【创新工艺】超高层公寓楼铝合金模板与木模板组合运用施工技术
发布于 2021-04-02 19:27
1.工程概况
1.1工程概况
柬埔寨紫晶壹号项目公寓楼(1#楼、2#楼),建筑面积155000m2,地上41层,地下2层,其中,1-5层为裙房、6层为会所、7层-39层为标准层(层高为3.2米)。铝木结构模板施工从8层结构开始施工。
1.2本工程铝木结构所用铝合金板及配件
铝木结构所用铝合金板及配件如附图1、附图2、附图3、附图4所示
附图1:按间打包的铝合金板及配件
附图2:配板有背楞、弧板、角铝、转角C槽、支撑管板
附图3:铝合金支撑管
附图4:抗拔螺杆、销钉销片、带T字头螺杆
2.铝木组合结构模板的优缺点分析及适用范围
2.1铝木组合结构相比全铝合金模板优缺点分析
2.1.1木模结构及全铝合金结构模板的优缺点分析
采用传统模板的木模系统,木材消耗量大,且模板周转次数少,多次周转后混凝土成型质量差;如全部采用铝模支撑体系,一次成本太高,为了降低模板成本,同时又能节约工期,我司只选择了人工制作难度大、木模加工破损量多、成型效果差且粉刷成本高的部位如一般墙柱、楼梯、阳台转角弧梁、深化后核心筒墙梁采用常规铝合金模板施工。
2.1.2铝木结构的组合节点构造及优缺点分析
(1)梁板采用了先前施工的地下室和裙房的胶合板、木方、方管、轮扣脚手架,又提高了木模体系的周转率、有效地节约工程成本。
(2)铝木组合结构因梁板采用胶合板、木方、满堂脚手架,浇混凝土时具有一定减振作用。拆模时,有效地减少铝模顶板对地面的冲击力,降低了楼面因拆模的冲击力而造成的楼面裂缝。
(3)本工程施工地点在柬埔寨金边市,属高温天气,平均气温在35度以上,顶板梁采用铝模,因铝合金吸热量大,反射温度高,工人无法施工,混凝土水化热高、入模温度高,在浇结构混凝土前将木模板浇透,因木模板具有一定的保水性,能显著降低混凝土与模板接触处温度,能避免混凝土楼面板底部烧坏。能显著减少了楼面板的裂缝。
2.2适用范围
适用于高层及超高层的框剪结构、框架核心筒结构铝木结合体系标准层和非标层模板施工。
3.针对铝木结构组合模板体系这一新课题,我项目部从铝木结构各节点组合上采取创新技术工法和全新施工技术,回顾如下
对于大量的一般标准层墙柱、梁板部位,我项目部专门成立了课题公关小组,对铝模、木模板进行了深化、组合等课题研究和科技攻关,对墙柱结构与梁板交接位置采用了全新组合方式进行施工,研发并解决了如下问题:
3.1铝板转角C槽与角铝通过销钉销片连接组合形成的直槽铝合金接合板,解决了墙柱铝模与梁侧模结合问题,详见附图13、附图14。
3.2在墙柱铝模预留梁槽处采用木方(打孔)通过螺杆(一边带T字头,一边带螺丝螺帽,其中螺丝螺帽在下侧,与铝模固定)与铝模预留孔连接,再在该木方与梁底模胶合板间,用铁钉锤击固定。详见附图18、附图19。
3.3在墙柱铝模顶部与顶板木模间,采用木方(打孔)通过螺杆(一边带T字头,一边带螺丝螺帽,其中螺丝螺帽在下侧,与铝模固定)与铝模预留孔连接,再在该木方顶部与板底模板间,用铁钉锤击固定,详见附图15、附图16、附图18、附图19。
3.4解决了铝模柱、梁(弧形)与楼面板(弧形)木模的组合问题,采用首次施工的楼面模板处放出圆心,钉圆钉,拉线圈弧线,在已搭支架上,搁置并临时固定定制的弧形梁的底模和侧模(顶部设置木方),绘出楼板木模与弧形梁铝模内侧的搁置线,再锯刨楼板模板,钉在木方上。从而形成该组合。再在该楼面模板上编号,以上各层周转使用。附图24、附图25。
