羅 輝

(中鐵二局房地產(chǎn)集團有限公司 四川成都 610031)

0 引言

高層住宅建筑在房地產(chǎn)行業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色，隨行業(yè)蓬勃發(fā)展而規(guī)模日益增長，助推建筑工程技術(shù)日新月異，在 “節(jié)木代用”“節(jié)能減排”等國家政策引導(dǎo)下，打造綠色建筑成為主流趨勢[1]，鋁模因成本低、效率高、綠色環(huán)保、經(jīng)久耐用等優(yōu)勢備受青睞，入選《建筑業(yè)10項新技術(shù)(2017)》推廣，在綠色建筑技術(shù)中發(fā)揮重要作用。近年來，房地產(chǎn)市場盛行“短、平、快”高周轉(zhuǎn)率運作，鋁模運用空間更為廣闊，由鋁模與附著式升降腳手架(下稱“爬架”)組合實現(xiàn)工序穿插提效技術(shù)空前流行，如何有效發(fā)揮鋁模自身價值和衍生價值，適應(yīng)當(dāng)下房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展趨勢，是建筑相關(guān)從業(yè)者應(yīng)為之思考的。

1 鋁模概述與特性

1.1 鋁模概述

鋁模全稱鋁合金模板，其設(shè)計與應(yīng)用是混凝土工程模板上的一次技術(shù)革新，是繼木、鋼等傳統(tǒng)模板之后全新模板系統(tǒng)，也是建筑工程建造技術(shù)工業(yè)化的具體體現(xiàn)。鋁模起源于20世紀(jì)50年代的美國，一經(jīng)面世便在歐美、亞洲等發(fā)達國家建筑領(lǐng)域得到迅速推廣和運用。步入21世紀(jì)以來，城市建設(shè)全新發(fā)展規(guī)劃伴隨我國住房制度改革出現(xiàn)，房地產(chǎn)行業(yè)日漸繁榮，引領(lǐng)高層住宅建筑跨越發(fā)展，經(jīng)日韓、港澳等地逐步引進鋁模在廣東一帶率先應(yīng)用，近十年來，伴隨著某科、某園等房企“5+2+X”“SSGF”①工業(yè)化建造體系的不斷推行，鋁模作為工業(yè)化建造體系不可替代的新型建筑模板，在高層住宅建筑領(lǐng)域逐步代替木、鋼等傳統(tǒng)模板，展現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。

1.2 特性

鋁模是鋁合金原材經(jīng)機械加工、焊接、噴涂等工藝制成的混凝土結(jié)構(gòu)模板，具備諸多特性和優(yōu)點：①自重輕、強度高、安全穩(wěn)定。鋁?？蓪崿F(xiàn)人工靈活轉(zhuǎn)運，釋放塔吊吊能，不僅作業(yè)效率大幅提升，而且模板承載力高達60 kN/，安全系數(shù)高；②周轉(zhuǎn)次數(shù)多、回收價值高。鋁?？煞磸?fù)周轉(zhuǎn)利用300次以上，標(biāo)準(zhǔn)板可在適宜項目直接投入使用，僅需加工非標(biāo)準(zhǔn)板，可回收殘余價值高；③標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工精度高。鋁模有助于標(biāo)準(zhǔn)化工地塑造，提升工程建設(shè)形象，且屬工廠制作，模板精度高，操作工藝簡單，混凝土工程實測實量成果優(yōu)于驗收標(biāo)準(zhǔn)要求；④綠色環(huán)保。鋁模屬于新型綠色建筑模板，符合資源節(jié)約、保護環(huán)境、健康舒適等綠色建筑要求，減少了木材損耗和資源浪費，降低了工地火災(zāi)安全風(fēng)險。

2 高層住宅建筑建造體系中鋁模應(yīng)用價值

2.1 時間價值

設(shè)計、規(guī)模和資源同條件下，鋁?？蓪崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)工期4～5d/層，而木模板結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)工期5～6d/層，標(biāo)準(zhǔn)工期差值達1～2d/層；使用鋁模不僅可有效減少二次結(jié)構(gòu)和裝修抹灰作業(yè)，縮短二次結(jié)構(gòu)和裝飾工程工期，優(yōu)選搭配爬架技術(shù)，可實現(xiàn)多工序穿插施工，以某科“5+2+X”、某園“SSGF”等建造體系為例，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、裝修、外墻、室外等分部分項或工序穿插施工，在保障各分部分項或工序合理工期前提下，可縮短建設(shè)周期約6個月，不僅提前實現(xiàn)產(chǎn)品交付和資金回籠，而且降低管理成本和增加工期轉(zhuǎn)化效益，體現(xiàn)了時間價值。

