层,主要用途为汽车库和设备用房,其中地下二层局部战时转换成二等人员掩蔽所。
本项目5#楼、6#楼22层墙柱、23层梁板安装铝模; 3A#栋、4A#栋25层墙柱、26层梁板安装铝模; 2#栋、4B#栋24层墙柱、25层梁板安装铝模;7#栋20层梁板安装铝模;3B#楼17层墙柱、18层梁板安装铝模。
2、铝合金模板特点
铝合金模板是以铝合金为材料,通过机械加工与焊接工艺制作用于混凝土工程模板,且按照50mm模数设计,对面板、主体型材、肋、转角模板、平面模板、早拆装置进行组合。铝合金模板生产中由工厂预制,按照图纸设计进行完善修改,完成后车间内生产模板,经过排版加工、处理土层、清洗成形等工序,在工厂试拼装,完成预验收工作,以保证操作产品准确性,满足标准层施工需求。该模板质量较轻,无需利用塔式起重机运转模板材料,仅需人工预留穿料孔传送即可,避免传统转运模板的问题,施工更为方便灵活,避免以来机械设备。并且,与传统钢模板、木模板相比,铝合金模板具有显著优势,不易变形,自支撑系统完善,以户为单位进行拆件,可减少排放建筑垃圾,缓解处理建筑垃圾压力,能够减少浪费,具有较高回收率,符合低碳、节能减排需求,能够改善施工环境,确保现场美观形象。
3、铝合金模板深化设计
3.1设计思路
铝合金模板为预制拼装系统,具有较多节点构件,传统设计中,每次设计变更均会造成大量重复工作,难以区分数据统计,利用软件,广联达BIM5D、维企、蓝色星球等搭建网络平台,设置主机与IP端口,即可实现各参建方系统合作,迅速、立体的展示设计意图,反馈设计意见,达成交互设计效果。在下发铝合金模板模型前,通过Revit创建楼梯、两班、墙柱等结构模型,利用BIM技术在计算机内完成虚拟支模,模拟铝合金模板施工环境,上传模型文件至工作平台,参见单位会审后,确定设计方案(见图1)。
图1 铝合金模板拆除、拼装动画
通过VR技术设计铝合金模板体系,检查其质量与安全性能,确定深化设计方案。
3.2设计建模
在深化设计铝合金模板中,根据要求在BIM上进行建模,具体过程如下:
(1)根据CAD图纸创建轴网、标高,参照平面定位铝合金模板。
(2)创建模板族,应用构件内建模功能,采取拉伸命令,注重转角模板创建,包含阳角、阴角,也可应用revit插件租库大师载入租库,修改参数利用。
(3)根据图纸绘制墙模板,添加销钉连接、背楞、对拉螺杆,主要是利用构件中镜像命令与拉伸功能。
(4)创建落地人字型斜撑应用内建租库,应用旋转、融合、拉伸命令;创建梁模板族库,包含门窗洞口、梁侧、过梁模板,根据要求布置梁模板,注意楼梯位置与电梯洞口位置。
(5)创建与铺设楼板模板,按照图纸尺寸创建模板种类,应用内建租库拉伸放样功能,创建模型满堂架与楼梯。
(6)完成建模。
3.3设计方案
本工程中,采取铝合金模板,工程标注层墙、柱、梁、板模板采取定型设计6061-T6模板,专业工厂制作生产。
3.3.1面板系统设计
(1)墙身系统设计中,内墙采取6061-T6定型设计铝合金模板,以此为内墙模板,模板最大宽度尺寸1100mm,以400模数阵列排布。墙身模板通过斜撑加固、对拉螺杆、背楞,形成空心稳定金属框架结构,浇筑成型好、整体性高。
(2)梁系统设计中,梁侧板标准长度1100mm,小于1500mm则采取整体模板,梁侧板高度为400-600时,应用组合模板,高度超过600,竖放梁侧板。梁侧板按照实际梁高进行背楞1-3道加固设置,避免由于侧向压力产生爆炸情况。
(3)楼面板系统设计,考虑整体楼面均匀受力及使用标准长度,以提高板件利用率,楼面板标准长度1100mm,转角标准构件是SC400,龙骨长度2400mm,端部支撑梁EB标准长度700mm,中间支撑梁1000mm。
3.3.2支撑系统设计
本次工程中,应用Φ60*3000mm铝合金圆管及可调式支撑内管桃姐,增设横杆构成整体支撑体系,支撑杆应用Q235钢管,外管是Φ60*2.5mm,内管是Φ48*2.5mm,底部焊接120*120*4mm钢板。经过计算该方案符合施工要求,单支杆上部和固定楼面板古城整体,中部设置横杆1-2道加固,使得每个独立单支项构成整体,验算结果也有富裕,受力可靠,不设置扫地杆也不会造成失稳,进而引发支撑体系等倒塌。梁底支撑为单立柱支撑,最大梁截面尺寸1100*1500mm,长度立杆间距尺寸950mm,宽度方向最大立杆支撑间距400mm。
3.3.3紧固系统设计