3.5解决了弧形梁铝模与相接的一般框梁、连梁木模组合问题、铝模梁硬线条留置问题。详见附图22。
3.6解决了弧形梁铝模与高低板木模的组合问题;因本项目阳台有结构标高有-0.05m和-0.10m两种标高,楼板厚度均为120mm,与弧形梁接口有两种,在-0.10m楼面处,墙柱铝模与顶板木模间采用③的办法,在-0.05m处做法的基础上,铝模木方上加钉木方,其上钉制楼板模板。形成高低口。详见附图24。
3.7深化了核心筒周边框梁与连系梁的截面问题及电器桥架洞的留置,本项目核心筒处梁高梁高为500mm(或400mm),门洞顶部与梁底还有450mm,二次施工时,还要搭脚手架、立模、安装过梁钢筋、砌墙,给施工带来困难,为此,铝模定制前,进行了深化,主要有KL8(1)、LL3、LL6、KL24(1)、LL5、LL11、LL8梁,梁高由500(其中LL8高400)统一调到950mm,门洞高从结构面向上2250mm,梁配筋相应调整,并经设计及建设方认可。
因核心筒墙梁处有两处桥架,根据桥架的尺寸钉木盒嵌入梁中,四周用钢筋与钢筋骨架焊接定位,加筋按设计要求。
3.8解决了全铝板拼装楼梯的浇筑问题,在分层浇筑与楼梯相连的墙体时。每层分层厚度为500mm,在墙体浇筑时,在梯段上口插入振动器到楼段底部,根据流入混凝土的量,从下往上顺序浇筑,缓慢地向上边拔边浇,直到予留观察口流出砂浆为止。
3.9铝模墙柱成型后,表面平整度和垂直度在4mm之内,达到免抹灰要求,在砖砌体四周留置凹槽,宽为150mm,深为10mm,待砖墙砌筑后,粉刷时,槽内压入耐碱网格布,利用网格布的抗裂性,可有效地解决了铝模成型构件与二次结构地结合问题,并解决墙柱与砌筑间的裂缝问题
详见附图5、附图6。
附图5:墙内侧铝模镶入木模成型后结合凹槽
附图6:结合凹槽与砖砌体对应图
4.工艺原理
根据图纸设计对模板加工体系进行设计,在墙柱、梁板结构结合处,墙柱铝模在梁处开槽,梁侧使用竖向铝合金转角模板与角铝采用销钉进行组合,形成贯通内侧凹槽,木模侧模镶入凹槽内对撑顶紧,梁底、板底,在墙柱顶采用木方与铝模螺杆固定,木方上口与胶合板用铁钉连接而成;在竖向结构出现变化时,使用木模板和竖向铝合金模板组合施工。
5.铝木结构组合模板主要施工技术控制措施
5.1铝模设计单位的技术交底
5.1.1通过发放设计图及电子版,使设计人员熟悉设计结构图、建筑图和图纸答疑。
5.1.2明确我公司的铝模制作范围,如本项目公寓楼8-39层结构墙柱、楼梯、核心筒、阳台四角转角弧梁采用铝模。
5.2 铝模专业公司技术控制措施
5.2.1辽宁忠旺铝材公司是本项目铝模设计及制作专业公司,数控操作加工制作、转运等影像图如下图所示(附图7、附图8、附图9、附图10),保证了铝材成品规格、尺寸、质量标准:
5.2.2 本公司委派专业技术人员实地考察,并对加工的铝模构件每个工序进行检查,确保铝模质量及技术要求。
附图7:机器人操作的铝材制作、焊接、组合图
附图8:机器人操作的转运、堆放图
附图9:铝材有序堆放影像图
附图10:铝材按间按组件打包装箱图
5.3铝模安装前的技术交底
5.3.1铝模编号及安装图交底
(1)根据铝模设计的模板编号,铝模板编号代码组成:宽度+属性代码+长度+后缀识别码;
平面板用P表面,梁底堵板用D表面,角铝用J表示, 楼梯墙板用 TQ表示,楼梯盖板LTGB 楼梯档板LTDB 楼梯侧板LTCB ,如500P1200 ,表示模板宽度为500mm,长度为1200mm ,见下侧附表1和附表2
附表1:铝板模板编号表
附表2:铝板模板类型表
(2)铝模安装图交底
