劉民光（廣西建工集團(tuán)第四建筑工程有限責(zé)任公司，廣西 桂林 541004）

模板體系的發(fā)展與建筑物施工工藝的提升密切相關(guān)，在目前的可利用材料中，高層建筑模板體系出現(xiàn)木模板、鋼模板、竹模板、玻璃鋼模板、鋁合金模板等，并且在保證安全的前提下，結(jié)構(gòu)模板體系也趨向于便于施工、標(biāo)準(zhǔn)化、輕型化、系列化和商品化，盡可能增加模板體系的周轉(zhuǎn)效率，提供構(gòu)件的零部件，并建立標(biāo)準(zhǔn)化的模板體系，通過(guò)完善模板體系的連接方式、調(diào)節(jié)方式、承載方式，達(dá)到高效率和高質(zhì)量施工的目的[1]。鋁合金模板由于具有高強(qiáng)度、綠色化和裝配化等優(yōu)點(diǎn)，成為高層建筑中混凝土施工的首選模板體系。隨著高層建筑的施工體量越來(lái)越大，施工周期越來(lái)越嚴(yán)苛，常規(guī)的模板支護(hù)體系一次性投入量大、周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，已不能滿足現(xiàn)代大跨度高層建筑的施工，為了提高模板的循環(huán)利用效率，充分利用資源，減小工程建設(shè)成本，縮短拆模時(shí)間成為鋁合金模板工程施工中亟待解決的問(wèn)題[2-3]。

在應(yīng)用鋁合金模板早拆技術(shù)時(shí)，將模板支撐體系分為早拆體系和后拆體系，早拆部分在支撐梁底模和樓板支撐楞梁中設(shè)定可活動(dòng)的支托，待混凝土澆筑成型達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為設(shè)計(jì)值強(qiáng)度值的50%），拆除梁底和樓板底模板，用于模板周轉(zhuǎn)，同時(shí)保留部分豎向支撐頂桿和早拆支撐頭，結(jié)構(gòu)的安全度不受影響，從而達(dá)到早拆的目的[4-5]。

1 工程概況

廣西北海彰泰紅樹(shù)灣項(xiàng)目高層住宅區(qū)由10棟混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)組成，建筑使用年限50年，建筑高度最高為91.3m，建筑層數(shù)31 層，首層建筑層高為4m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為2.9m，設(shè)置1 層地下室，地下室層高為3.2m?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為筏板基礎(chǔ)+混凝土管樁。其中，6#樓由100m2、88m2和75m2兩種戶型組成，2 梯6 戶，中間戶型為88m2，兩側(cè)對(duì)側(cè)布置100m2、88m2。

鋁合金模板主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的主體部分，包括梁、板、柱和墻體。結(jié)構(gòu)墻體厚度為300mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55；梁截面主要有5 種，其截面尺寸分別為200mm × 350mm、250mm × 500mm、250mm × 350mm、150mm×350mm 和200mm×600mm，混凝土等級(jí)為C40；柱尺寸為400mm×400mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55；樓板厚度為120mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，平均每層使用鋁合金模板面積為2000m2。

2 鋁合金模板體系分析

如表1 所示，相對(duì)于鋼模板和木模板而言，鋁合金模板體系由于其具有高強(qiáng)度、自重輕、穩(wěn)定性好、混凝土表面質(zhì)量好、節(jié)約木材、周轉(zhuǎn)使用率高、施工效率高、回收價(jià)值高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑施工中得到廣泛應(yīng)用。

表1 鋁合金模板與鋼模板和木模板體系性能對(duì)比

如圖1 所示，鋁合金模板體系主要由模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、緊固系統(tǒng)和附件系統(tǒng)組成。模板系統(tǒng)主要包括墻身板、樓面板、梁柱板和樓梯等模板，為確?；炷两Y(jié)構(gòu)澆筑時(shí)，混凝土能夠按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確成型，鋁合金模板體系通過(guò)平整面板與轉(zhuǎn)角C形槽實(shí)現(xiàn)陰角連接，從而構(gòu)成混凝土結(jié)構(gòu)施工所需的封閉面。C形槽主要作用于梁底，起到承載傳遞力作用。