2.2 經(jīng)濟價值

首先鋁?？芍苻D(zhuǎn)重復(fù)使用300次以上，其使用價值和回收價值極高，可在多項目間周轉(zhuǎn)重復(fù)利用，有利于攤銷工程建造成本，周轉(zhuǎn)次數(shù)越高，鋁模使用成本越低；其次使用鋁模內(nèi)外墻可達免抹灰或薄抹灰效果，由表1可知使用鋁模較木模使用成本更低；再者使用鋁?？蓪崿F(xiàn)提前穿插外窗、欄桿、外保溫等裝修工序；使用鋁?？捎行Эs短結(jié)構(gòu)工期和裝修工期，既降低塔吊、施工電梯、腳手架等設(shè)備使用費用，又縮短整體建設(shè)周期，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟和時間價值不可估量。

表1 某34層高層住宅建筑鋁模與木模綜合經(jīng)濟分析經(jīng)驗對比

2.3 產(chǎn)品價值

抹灰空鼓、開裂、漏水等質(zhì)量通病，一直是建筑行業(yè)難以根治的頑疾，使用鋁?？蓪崿F(xiàn)全混凝土現(xiàn)澆外墻，外門窗企口、滴水線、下掛板、構(gòu)造柱等均一次澆筑成型，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)自防水，兼之內(nèi)外混凝土墻免抹灰工藝。高精砌體墻或輕質(zhì)內(nèi)隔墻薄抹灰工藝，不僅增加了住房使用面積，且大幅減少滲漏、空鼓等質(zhì)量弊病，配合工業(yè)化裝配預(yù)制等建造體系，正逐步消除質(zhì)量通病頑疾，有利于打造精品工程塑造產(chǎn)品形象，增加用戶體驗中的舒適感和產(chǎn)品衍生價值。

3 高層住宅建筑建造體系中鋁模應(yīng)用方向

鋁模特性決定了更適宜節(jié)點、造型、構(gòu)件等變化較少的標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)。地下室、架空層、機房層等非標(biāo)準(zhǔn)層因結(jié)構(gòu)設(shè)計差異性適用性較低。在應(yīng)用上，鋁?？瑟毩⑹褂?，也可搭配爬架甚至裝配式構(gòu)件等組成完整的建造體系應(yīng)用，具備多種可能性。

3.1 鋁模獨立使用

鋁?？纱钆鋫鹘y(tǒng)建造工藝作為結(jié)構(gòu)模板獨立使用，如圖1所示。除時間、經(jīng)濟、產(chǎn)品價值優(yōu)點外，也存在一定應(yīng)用缺陷：一是搭配傳統(tǒng)防護腳手架，無法達到智慧標(biāo)準(zhǔn)工地形象；二是腳手架懸挑層外墻混凝土非一次性澆筑，不利于外墻防滲漏，且懸挑型鋼破壞鋁模；三是無法實現(xiàn)工序高效穿插技術(shù)，不能充分發(fā)揮鋁模縮短建設(shè)周期優(yōu)勢。

圖1 鋁模拼裝實例

3.2 鋁模搭配爬架建造技術(shù)

鋁模搭配爬架是當(dāng)下應(yīng)用較多的新技術(shù)之一，集成鋁模和爬架技術(shù)諸多優(yōu)點，跨越傳統(tǒng)建造逐步實現(xiàn)建造工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)全混凝土外墻一次澆筑和結(jié)構(gòu)自防水，不僅有利于外墻防滲漏，且以自升式爬架替代傳統(tǒng)防護架，在安全性能和工程形象上更有保證，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、裝修、外墻、室外等分部分項或工序穿插施工，在工期、安全、質(zhì)量、效益、形象等多方面相對傳統(tǒng)建造技術(shù)更具優(yōu)勢，如圖2所示。

圖2 鋁模爬架穿插施工實例

3.3 工業(yè)化建造體系

當(dāng)今是房地產(chǎn)行業(yè)極其繁榮發(fā)展的時代，競爭發(fā)展和技術(shù)革新是永恒不變的話題，以某科、某園等為代表的知名房企推陳出新，推行“5+2+X”“SSGF”等工業(yè)化建造體系，其核心便是鋁模、自升爬架、全混凝土現(xiàn)澆外墻、工序穿插施工、裝配式構(gòu)件、BIM輔助設(shè)計等建造新技術(shù)，助推高層住宅建筑建造呈工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化趨勢，實現(xiàn)各專業(yè)、多角度、全方位穿插施工，在工期、安全、質(zhì)量、效益、成本、形象、綠色建造等方面較傳統(tǒng)建造具有諸多優(yōu)勢，屬目前高層住宅建筑較為前沿的建造技術(shù)之一。圖3為某工程工序穿插模型示意。