铝模安装图由深化底图、分区图、墙安装图、梁安装图、楼梯安装图、节点安装图,并根据设计确认的电子版分别打印成纸质版结合影像资料进行交底,举行铝木模板施工方案交底会,使项目部管理人员、分包单位的主管人员、班组长及技术骨干融会贯通地掌握了铝木组合结构施工要领。所有工人在施工前培训,在施工现场进行模板试拼,工艺水平合格后才能正式上岗作业。
(3)本项目电梯门的规格、尺寸,楼梯的起点、终点位置,电井、水井门下有门坎,其门高度的确认,建筑图与结构图不符处的作好记录,及时与设计、甲方共同协商解决,办理图纸会审记录。根据设计图纸要求,结合结构图、建筑图和节点详图和施工规范由专业厂家技术人员进行深化设计铝模拼装图,铝模与木模连接拼装图。
(4)在铝模加工期间及本年度疫情影响,铝模供货期间延长到8个月,在此期间,设计变更,要结合铝模已加工成型这一实际问题(如部分偏位挑梁位置具中调整,剪力墙有门洞位置的调整,部分挑阳台处-0.10m调整为-0.05m,电梯门的规格调整),在现场进行木模、铝模构件重新组合,使之符合设计调整要求。
(5)厂家铝模深化设计完后仔细核对,确保与设计蓝图准确无误后,经业主和设计院审查批准后,方可进行铝模生产制作。
5.3.2 3D铝木结构影像交底
(1)墙柱铝模与梁板木模组合体系由模板系统(墙柱铝模与梁板木模组成)、支撑系统(一般梁板采用轮扣脚手架,弧梁、楼梯、核心筒采用可调独立钢管支撑)、紧固系统(对拉螺杆、螺母、背楞、斜支撑)、附件系统(销钉、销片等连接构件,使单件模板连成整体模板)组成。
(2)利用我司电脑、投影仪、3D影像,将整个铝木结构施工顺序、施工工艺、施工节点,从三维立体角度出发、从头到尾地展现在与会人员面前,领会到铝木结构的施工要领和注意事项。
附图11、3D影像图
附图12:现场3D影像交底实况图
5.4墙柱梁板铝模和木模结合技术控制措施
铝木组合模板结合点的位置在柱高顶部与梁的两侧面和梁底、板底。
铝合金模板与木模板连接处的接合板设计为一端的凹槽铝合金模板,模板支撑采用铝合金
模板配套立柱进行支撑,铝合金接合板的安装应符合下列要求:
5.4.1接合板位于梁截面时,带凹槽一面应朝向内侧,梁侧木模板安装于凹槽内,且左
右两侧模板通过梁模内内撑顶紧;
5.4.2铝模特制型钢立柱与木模板支撑体系采用扣件、钢管连接成整体,确保受力稳定;
5.4.3横向木模板安装
(1)铝木结合处木模板直接安装于铝合金接合板凹槽内,并用支撑顶紧;
(2)其余部位的木模板安装为传统的木模板安装工艺,安装时应符合国家相关规范的要求。
(3)铝木组合梁两侧采用转角铝模与铝合金角铝通过销钉销片锤击打紧,形成与木模厚度相同的贯通凹槽,木模板侧模镶入凹槽内。梁宽度范围内用对撑顶紧。如附图13、附图14所示:
附图13:楼面预拼带凹槽(安装梁侧模)节点
附图14:现场安装梁侧模组合节点
(4)铝木组合梁底模与墙柱连接节点,通过螺杆(一头带T字头,一头带螺杆头,通过螺帽固定)与刨光木方固定,该木方与梁底模板通过铁钉固定。详见附图15、附图16
附图15:柱铝模上端搁置木方与梁底模通过螺杆固定
附图16:现场安装梁底模组合节点
(5)铝木组合墙顶与板底连接节点,通过螺杆(一头带T字头,一头带螺杆头,通过螺帽固定)与刨光木方固定。该木方与板底模板通过铁钉固定。详见附图17
附图17:墙铝模与板连接节点
(6)铝木组合阳台转角弧形梁顶与板底连接节点,通过螺杆(一头带T字头,一头带螺杆头,通过螺帽固定)与刨光木方固定,同时刨光木方顺着定型弧形梁规格尺寸转折,注意内侧木方的连接的顺直。该木方与板底木模板通过铁钉固定。详见附图18、附图19。