圖1 高層建筑鋁合金模板支護(hù)

支撐系統(tǒng)是由豎向鋼管支撐、水平拉桿和斜向剪刀支撐組成的一體化構(gòu)件，主要起到支撐作用。其中，豎向支撐可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)標(biāo)高，斜向支撐則可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)墻體的垂直度，整個(gè)支撐系統(tǒng)的可控誤差范圍在3mm～5mm 內(nèi)，這樣可以確保樓面、梁底及懸挑結(jié)構(gòu)的支撐穩(wěn)固[6]。

緊固系統(tǒng)的主要功能是保證模板在成型時(shí)結(jié)構(gòu)的寬度尺寸，以及在澆筑混凝土?xí)r不產(chǎn)生變形、脹模、爆模等現(xiàn)象[7]。緊固背楞可以控制墻體的平整度，使得小塊的墻板連接在一起，而穿墻螺桿則可以控制截面尺寸。

附件系統(tǒng)主要包括銷(xiāo)釘銷(xiāo)片、吊模、企口壓槽板、滴水線等部件，這些是模板的連接構(gòu)件，能夠?qū)蝹€(gè)模板連接成一個(gè)完整的系統(tǒng)。此外，還有一些如鉤子、錘子、灰鏟、工作凳、拆模器、傳料口、吊架、脫模劑等輔助工具和設(shè)備也屬于附件系統(tǒng)的范疇[8-9]。

黃劍還有許多著名的七彩金作品，如《嫦娥奔月》《洞庭龍女》《冬奧之夢(mèng)》《紫氣東來(lái)》《采蓮圖》《唐代三杰》《玉樹(shù)花開(kāi)》等，每一件都產(chǎn)生了良好的社會(huì)影響。另外黃劍還會(huì)在她的其它類(lèi)型的作品中，比如奧運(yùn)雕塑《明皇貴妃馬球圖》、大型紀(jì)念碑群雕《山鄉(xiāng)巨變》中用七彩金做一些動(dòng)植物作點(diǎn)綴，如同美女胸前的七彩別針，佛陀手中的念珠，是民族意象的璀璨標(biāo)志。

項(xiàng)目中使用的鋁模板主要為AL6061 鋁模板和AL6063 鋁模板，模板厚度為3mm、3.5mm、4.0mm 和5.0mm；背楞為Q235 鋼，規(guī)格為60mm×40mm×2mm、60mm×40mm×1.5mm；銷(xiāo)子為Q235鋼，直徑為16mm，長(zhǎng)度為50mm；楔片為Q235 鋼，規(guī)格為75mm×24mm×3mm；豎向背楞為Q235 鋼，規(guī)格為50mm×30mm×1.5mm；單支頂為Q235 鋼，直徑為60mm，厚度為2.5mm；陽(yáng)角鋁角為AL6063，厚度為6mm。

3 鋁合金模板體系早拆對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響

混凝土澆筑完成后，其強(qiáng)度隨著齡期和水化過(guò)程而增加，且在早期（7d）內(nèi)增長(zhǎng)較快?；炷翉?qiáng)度受到環(huán)境濕度和初期結(jié)構(gòu)靜力的影響。環(huán)境濕度是為了保證水泥顆粒能夠有效充分地發(fā)生水化反應(yīng)，這在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中可以采取增濕保濕的措施進(jìn)行克服，而靜力部分對(duì)混凝土早期強(qiáng)度的影響主要是由于模板結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的變化導(dǎo)致的。當(dāng)混凝土早期強(qiáng)度還沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)拆除模板，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部微結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不可逆的變化，在后期的承載性能中，受到較小的壓力可能引起較大的破壞。因此，鋁合金模板體系早拆對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響的研究十分必要，考察的指標(biāo)包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量。

混凝土早期的抗壓強(qiáng)度可以根據(jù)施拉特公式進(jìn)行換算，其換算方法為混凝土28d齡期強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按對(duì)數(shù)比率進(jìn)行計(jì)算，如公式（1）所示。

