鋁合金模板于20世紀(jì)60年代在美國率先應(yīng)用。我國自20世紀(jì)80年代引入,但由于其一次性成本過高,在很長一段時間內(nèi)應(yīng)用較少。2006年以后,隨著國內(nèi)高層超高層建筑的迅速發(fā)展,鋁合金模板作為模板系統(tǒng)中的后起之秀,符合國家“節(jié)能減排”、“綠色建筑”等政策,以及開發(fā)企業(yè)對實施提速的要求,因此得以快速廣泛應(yīng)用。
一、鋁模的簡述
鋁模的優(yōu)勢
1. 采用鋁??捎行Эs短工期,加快結(jié)轉(zhuǎn),減少資金占用時間。鋁模施工裝拆快捷,采用早拆模支撐系統(tǒng),通過一套面板系統(tǒng)+三套支撐系統(tǒng)搭配使用,可實現(xiàn)4~5天一層的施工進(jìn)度。對于一棟27層的住宅,相比傳統(tǒng)木模施工可節(jié)省主體結(jié)構(gòu)施工工期約25天。
2. 鋁模強度高、穩(wěn)定性好,脫模后混凝土表面平整度高、精度高,可實現(xiàn)表面免抹灰或薄抹灰,節(jié)約成本、縮短工期。
3. 鋁模施工可以減少空鼓、開裂、滲漏等通病,樓梯構(gòu)造柱、門窗過梁、止水反邊、沉箱反坎等小尺寸二次構(gòu)件可一次成型,效果良好,可有效地解決外墻、門窗、衛(wèi)生間等的滲漏問題。
4. 鋁模質(zhì)量輕,僅20kg/m²,可以人工搬運裝拆,無需機械設(shè)備協(xié)助。現(xiàn)場支撐較少、施工環(huán)境較好,改善建筑工人作業(yè)條件。
5. 鋁?;厥绽寐瘦^高,均攤成本優(yōu)勢明顯。正常使用周轉(zhuǎn)次數(shù)為300次以上,殘值回收率達(dá)到 30~40%,符合國家對建筑行業(yè)節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保的發(fā)展要求。
6. 鋁??捎嬋胙b配式評價得分項。正因為鋁模施工存在上述優(yōu)點,在部分地區(qū)鋁模作為高精度模板可計入裝配式評價得分項。
鋁模的劣勢
1. 鋁模的材料費用高于木模,一次性成本投入較大,因此鋁模應(yīng)用的必要條件是需要一定量的周轉(zhuǎn)率,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)多于一定層數(shù)時,其攤銷成本會降低至優(yōu)于木模的程度。
2. 如果立面線腳過于復(fù)雜、上下層存在差異,會導(dǎo)致鋁模深化加工及施工復(fù)雜,增加成本與工期。因此設(shè)計需要提高標(biāo)準(zhǔn)化程度,簡化立面線腳,為采用鋁??旖菔┕?chuàng)造條件。
3. 鋁模施工的墻面比較光滑,導(dǎo)致內(nèi)外墻貼磚及保溫層存在脫落的隱患。立面采用面磚時需進(jìn)行墻面處理,采取可靠的防脫落措施。
4. 鋁模結(jié)合全混凝土外墻能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢,但會造成結(jié)構(gòu)材料用量有所增加。
二、鋁模的應(yīng)用條件
當(dāng)前我國高層住宅施工中,以鋁合金模板和木模板應(yīng)用最為廣泛。木模板單價較低,但周轉(zhuǎn)次數(shù)較少;鋁模單價高,一次性投入大,但可以周轉(zhuǎn)300次以上,因此當(dāng)鋁模周轉(zhuǎn)達(dá)到一定次數(shù)后,攤銷后的成本會低于木模板。
在不考慮抹灰成本差異的情況下,地上總層數(shù)27層(地上總層數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)層層數(shù)+2)時,二者造價基本相當(dāng);考慮鋁模免抹灰的成本優(yōu)勢時,地上總層數(shù)大于21層時,采用鋁模更為經(jīng)濟。如果可在不同樓棟間重復(fù)利用,鋁模的綜合經(jīng)濟效益會更加明顯。
當(dāng)鋁模作為高精度模板可計入裝配式得分項時,可進(jìn)一步降低鋁模施工的應(yīng)用層數(shù)。假設(shè)鋁模得分按5分計算,可折合減少裝配式成本增量20~30元/m²,此時鋁模的應(yīng)用層數(shù)可降低到16層左右。具體應(yīng)用可根據(jù)項目裝配式得分方案的成本測算進(jìn)行確定。
三、鋁模應(yīng)用對經(jīng)營計劃、設(shè)計周期的影響
1. 采用鋁模施工可以縮短主體結(jié)構(gòu)的施工周期,將鋁模與爬架、高精砌塊等工藝工法相結(jié)合,實現(xiàn)全專業(yè)穿插施工,可大大縮短工期,提升項目整體經(jīng)濟效益。
2. 全專業(yè)穿插施工是在施工前通過合理策劃實現(xiàn)外立面裝飾隨主體結(jié)構(gòu)同步向上施工,室內(nèi)粗裝修、精裝修隨主體結(jié)構(gòu)同步施工,園林緊隨室外工程施工,最終實現(xiàn)主體、砌筑抹灰、門窗、機電管線、室內(nèi)裝修、園林等全專業(yè)穿插施工。以27層的80m高層住宅為例,在保障單工序合理工期的同時, 可縮短整體建造周期70天以上,從而實現(xiàn)大幅提效的目的。
3. 鋁模應(yīng)用對設(shè)計周期的影響及要求:
鋁模深化加工過程一般需要經(jīng)過圖紙會審、深化加工圖紙、排產(chǎn)加工、試拼裝及編碼、運輸進(jìn)場等階段,總周期需要約50天。因此為了滿足標(biāo)準(zhǔn)層施工需求,結(jié)合土建施工的標(biāo)準(zhǔn)工期,設(shè)計專業(yè)需要在標(biāo)準(zhǔn)層施工前50天左右向工程專業(yè)提供全套土建、精裝施工圖。
四、應(yīng)用鋁模時設(shè)計專業(yè)控制要點
1. 為使混凝土構(gòu)件一次成型及減少后期大量的水電位開洞、開槽工作,鋁模配模設(shè)計時需要提供整套的土建、水電、精裝修施工圖,因此精裝設(shè)計單位應(yīng)在施工圖階段確定精裝點位,在鋁模深化設(shè)計及加工階段,準(zhǔn)確預(yù)留精裝點位。
2. 鋁模深化設(shè)計過程中,應(yīng)由工程、設(shè)計專業(yè)協(xié)調(diào)施工圖設(shè)計單位、精裝設(shè)計單位與鋁模廠家進(jìn)行溝通答疑。通過溝通答疑可及早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)設(shè)計圖紙的“錯漏碰缺”問題,避免鋁模返工影響施工效率、造成材料浪費。
3. 鋁模與全混凝土外墻是“最佳拍檔”,二者結(jié)合能夠發(fā)揮鋁模施工速度快、穿插施工等諸多優(yōu)勢,在應(yīng)用時需要注意一下幾點:
(1)全混凝土外墻會導(dǎo)致每層結(jié)構(gòu)荷載會增加約0.7~1.0kN/m²,樁基及基礎(chǔ)出圖前需要與工程專業(yè)交圈確定是否采用鋁模和全混凝土外墻。
(2)采用全混凝土外墻時,部分二次結(jié)構(gòu)與主體一同澆筑,會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料用量有所增加,需要前期與合約造價專業(yè)溝通明確,用鋼量增量約為2~4kg/m²,混凝土增量約為0.03~0.05 m3/m²。
(3)結(jié)構(gòu)計算不需要外墻全部采用混凝土墻體時,可采用結(jié)構(gòu)拉縫的形式將非結(jié)構(gòu)外墻、窗下墻等與結(jié)構(gòu)外墻分隔開,在保證外墻一次澆筑的同時,避免非結(jié)構(gòu)外墻現(xiàn)澆造成結(jié)構(gòu)剛度過大,又可避免二次砌筑造成的滲漏隱患。
(4)當(dāng)門窗洞口邊存在小墻垛時,可在小墻垛內(nèi)設(shè)置構(gòu)造鋼筋,與主體結(jié)構(gòu)一次澆筑成型,避免小尺寸墻垛砌筑困難,同時節(jié)省工期。門窗過梁也改為梁下設(shè)置掛板一次澆注成型。
4. 應(yīng)用鋁模時設(shè)計專業(yè)注意事項:
(1)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化要求:從鋁模應(yīng)用角度來說,開發(fā)企業(yè)推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化戶型,可以提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度、縮短鋁模深化時間,同時可實現(xiàn)一套鋁模在多棟樓間重復(fù)利用,大幅度攤銷鋁模一次性投入,做到提速、增效、降成本。
(2)線條簡潔化要求:外墻設(shè)計應(yīng)盡可能減少線條裝飾。簡單造型的線條宜與鋁模板體系一并支模澆筑成型,復(fù)雜造型的線條可考慮采用其他輕質(zhì)材料代替,且與主體結(jié)構(gòu)之間應(yīng)設(shè)置可靠的拉結(jié)措施。
(3)設(shè)計模數(shù)化要求:鋁模以50mm為模數(shù),因此結(jié)構(gòu)尺寸的模數(shù)以50mm為宜,避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)凈距小的凹凸構(gòu)件。鋁模需要為非模數(shù)變化的墻厚單獨配模,導(dǎo)致鋁模成本增加,因此盡量避免標(biāo)準(zhǔn)層墻厚發(fā)生變化。
(4)建筑單體長度要求:如果單體超長,需要設(shè)置后澆帶或膨脹加強帶,減少施工期間混凝土收縮開裂,但設(shè)置后澆帶會大大增加支撐數(shù)量,降低施工效率,難以做到穿插施工縮短工期;而采用膨脹加強帶需要在樓板內(nèi)設(shè)置通長上部鋼筋,導(dǎo)致用鋼量加大,增加土建成本。因此對于高層住宅宜避免單體總長度超過55m。
(5)建筑立面材質(zhì)要求:鋁模完成面較光滑,如果立面采用面磚類材料,存在后期脫落的風(fēng)險,因此建筑立面盡量選用涂料類材料。另外選用涂料立面可以加快施工速度,有利于其他工序穿插施工。
(6)最小凈距要求:為保證鋁模安裝施工,兩道混凝土墻面最小凈距不應(yīng)小于700mm,如設(shè)備管井緊鄰混凝土外墻,如果存在凈距小于700mm的墻體,應(yīng)將一側(cè)墻體改為砌體填充墻。
五、結(jié)語
鋁模在穿插施工、實施提速、節(jié)材環(huán)保、裝配式得分等方面存在諸多優(yōu)勢,同時應(yīng)用鋁模對設(shè)計專業(yè)提出了更高的要求:設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)計精細(xì)化、工作前置、專業(yè)交圈。只有精耕細(xì)作才能揚長避短,最大程度發(fā)揮鋁模的優(yōu)勢,在建造高品質(zhì)建筑產(chǎn)品的同時,提高項目整體效益。