附图18:铝侧模顶部与木方通过螺杆连接
附图19:铝侧模顶木方与胶合板通过圆钉连接
铝合金弧梁底板、侧板先在楼层或地面上分别通过销钉、销片组拼,组拼时要在楼面或地面上放线,放出圆心点,弧长,再通过铝模设计尺寸进行分别进行组装。
铝模架为搭设轮扣架,通过其轮扣架上小横管搁置铝模底板,固定底板时,在楼面上放出圆心,圈出地点、终点、中间点的位置来实现。
侧模与底板的连接,按侧模、底板孔位对应内弧梁角铝两侧的预留孔,打入销钉销片来固定。
侧边线条通过底板模、侧模对应的孔位来固定。支架加固通过底板铝模片预留圆管与铝架支撑相套而成固定。
本工程外侧线条滴水线是硬滴水线,通过结构梁固定一块木模板来实现,此处木模的弧度同铝板底板的弧度,外侧留出30mm宽,厚为15mm线条,浇混凝土后形成滴水,与两侧木模底模的线条顺接, 详见附图18。
铝合金弧梁两侧与一般框架梁的连接支撑,可通过一侧为轮扣架上小横杆,一侧为铝模支撑或轮扣架上小横杆来定位,为防止高低、周边位移或调整位置,暂时通过上面加钉短模板来实现。模板加固后拆除短模板,做模板滴水线,详见附图20、附图21、附图22、附图23。
附图20:硬线条滴水线与结构弧梁一次成型
附图21:铝模弧梁与一般框梁节点处支撑
附图22:铝模弧梁与一般框梁节点处支撑
附图23:弧梁与框梁底模顶部短模板临时加固
(4)在(5)条中刨光木方与楼面胶合板用铁钉来固定,每处不少于二根,间距为300mm,其成型图见下面附图24,其另一侧阳台木模与梁转角铝模高处采用带T字的螺杆固定上面用铁
钉固定面板。低处胶合板与转角铝模用钉直接固定,连接节点见附图25,成型节点附图26。
附图24:安装弧形梁(铝模)与弧形板(木模)梁板组合成型节点
附图25:安装弧形梁(铝模)与弧形(木模)梁板组合侧面成型节点
附图26:安装弧形梁板组合成型效果图
5.4楼梯(剪刀梯)铝模板安装技术
5.4.1安装步骤
安装或连接外墙承接板→安装梯段下侧墙板铝模→楼梯平台板铝模安装→通过墙上转角C槽安装楼梯斜底板(背楞)安装→安装上侧的墙体铝模板→安装梯段钢筋和平台钢筋→安装楼梯踏步板及楼层上三步板。
5.4.2安装技术措施
(1)承接板安装要求
由抗拔螺杆与已浇墙柱体固定,首层承接板是下层木模,抗拔螺杆安装木模中,其它层固定在墙铝模上边,铝模拆除后,该承接板留置,作为上一层墙模底模,详见附图27、附图28。
(2)楼梯下侧墙板铝模安装技术措施
按设计要求先用销钉销片在楼层面组拼,通过激光水平仪和拉线来控制墙板铝模的起点和
终点标高,通过木方和胶合板来调整,垫木与铝模内侧平,在低洼处要用砂浆来封堵;再用铝模穿墙螺杆与铝模背椤紧固,下侧与承接板通过销钉销片连接,上侧与转角C槽相连,下侧与承接板铝模相连接,再设斜撑固定,详见附图29。
附图27:承接板安装图
附图28:承接板与下侧墙组拼图
附图29:墙板、背楞组合图
(3)安装楼层平台板及梁
安装楼层平台板及梁标高,先确定平台板底标高,通过支撑及四周墙顶或梁顶标高的调整来达到,梁通过两侧墙的梁槽与顶撑与铝模底板通过转角C槽或角铝相连接,平台板间通过销钉销板拼接。详见附图30。
附图30:楼梯平台铝模组合成型图
(4)安装楼梯梯段斜板
通过梯下侧墙上转角C槽、铝模支撑、铝模平台板标高来控制,先在楼面通过销钉、销片组装小段梯段板,再与转角C槽、另一端铝板槽板(上含挡板、下设短撑管,与铝板支撑管相套)通过销钉销片在施工面组装,楼梯处组装从低到高,各段的长度和标高要控制好,要方正。以便与上下平台板顺利相接,详见附图31、附图32。
