張海林,郭龍川,楊建明,高 攀,王振亞

(中國建筑第五工程局有限公司,河南 洛陽 471000)

0 引言

鋁合金模板輕質(zhì)高強(qiáng)、成型質(zhì)量好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高,但為保證低成本,絕大多數(shù)設(shè)計(jì)均為標(biāo)準(zhǔn)層使用鋁模施工。對于截面、層高等發(fā)生變化的非標(biāo)準(zhǔn)層部位,若全部重新配備鋁模會大大增加施工成本;若全部采用木模,木模周轉(zhuǎn)使用次數(shù)少、綜合工效低。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)相關(guān)方面的工程研究和技術(shù)總結(jié)較少,相關(guān)文獻(xiàn)的關(guān)鍵結(jié)合節(jié)點(diǎn)不明確,無節(jié)點(diǎn)詳圖,無法真正指導(dǎo)現(xiàn)場工人施工。為此項(xiàng)目成立技術(shù)攻關(guān)小組,針對現(xiàn)場超高層建筑的非標(biāo)準(zhǔn)層(底層、避難層和屋面層)進(jìn)行圖紙模型和現(xiàn)場施工的聯(lián)合攻關(guān),通過分析圖紙、三維建模、模板選擇、模型預(yù)拼裝和現(xiàn)場施工加固、拆模檢查、總結(jié)改進(jìn),不斷細(xì)化和完善關(guān)鍵部位節(jié)點(diǎn),旨在為后續(xù)其余類似項(xiàng)目提供詳實(shí)的參考做法。

1 工程概況

開元壹號項(xiàng)目位于河南省洛陽市洛龍區(qū)開元大道與新伊大街交叉口東南角(見圖1),占地面積48 674.6m2,總建筑面積34萬m2,包括5棟33層住宅、1棟40層超高層住宅和2棟超高層公寓。超高層公寓共51層,設(shè)計(jì)為框架-核心筒結(jié)構(gòu),最大建筑高度168.35m。高層住宅地下均為3層,地上33～40層,標(biāo)準(zhǔn)層層高均為2.9m,避難層層高均為3.6m。

圖1 項(xiàng)目效果Fig.1 Project effect

2 工程重難點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)整體底部剪力墻長度長、厚度大、柱截面尺寸大,上面樓層逐漸減小,設(shè)計(jì)中間樓層有2～3層避難層,層高不一致,如何提高非標(biāo)準(zhǔn)層鋁模周轉(zhuǎn)次數(shù),降低綜合租賃單價(jià)費(fèi)用,加快主體施工進(jìn)度同時(shí)提升實(shí)體質(zhì)量,需要項(xiàng)目技術(shù)部前期對圖紙進(jìn)行綜合分析。

2)標(biāo)準(zhǔn)層鋁模深化設(shè)計(jì)完成后,需對非標(biāo)準(zhǔn)層鋁模板和木模板結(jié)合特殊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì),最大程度利用現(xiàn)場已有的鋁模材料,對鋁模和木模的接槎問題提出解決方案。

3 施工工藝

分析設(shè)計(jì)圖紙,找出鋁模共用最多的樓層,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)層平面圖及優(yōu)化節(jié)點(diǎn),對鋁模墻柱、梁、板和樓梯進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化模塊配模設(shè)計(jì),出具鋁模深化圖。然后底層、避難層和屋頂復(fù)式樓層與標(biāo)準(zhǔn)層疊圖,逐個(gè)部位列出墻柱、梁和板變化部位,經(jīng)過復(fù)核分析長度和高度增加的部分,單獨(dú)配置木模,減少的部分則去掉部分鋁模,提前匯總需要補(bǔ)充的木模數(shù)量,并對可利用的鋁模板進(jìn)行編碼分類,對不同構(gòu)件鋁木結(jié)合點(diǎn)進(jìn)行分析,制定相應(yīng)的細(xì)部加固措施,減少非標(biāo)準(zhǔn)層滿堂支撐體系和木模板、木方的投入。