圖3 某工程工序穿插模型示意圖

4 高層住宅建筑建造體系中鋁模的應(yīng)用

4.1 鋁模安裝

鋁模體系由模板、支撐、緊固和附件四大系統(tǒng)組成[2]，一套鋁模系統(tǒng)配置一套鋁模板、三～四套鋼支撐、緊固系統(tǒng)與附件系統(tǒng)按需增配，如圖4所示。鋁模應(yīng)在工廠制作后組織預(yù)拼裝碰撞檢查，以便就近二次加工處理，待分區(qū)分類編號打包，通過物流運輸至項目所在地安裝。鋁模首次三層模板應(yīng)使用油性脫模劑，既達到保護鋁模目的，又預(yù)防因施工周期較長致使水性脫模劑揮發(fā)失效。

圖4 (對拉式)鋁模構(gòu)件示意圖

鋁模和木模安裝流程基本一致，在測量放線、墻柱鋼筋、安裝預(yù)埋、施工縫處理、脫模劑涂刷等基本工序完成基礎(chǔ)上，檢查結(jié)構(gòu)拉縫措施、填充構(gòu)造墻鋼筋等無誤后，先墻后梁順序拼裝；樓板鋁模安裝則以早拆鋁梁(龍骨)，陰角鋁模、標(biāo)準(zhǔn)樓板為序拼裝；樓梯鋁模則由下部側(cè)墻板、陰角模板、底模、上部側(cè)墻板、狗牙板、踏步板等按序安裝；最后則完成吊模、飄窗板、空調(diào)板、K板等鋁模安裝，同時鋁模經(jīng)校正、加固、驗收等工序檢查無誤后即可進入下道工序。

4.2 鋁模拆除

圖5 鋁模早拆技術(shù)分解示意圖

鋁模體系是通過保留獨立支撐將梁板跨度分段減小，以達到縮短傳統(tǒng)模板支撐混凝土結(jié)構(gòu)強度拆模時間，實現(xiàn)提前拆卸梁板鋁模周轉(zhuǎn)下層使用，即模板早拆技術(shù)，如圖5所示。鋁模拆卸應(yīng)規(guī)范操作，操作人員掌握鋁模理論知識，配備專業(yè)操作工具，清理和人工轉(zhuǎn)運本層鋁模周轉(zhuǎn)上層使用。為保障混凝土結(jié)構(gòu)工程，鋁模拆卸需遵循一定拆模順序和時間間隔，墻體混凝土拆模強度達1.2 MPa，經(jīng)驗參考鋁?？稍诨炷翝仓?2 h后拆卸；梁板鋁模則必須保證混凝土強度達到50%設(shè)計強度條件下，一般情況下不少于48 h方可拆除；梁板早拆頭與豎向鋼支撐的拆卸則必須符合規(guī)范要求混凝土拆模強度，板底、梁底及懸挑結(jié)構(gòu)支撐根據(jù)經(jīng)驗參考可分別在保留10 d、14 d、28 d后拆除，具體拆卸時間以同條件拆模試塊試驗強度確定[3]。

5 高層住宅建筑建造體系中鋁模應(yīng)用探討

5.1 鋁模應(yīng)用問題分析

鋁模應(yīng)用發(fā)展使建造呈工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化趨勢，其優(yōu)勢與價值得到較為廣泛的體現(xiàn)，但從當(dāng)下應(yīng)用現(xiàn)狀分析，也暴露出一些亟待優(yōu)化解決的應(yīng)用難題。

從前期階段分析：如設(shè)計階段未考慮使用鋁模，施工階段墻體優(yōu)化復(fù)核、深化、制作、預(yù)拼裝、包裝發(fā)貨等流程一般需要耗時45 d以上，項目時常面臨停工待模常態(tài)，通常略過預(yù)拼裝檢查以加快鋁模進場，導(dǎo)致現(xiàn)場安裝問題百出，甚至鋁模返廠重制。

從資金投入分析：鋁模前期階段需使用單位投入運作資金，會增加使用單位資金占用額度，一定程度上或?qū)⒂绊懯褂脝挝毁Y金運轉(zhuǎn)。

從人才儲備分析：我國鋁模引入應(yīng)用時間尚短，近年來技術(shù)人才和操作人員需求量伴隨著鋁模規(guī)模擴大而日益劇增，暴露出人才缺口難題；多數(shù)項目首次使用鋁模，不僅管理人員缺乏鋁模經(jīng)驗，而且多數(shù)操作人員均是首次接觸鋁模，不了解鋁模技術(shù)要求、操作工藝和注意事項，兼之項目培訓(xùn)和交底效果參差不齊，各類使用問題層出不窮，首三層熟練期長達15d/層，如何解決此問題迫在眉睫。