式中f28為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下28d 的單軸抗壓強(qiáng)度，可以由預(yù)留混凝土立方體試塊經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)得到，MPa；fn為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下第n天的單軸抗壓強(qiáng)度，MPa。

混凝土早期抗拉強(qiáng)度則基于彈性理論，采用圓柱體劈裂試驗(yàn)測(cè)定的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行換算，其計(jì)算方法如公式（2）所示。

式中σ為混凝土早期抗拉強(qiáng)度，MPa；F為劈裂試驗(yàn)混凝土的破壞荷載，kN；d為圓柱體的直徑，m；l為圓柱體的長(zhǎng)度，m。

混凝土彈性模量隨著時(shí)間的變化有著以下相關(guān)關(guān)系：

式中E（28）為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下28d的彈性模量，MPa；t為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，d；E（t）為混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下第t天的彈性模量，MPa。

為了研究鋁合金模板體系早拆技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，以混凝土樓板為例，運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)不同齡期后的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果與公式（1）～公式（3）進(jìn)行比較，結(jié)果如圖2～圖4所示。

圖2 混凝土樓板抗壓強(qiáng)度變化

從圖2 中可以看出，隨著時(shí)間的增加，混凝土樓板的抗壓強(qiáng)度理論值呈非線性增加，混凝土早期強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與理論值存在較大差距，并隨著時(shí)間增加不斷與理論值接近。

從圖3 中可以看出，隨著時(shí)間的增加，混凝土樓板的抗拉強(qiáng)度理論值呈線性增加，混凝土早期抗拉強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與理論值存在較大差距，并隨著時(shí)間增加不斷與理論值接近。

圖3 混凝土樓板的抗拉強(qiáng)度變化

從圖4 中可以看出，隨著時(shí)間的增加，混凝土樓板的彈性模量理論值呈非線線性增加，并趨于收斂，混凝土早期彈性模量的實(shí)測(cè)值與理論值存在較大差距，并隨著時(shí)間增加不斷與理論值接近。

圖4 混凝土樓板的彈性模量變化

4 鋁合金模板體系早拆時(shí)間的確定

從圖2中可以看出，混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d時(shí)為43MPa，而在養(yǎng)護(hù)10d時(shí)，抗壓強(qiáng)度為20MPa，養(yǎng)護(hù)15d 時(shí)，抗壓強(qiáng)度為25MPa，按照GB 50204-2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求，混凝土強(qiáng)度需要滿足不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%時(shí)方可拆除模板，因此，按抗壓強(qiáng)度指標(biāo)確定早拆時(shí)間不小于15d。

從圖3中可以看出，混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d時(shí)為1.65MPa，而在養(yǎng)護(hù)10d時(shí)，抗壓強(qiáng)度為0.8MPa，養(yǎng)護(hù)15d 時(shí)，抗壓強(qiáng)度為1.2MPa，因此，按抗拉強(qiáng)度指標(biāo)確定早拆時(shí)間不小于15d。

從圖4中可以看出，混凝土彈性模量標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d時(shí)為35.7GPa，而在養(yǎng)護(hù)7d 時(shí)，抗壓強(qiáng)度為12.6GPa，養(yǎng)護(hù)10d時(shí)，抗壓強(qiáng)度為22GPa，因此，按彈性模量指標(biāo)確定早拆時(shí)間不小于10d。

綜合以上分析可知，鋁合金模板體系早拆時(shí)間不得早于15d。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）隨著時(shí)間的增加，混凝土樓板的抗壓強(qiáng)度理論值呈非線性增加，抗拉強(qiáng)度理論值呈線性增加，彈性模量理論值呈非線線性增加，并趨于收斂。

（2）早期各強(qiáng)度指標(biāo)的實(shí)測(cè)值與理論值存在較大差距，并隨著時(shí)間增加不斷與理論值接近。

（3）混凝土強(qiáng)度需要滿足不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%時(shí)方可拆除模板，綜合分析抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量可知，鋁合金模板體系早拆時(shí)間不得早于15d。