该项目根据标准层高,背楞系统采取外墙和内墙分别为7道与6道,保证模板系统整体稳定性、刚度与强度,应用对接螺栓的方式内外拉接40*80*2.0mm钢方通2条,选用水性脱模剂,完成浇筑混凝土后,达到50%设计强度即可拆除板底顶模,75%设计强度拆除梁底顶模,100%强度拆除悬挑结构地模。水平方向螺杆应用M20螺杆,每800间距设置螺杆1道,结果符合受力要求。
斜撑系统实现三维调节,保证竖向构件平整度与垂直度的情况下,加强竖向构件水平承载力与刚度,抵抗混凝土浇筑的侧向压力,室内墙斜撑为小斜撑布置,支撑间距超过1500mm,T型墙与转角墙的墙垛部位,布置合理小斜撑。
4、铝合金模板施工技术应用
4.1测量放样
该项目中,施工人员在测量放样处理时,先将重心放在浇筑混凝土梁板的成型工序上,遵循动态化原则,全程做好密切检测与观察。在此过程中,墙柱部分设置预埋件,需明确寻找所在位置做好标记,板面混凝土抹压前埋入混凝土内,要求施工人员不仅做好预埋处理,也要保证板面高度与预埋位置齐平,接下来二次放样中,对于板面混凝土结构,禁止表面出现脚印,拆除设置的竖向构件,确保内部检测控制线能够弹出,弹出500线。
4.2墙柱根找平
模板安装后,可能产生不同程度倾斜情况,与墙根不平息息相关,为保证模板安装质,本工程开展墙根找平工作,避免墙角根柱腐烂,影响整体项目性能。在此过程中,先检查模板安装,借助专业水平仪设备,做好找平填实工作,通过水泥浆液材料进行操作,控制平整度误差不超过2mm,完成以上流程后,组织人员开展检查,发现某部位存在裂缝,及时处理,以免后续漏浆。
4.3安装模板
4.3.1墙柱模板安装
绑扎墙柱钢筋后,墙柱根部应用定位钢筋,设置间距800mm或是采取T字定位筋与柱、墙、筋同时绑扎位置,确保墙柱构件尺寸符合要求,控制好保护层。安装墙柱模板前,涂刷模板脱模剂,先安装外墙模板,向另一侧珠片进行内墙自阴角位置安装,模板均从角部进行安装,保证模板侧向稳定,模板之间采取销片、销钉连接。安装中由于无固定操作,应用穿墙螺杆进行临时固定,增加临时斜撑,避免倒塌模板伤人。当全部模板就位后,从下至上进行水平钢背楞安装,适当调整对螺杆螺丝,完成安装后,再进行斜拉斜撑杆安装,矫调水平标杆,校正、复核墙柱模板平整度与垂直度。操作安装中,安排人员实测实量,直至吹平度、标高满足要求,方能开展拼装梁板模板工作。
4.3.2梁板模板安装
安装梁板模板根据梁底、测梁、楼板边、楼板顺序安装。先连接锁紧底托模板与梁底模板,确保梁底模板和转角模板连接到位;之后,在模板加固前销片、销钉采取隔一紧一跳装,确保模板就位连接;墙顶边模完成安装后,在角部安装板模,先安装板底模板,后安装侧板模板,由于铝模板采取单钢柱支撑,上下层模板对应部位,在相同竖向中心线上进行单钢柱安装,调整安装高度,确保顶板水平符合要求,使得单钢柱受力均匀,承担上部荷载。完成安装后,安排人员复核检查梁底、楼板水平,满足要求补齐、加固连接螺栓、销片与销钉,检查模板标高,满足设计要求。
4.3.3平模外围护板安装
外墙面、电梯井连续垂直模板位置,以平模外围护板封闭楼板,围成一周后作为上层连接垂直模板组建,配制2套外围护板,为周转提供支持。完成浇筑后,保留上部平模外围护板,以此为下层模起始点,外围护板开长型孔,浇筑前安装螺栓在于槽底部靠近位置,锚固螺栓在混凝土内,完成浇筑后可调整螺栓对平模外围护板进行调整,控制模板垂直度。
4.4养护混凝土
浇筑混凝土前,检查模板安装和改革,在底部应用C35混凝土对模板下脚进行风口,完成6h后浇筑混凝土,禁止外侧先浇筑,采取从中间逐渐延伸至周边的浇筑方法,浇筑梁、柱、墙混凝土,采取连续、分层方式浇筑,做好协调控制工作,以免产生冷缝,完成浇筑按要求养护。
4.5拆除模板
混凝土强度达到要求,即可拆除模板,需填写拆模申请,批准后才能拆除,按照先支后拆、先知先拆原则。在人员拆除顶层模板时,先保护支撑结构,分析试块强度,判断支撑杆拆除周期。根据地区项目情况,完成模板拆除,先处理墙柱侧模,后处理顶模、支撑杆,按照流程拆除,完成工作。
5、结束语
综上所述,铝合金模板材质较轻,强度性能良好,已经成为高层建筑施工常用模板体系,对于施工也提出了更高要求。因此,工程施工中,应当结合实际情况,把握设计、施工各个焊接,合理应用施工技术,保障项目整体质量,达到预期要求,从而推动铝合金模板发展。
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