主要工藝流程為:非標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)件識別→鋁模板圖紙深化設(shè)計(jì)及配模加工→測量放線→非標(biāo)準(zhǔn)層豎向墻柱鋼筋綁扎、水電管線盒定位預(yù)埋→非標(biāo)準(zhǔn)層墻柱模板拼裝及支撐安裝調(diào)整→非標(biāo)準(zhǔn)層梁板早拆模板支撐體系和模板安裝→非標(biāo)準(zhǔn)層特殊部位(風(fēng)井、樓梯等)模板安裝→水平向鋼筋綁扎及管線預(yù)留預(yù)埋→吊模安裝、模板體系加固及垂直度、平整度調(diào)整→本層混凝土澆筑并養(yǎng)護(hù)→模板拆除→非標(biāo)準(zhǔn)層材料清理下樓。

3.1 剪力墻鋁木結(jié)合施工技術(shù)

1)截面變化 標(biāo)準(zhǔn)層墻厚200mm,1～3層為250mm,墻側(cè)模均采用鋁模,墻頭模采用木模,使用對拉螺栓和木方加固防止脹模,墻中部水泥撐條與墻厚一致,如圖2所示。下面非標(biāo)準(zhǔn)層若剪力墻比上面設(shè)計(jì)長時(shí),則加長部分均采用木模進(jìn)行封堵加固。若個(gè)別墻體形狀與標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)件差距較大,該位置建議全部采用木模。

圖2 剪力墻端部木模加固Fig.2 Wooden formwork reinforcement at the end of shear wall

2)高度變化[1]大多數(shù)做法鋁模板設(shè)置在上方,木模板設(shè)置在下方。施工下部分結(jié)構(gòu)反坎(高度=非標(biāo)準(zhǔn)層和標(biāo)準(zhǔn)層層高差+50mm)模板采用木模板安裝,首段墻柱混凝土澆筑完成后,拆除木模板,保留上部第1道對拉螺栓,在底部對拉螺栓的兩側(cè)上方設(shè)置木方找平,支撐鋁模板墻柱底部的調(diào)節(jié)角鋁,并穿鋼墊片和雙螺帽進(jìn)行緊固,作為鋁模板墻板根部的鎖角固定和防漏漿措施。對反坎表面進(jìn)行鑿毛處理,采用鋁模板施工上部標(biāo)準(zhǔn)層高度范圍的墻柱結(jié)構(gòu),如圖3所示。高度變化較小時(shí)(200mm內(nèi)),可在鋁模墻頂與轉(zhuǎn)角C槽部位直接增加定制條形鋁模板或木方,通過打孔與上下墻柱頂板連接成整體,如圖4所示[2]。

圖3 剪力墻根部木模加固Fig.3 Wooden formwork reinforcement at the root of shear wall

圖4 剪力墻頂部鋁模加高實(shí)例Fig.4 Example of aluminum mold heightening at the top of shear wall

3.2 柱子鋁木結(jié)合施工技術(shù)

超高層框架結(jié)構(gòu)柱底部設(shè)計(jì)尺寸1 350mm×1 350mm,到頂部縮小為900mm×900mm。柱子側(cè)模先按照900mm×900mm進(jìn)行配模,中間鋁模提前做好標(biāo)記,每層使用位置固定不變,2側(cè)增加3個(gè)100mm寬、1個(gè)50mm寬的窄鋁模非標(biāo)件,隨著結(jié)構(gòu)樓層變化不斷拆除打包退場,剩余部分鋁模可正常使用。避難層層高增加部位分2次澆筑施工,先澆筑柱子底部加高部分的混凝土,再上翻50mm[3],保證上下層模板接槎不漏漿錯(cuò)臺,接槎部位使用預(yù)留對拉螺栓固定鋁模根部,接槎縫隙建議貼雙面膠防止漏漿,確保拆模后的成型質(zhì)量。

3.3 梁鋁木結(jié)合施工技術(shù)

墻柱和梁側(cè)模、樓板底模、樓梯采用鋁合金模板,其中變截面的墻端封頭板、梁采用傳統(tǒng)木模板;當(dāng)梁截面尺寸與標(biāo)準(zhǔn)層相同時(shí),梁側(cè)和梁底均使用鋁模拼接,與板底木模接槎處使用銷釘固定[4],如圖5所示。

圖5 墻梁接槎部位加固工程實(shí)例Fig.5 Example of reinforcement engineering for joint of wall and beam