附图31:斜梯板下侧组合成型图
附图32:梯板上侧组合成型图
(5)安装梯段上侧的墙体铝模板
大面墙板先预拼,根据已浇下层楼面标高与上面平台标高,拉线调整到上下点标高,可用相应铝板和木模搁置进行调整。调整后下侧的角铝与楼面的空隙可用砂浆封紧。详见附图33、附图34、附图35。
附图33:梯步踏步组合件图
附图34:组合件与墙板下侧组合
附图35:梯段组合件与上端组合
(6)安装钢筋后,安装楼梯踏步板铝模及楼层上三步铝模板
钢筋按设计安装、垫保护层到位,验收通过后,校对原留置踏步组合件和挡板孔眼标高,然
后一端根据楼梯组合件留置孔眼、另一端根据留置挡板孔眼组装,踏步从下到上连续组装。先装踏步侧面槽钢、再装上平面封板,详见附图36、附图37、附图38。
附图36:钢筋安装、踏步侧板安装图
附图37:踏步上平板安装图
附图38:踏步安装成型图
5.5墙柱铝模安装技术措施
5.5.1本项目墙板铝模技术措施和要求
(1)本项目模板标准墙板宽度为500mm,墙板与楼面木方及胶合板直接连接安装形式,外墙承接板提高50mm,内外墙板高度相同。墙板通过背楞和对拉栓进行加固,对拉栓水平间距最大为1000mm,竖直方向距离为250mm、550mm、800mm、900mm。墙模侧面支撑用可调式斜支撑,用膨胀螺栓(或预埋环)固定于地面,另一端螺栓固定在背楞上,起到抗弯,调节垂直度作用。
(2)墙柱模板采用对拉螺栓连接时,最底层背楞距离地面、外墙最上层背楞距离板顶不大于300mm,内墙最上层背楞距离板顶不宜大于700mm;除应满足计算要求外,背楞竖向间距不宜大于900mm。转角背楞及宽度小于600mm的柱箍宜一体化,相邻墙肢模板通过背楞连成整体。
(3)安装剪力墙背楞及斜撑时,对拉螺杆直径18mm,外露丝扣最少保留10mm。墙体加固必须按图纸要求设置斜撑,以保证墙模垂直度和稳定性。设置斜撑时,墙斜撑间距不宜大于2000mm,长度大于等于2000mm的墙体斜撑不应少于两根,且要求斜撑对顶(对称)安装。下设附图39(一般墙板连接处)、附图40:铝模楼梯平台与铝模墙板连接处。
附图39:墙板安装示意图
附图40:墙柱铝模背楞加固示意图
(4)销钉紧固间距:边长大于150mm (含150mm)小于500mm(含500mm)的要保证每个边上打上2个销钉,边长大于600mm(含600mm)的间距不应大于300mm,距自身模板端头不大于150mm,且每次需要全数检查。
外墙和电梯井墙出现跑偏情况,纵向设置五道背楞以保证模板的稳固性(注:外墙上边缘容易跑偏,我公司特意在K板上设置一道背楞以满足模板的稳固性),详见上图。
5.5.2施工工艺流程及操作要点
(1)施工流程
放墙柱位线→标高找平→绑扎墙柱身钢筋→水电施工→监理验收→安装墙柱模板→检查垂直度→检查平整度→检查销子是否正确地楔入→移交绑扎梁板钢筋→水电施工→墙柱加固→混凝土浇筑
(2) 一般墙柱铝模工艺做法
①测量放线及轴线校验
测量放线:楼面砼浇注完成后,投测主要控制线,所有柱边线全部在楼面上放出,楼层标高线引测在柱钢筋对角线上或钢管立杆上;模板安装前,必须复核楼层的标高及主要控制轴线。
轴线检验:校核测量人员投射的轴线和墙线是否正确。使用水平仪测量本层标高是否在控制范围内,如果超过范围,需要做相应的找平处理。
②安装墙柱铝模
初始安装模板时,需将Φ8-Φ12mm的钢筋用冲击钻固定在混凝土面外角模内侧,以保证模板安装对准放样线。对于小于300mm墙,可用混凝土撑块,对于大于所有模板都是从角部开始安装,这样可使模板保持侧向稳定。