從鋁模本身分析：①鋁模是以施工圖深化為依據(jù)實行工廠預(yù)制，施工時結(jié)構(gòu)、節(jié)點等變更，不僅會導(dǎo)致鋁模二次調(diào)整和工期延誤，而且將增加鋁模使用成本；②未覆膜處理的鋁模，混凝土化學(xué)反應(yīng)高溫將增強與鋁模的粘合度，導(dǎo)致脫模時粘連混凝土表皮，將會產(chǎn)生質(zhì)量問題和腐蝕鋁模，降低鋁模使用壽命；③鋁模由工廠預(yù)制，在一些細(xì)節(jié)處理上無法完全契合多專業(yè)圖紙，如下掛板、上返吊模偏位，加固點與安裝預(yù)埋、懸挑鋼梁沖突等問題；④斜支撐固定預(yù)埋定位偏位時常無法使用，而后加固費時費力且造成樓板破損；⑤使用鋁模仍然無法完全避免混凝土表面氣泡、麻面、蜂窩、爛根、漏漿等質(zhì)量缺陷問題；⑥鋁模拆卸時松動或拆除支撐周邊模板、C槽周邊模板，混凝土可能因擾動產(chǎn)生表面裂紋。

從工程安全分析：為保障結(jié)構(gòu)抗震性能，使全混凝土現(xiàn)澆外墻符合結(jié)構(gòu)受力設(shè)計，增設(shè)結(jié)構(gòu)拉縫措施將剪力墻和混凝土構(gòu)造墻從結(jié)構(gòu)受力上分割開來，保障結(jié)構(gòu)剛度合理，可有效降低地震作用引發(fā)的墻體開裂風(fēng)險，但多數(shù)項目誤認(rèn)為混凝土構(gòu)造墻強度高于砌體墻強度即為安全，結(jié)構(gòu)拉縫措施漏設(shè)、不設(shè)、亂設(shè)等現(xiàn)狀頻發(fā)，建筑不符合結(jié)構(gòu)受力設(shè)定，或?qū)楣こ探Y(jié)構(gòu)安全埋下隱患。

5.2 鋁模應(yīng)用問題改進分析

首先，應(yīng)規(guī)范使用鋁模體系，建筑企業(yè)應(yīng)重視培養(yǎng)專業(yè)人才和操作人員，結(jié)合企業(yè)需求建設(shè)人才隊伍，鼓勵不斷改進和革新鋁模技術(shù)，持續(xù)開展培訓(xùn)交流和實踐，解決人才缺口問題，減少鋁模應(yīng)用和技術(shù)中出現(xiàn)的問題；其次，建立長期合作企業(yè)關(guān)系，實現(xiàn)類似或相同設(shè)計項目鋁?；ハ嘀苻D(zhuǎn)，降低鋁模使用成本；再者，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品系列，提前在設(shè)計階段考慮全現(xiàn)澆混凝土外墻優(yōu)化，避免施工階段重新優(yōu)化復(fù)核，縮短鋁模前期階段工期，解決停工待?，F(xiàn)狀，減少過程變更及因變更導(dǎo)致鋁模返廠重制；另外，通過改進或創(chuàng)新施工工藝，降低結(jié)構(gòu)拉縫設(shè)置難度，解決結(jié)構(gòu)拉縫設(shè)置亂象，滿足結(jié)構(gòu)剛度合理性要求，降低地震時墻體開裂和自重對結(jié)構(gòu)的不利影響；最后，鋁模本身存在的瑕疵則需要在應(yīng)用中不斷加以優(yōu)化，在生產(chǎn)制作和使用過程中避免此類問題，均是鋁模廠家和使用單位需要深刻思考和解決的。

6 結(jié)語

綜上所述，作為一種新型綠色建造技術(shù)，鋁模展現(xiàn)出經(jīng)濟、環(huán)保、安全、效益等多重價值與優(yōu)勢，助力高層住宅建筑建造工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，行業(yè)從業(yè)者既要充分發(fā)揮鋁模價值與優(yōu)勢，更要正視鋁模缺陷，從制作、技術(shù)、工藝、操作應(yīng)用等多方面不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，拓展鋁模應(yīng)用范圍和適用性，創(chuàng)造更多經(jīng)濟價值與社會價值，促進行業(yè)綠色和諧發(fā)展。

注釋：

①知名房企建筑建造體系，逐步實現(xiàn)建造工業(yè)化，圍繞鋁模、爬架、預(yù)制構(gòu)件、智能建造等新技術(shù)為核心的建造工藝體系。