非標(biāo)準(zhǔn)層梁截面同標(biāo)準(zhǔn)層相比,包括梁截面高度和寬度變化2種情況:當(dāng)梁截面高度變化時(shí)[5],保留原有梁側(cè)鋁模板和梁底鋁模板,在截面加高的下部補(bǔ)充木模板,并用定制角鋁固定木模板和梁側(cè)鋁模板及梁底鋁模板連接。梁截面加高后,梁的線荷載也有所增大,利用原有的梁底獨(dú)立支撐早拆體系進(jìn)行受力計(jì)算復(fù)核。遇到避難層,鋁模深化設(shè)計(jì)出的二次結(jié)構(gòu)下掛門過梁需要取消,屋頂層梁高度降低,可以在梁底放置木盒子或填充泡沫板并用膠帶纏繞,涂刷脫模劑,后期方便拆除且能保證結(jié)構(gòu)的截面尺寸。

當(dāng)梁截面寬度增加時(shí)[6],原有樓板和梁側(cè)的C形陰角連接鋁模板取消,并補(bǔ)充木模板,陰角部位的木模板安裝及固定方式同墻和樓板陰角鋁木連接節(jié)點(diǎn)。此時(shí)梁底無法利用原有的鋁模板和早拆體系,梁底整體采用木模板,支撐體系采用鋼管支撐體系,將梁底獨(dú)立支撐體系轉(zhuǎn)換為普通鋼管扣件腳手架支撐體系。當(dāng)梁高和標(biāo)準(zhǔn)層相同、梁寬減少時(shí),梁側(cè)使用鋁模拼接,梁底使用木模拼接,接槎處采用U形卡固定。

3.4 板及飄窗鋁木結(jié)合施工技術(shù)

樓板底模、樓梯采用鋁合金模板,其中變截面的墻端封頭板一般采用傳統(tǒng)木模板加固體系。屋面和避難層等衛(wèi)生間降板部位取消,降板部位局部采用木模板直接抬高,側(cè)邊通過螺栓穿孔固定短木方和鋁模,下面采用普通的鋼管扣件式腳手架作為支模架,根據(jù)標(biāo)高變化采用木方平放或立放的方式進(jìn)行微調(diào)[7],如圖6所示。

圖6 板面標(biāo)高變化部位加固實(shí)例Fig.6 Example of reinforcement for changes of board elevation

屋面復(fù)式樓層和首層客廳局部無樓板高支模部位,上下層剪力墻采用鋁模進(jìn)行加固,分層澆筑先澆筑下面樓層,然后搭設(shè)滿堂架,上面采用標(biāo)準(zhǔn)層鋁模早拆體系或定制加長立桿加水平桿的支模體系,立桿必須對齊,支模架立桿間距根據(jù)板厚控制在900～1 200mm[8],步距≤1 500mm,側(cè)邊頂墻并加設(shè)縱橫向剪刀撐,確保安全施工。

3.5 樓梯鋁木結(jié)合施工技術(shù)

避難層層高比標(biāo)準(zhǔn)層高,樓梯間踏步數(shù)量和樓梯斜板長度有變化,原樓梯斜板底模、側(cè)模和踏步鋁模板需取消或增加一部分,并補(bǔ)充一部分的木模板和鋁模板斜板結(jié)合。樓梯踏步原設(shè)計(jì)為封閉式鋁模板,避難層取消封閉式踏步板,采用傳統(tǒng)的開放式樓梯支模方式,利用原標(biāo)準(zhǔn)層樓梯鋁模板斜板和鋁模板早拆支撐體系,和側(cè)墻連接一側(cè)采用厚15mm木模板并用定制角鋁和剪力墻鋁模板側(cè)模固定連接,同時(shí)采用40mm×90mm木方頂緊[9]。踏步和剪力墻交界的側(cè)面部位采用鋼絲網(wǎng)封閉攔截,保證側(cè)墻混凝土澆筑不出現(xiàn)樓梯踏步漏漿現(xiàn)象。

鋁木結(jié)合部位常見的質(zhì)量問題:鋁木結(jié)合部位出現(xiàn)脹模、拼縫錯(cuò)臺、漏漿等現(xiàn)象;層高增高樓層部位接槎易出現(xiàn)垂直度不合格的現(xiàn)象;墻梁鋁模結(jié)合交界處,模板拼縫過大導(dǎo)致拼縫漏漿,易產(chǎn)生蜂窩、麻面現(xiàn)象[10]。