安装模板之前,需保证所有模板接触面及边缘部已进行清理和涂脱模剂。当角部稳定和内角模按放样线定位后继续安装整面墙模。为了拆除方便,墙模与内角模连接时销子的头部应尽可能的在内角模内部。
封闭模板之前,需在墙模连接件上预先外套PVC 管,同时保证套管与墙两边模板面接触位置要准确,以便浇注混凝土后能收回对拉螺丝。当外墙出现偏差时,必须尽快调整至正确位置,只需将外墙模在一个平面内轻微倾斜,如果有两个方向发生垂直偏差,则要调整两层以上,一层调整一个方向。墙柱铝模背楞加固示意图详见附图41、附图42,成型图见附图43、附图44。
附图41:墙柱铝模背楞加固示意图
附图42:柱铝模背楞加固示意图
附图43:墙成型效果图
附图44:柱成型效果图
(3)起步板安装
结构外墙板或核心筒井道等无结构板部分,需安装起步板作为该部分墙柱模板安装的的受力点,起步板安装应满足下列要求:
①起步板安装前根据楼层的标高控制线测起步板安装控制线,起步板顶端齐平,确保剪力墙板顺利拼装;
②起步板采用配套的固定螺丝安装固定在结构剪力墙上,起步板待结构施工完毕,上部模板拆除后松开螺丝对其进行拆除。
(4)墙柱定位筋安装
①根据校核后的墙线将对应控制线投测在墙线外200mm,作为墙身垂直定位参照线。
②墙身两侧及转角处用Φ8钢筋定位,墙长较大部位中间每隔900mm布置一根Φ8钢筋定位。
(5)墙柱铝合金模板安装
①墙柱铝合金模板安装前将模板表面清理干净,并涂抹适量的脱模剂;
②依据定位控制线,从端部(底部)封板开始,同时逐件安装墙柱模板;
③相邻模板间根据设计要求采用销钉进行固定,安装销钉时,采用铁锤敲打销钉;
④按照铝模施工图纸所示安装可调节斜杆,斜杆底端与楼面顶紧,上端固定在模板加劲肋上;
⑤安装过程中遇到墙柱对拉螺杆位置,将胶管及杯头套住柱杆,两头穿过对应的模板孔位;
⑥根据设计要求墙柱从下到上安装背楞进行加固,背楞采用配套的特制型钢背楞。
(6)模板校正
楼板钢筋安装完成以内,应对墙柱模板进行收尾检查及加固;
对墙柱模板垂直度进行复核,出现偏差时调节底部支撑顶托的高度;
对梁、板模板进行复核,出现偏差时调节底部支撑顶托的高度。
(7)检查验收
①检查竖向模板的垂直度和横向模板的侧向弯曲度。
②检查模板的拼缝宽度和高低差。
③铝合金模板与木模板接合处的平整度。
④所有模板应清洁且涂有合格脱模剂。
⑤保证板底和梁底支撑杆的垂直的,并且支撑杆没有垂直方向上的松动。
⑥检查墙模和柱模的背楞 斜向支是否正确。
⑦检查对拉螺杆、销子、楔子保持原位且固定牢固。
(8)模板的拆除及维保
①楼板及梁混凝土达到100%强度时拆除承重铝木模板。
②墙柱铝合金模板及梁侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤,一般为混凝土浇筑后12小时。
③模板拆除过程中应保护好模板的完整性,拆除过程中轻拿轻放,不得随意从高处丢弃。
④拆模完成后对拆除的模板表面进行清理,并分类推放。对清理完成后的模板进行质量检查,如发现破损变形等情况出现及时更换新的模板。
6.经济效益分析
本工程标准层采用铝木组合,其中核心筒、楼梯及阳台四角弧梁采用了全铝合金模板施工,节约了项目的周转材料的投入,降低了因传统木模板周转利用率低,需多次采购的成本费用,其它楼层间的墙柱采用了铝模,梁板采用了模板的组合结构,通过大面积采用铝木结合运用的施工工艺,充分提高了混凝土的成型质量。具有较高的使用价值及推广价值。
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