3.6 注意事項(xiàng)

1)前期深化設(shè)計(jì)需細(xì)致,可借助BIM三維模型分析匯總非標(biāo)樓層變化部位,逐一進(jìn)行配模加工。

2)鋁模結(jié)合樓層需提前準(zhǔn)備好相關(guān)材料,如模板、木方、鋼管、扣件、對拉螺栓等,施工前對管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底,前期合同條款及進(jìn)度計(jì)劃需特殊考慮非標(biāo)準(zhǔn)層,避免進(jìn)度滯后,如表1所示。

表1 項(xiàng)目非標(biāo)準(zhǔn)層模板選型對比(不含花架、炮樓、女兒墻)Table 1 Comparison of non-standard layer formwork selection of the project (excluding flower racks, turrets and parapet)

3)鋁木結(jié)合部位拼裝完成后,項(xiàng)目技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行技術(shù)復(fù)核,逐一核對相關(guān)變化節(jié)點(diǎn),質(zhì)檢人員檢查驗(yàn)收模板的垂直度和平整度及模板拼縫質(zhì)量、對拉螺栓的間距,斜撐和頂托的位置[8]。

4)鋁木結(jié)合盡可能利用已有鋁模板,同時(shí)避免使用過小的木模板。如墻寬為850mm,而鋁模寬度為400mm,若使用2塊鋁模,剩余的50mm寬采用木模拼接后不易加固,因此,墻寬處建議采用400mm寬鋁模+450mm寬木模拼接。

5)鋁模厚度為60mm,木模厚度為15mm,因此,墻寬處采用15mm厚木模+ 30mm厚木方+15mm厚木模與鋁模拼接在一起。外墻采用對拉螺栓+方鋼背楞固定,內(nèi)墻和墻寬處采用對拉螺栓+圓鋼管或木方固定。

6)前期商業(yè)(商鋪)部分,后續(xù)的女兒墻、花架、炮樓等非標(biāo)部位同樣可以用標(biāo)準(zhǔn)層的鋁模合理配置而成,減少木模等周轉(zhuǎn)材料的使用,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。

4 結(jié)語

本文對鋁木結(jié)合模板體系在現(xiàn)場實(shí)踐的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化,增加鋁模周轉(zhuǎn)次數(shù),進(jìn)一步降低租賃單價(jià)和木模費(fèi)用,大大加快現(xiàn)場非標(biāo)準(zhǔn)層的施工進(jìn)度,節(jié)約項(xiàng)目成本,實(shí)體成型質(zhì)量和安全文明效果均比純木模有所提升,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[11]。因此,非標(biāo)準(zhǔn)層應(yīng)盡可能利用現(xiàn)場已有的鋁模進(jìn)行施工,通過鋁木結(jié)合施工技術(shù),現(xiàn)場施工更加方便、快捷、簡單易行,工人接受度高,在降低成本和節(jié)能減排、綠色施工方面起到了積極的作用,具有推廣價(jià)值。

針對本項(xiàng)目實(shí)踐研究,進(jìn)一步完善和細(xì)化原有相關(guān)文章的鋁木結(jié)合部位連接節(jié)點(diǎn)和深化思路,使得理論指導(dǎo)性更加貼合現(xiàn)場實(shí)際情況。未來建議對鋁模進(jìn)行精細(xì)化管理研究,出廠的每塊模板自帶二維碼,工人和現(xiàn)場管理人員可以通過手機(jī)掃描獲得每塊鋁模板的相關(guān)信息,后期非標(biāo)準(zhǔn)層施工打亂順序后可以更快地恢復(fù)定位,丟失或損壞后也方便通知廠家及時(shí)進(jìn)行再加工或維修。同時(shí)非標(biāo)準(zhǔn)層鋁木結(jié)合土建需配合機(jī)電安裝進(jìn)行管線深化設(shè)計(jì),對管線預(yù)留洞提前做好預(yù)埋,避免后期二次返工開槽造成結(jié)構(gòu)破壞。通過開元壹號項(xiàng)目的應(yīng)用和優(yōu)化完善,總結(jié)出相應(yīng)成套的技術(shù)措施和施工節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)準(zhǔn)層的快速施工。