基于铝模的全混凝土外墙设计与施工技术

基于铝模的全混凝土外墙设计与施工技术

张树军

中建新疆建工（集团）第四建筑有限公司 新疆乌鲁木齐 841100

摘要：由于混凝土、砂浆与砌筑墙体的热膨胀系数不一致，易在混凝土与砌筑墙体之间、外墙砌筑与外墙砂浆之间产生收缩裂缝，外墙易产生开裂渗漏等质量通病。高层建筑受风影响较大，此问题尤为明显，一直备受困扰。近年来，随着铝合金模板施工技术的大力发展，免抹灰、干作业等先进施工理念开始萌发并得到初步发展，针对建筑物外墙开裂、渗漏等一些质量通病，采用铝模技术全混凝土外墙能得到较好解决。

关键词：铝模；全混凝土外墙；设计；施工技术

前言

铝合金模板技术在西方发达国家已经应用了将近半个世纪，但我国的这一技术还正处于起步阶段，非常不成熟。主要有铝模与混凝土发生化学反应，在前三层、高强混凝土等方面表现尤为明显；二是窗下墙设计为整体连梁或双连梁、二次浇筑构件如构造柱和飘板等实现了与墙体一次浇筑完成，形成了大跨度封闭式平底U型结构，在结构设计上实现了优化，施工上却是加大混凝土浇筑施工难度，若不能形成配套的混凝土施工技术，整个结构质量效果将会大打折扣。目前，国内铝合金模板施工技术采用的混凝土及混凝土设计要求，多与普通木模板施工无异，但铝合金模板的施工技术难度比普通木模板的高，因此采用的混凝土应有所差异。针对铝模工艺全混凝土外墙设计施工存在的结构异性、部分结构振捣浇筑难度大、铝模表面被混凝土腐蚀三大问题进行了混凝土性能的改善研究及应用。

1全现浇混凝土外墙

建筑外墙上所有传统设计中采用的砌体构件，如传统剪力墙结构的外墙洞口填充墙、窗台墙、阳台隔墙、阳台栏板等，全部采用钢筋混凝土构件与主体结构实现一次整体浇筑。传统建造体系中，建筑外填充墙需要在主体结构完成后进行二次砌筑，需要抹灰找平，后做外墙防水保温和建筑面层，工序复杂，而且存在渗漏空鼓以及开裂的隐患。全现浇混凝土外墙，建筑外墙构件中的填充墙、窗台墙、阳台隔墙、阳台栏板等主体结构一次整体浇筑成型，从根本上解决了外墙渗漏、空鼓、开裂的问题，结合铝模板施工，建筑外墙平整光滑，实现了建筑外墙免抹灰，大大节省了工期，节能又环保。符合国家对扬尘及建筑垃圾治理的政策方向，被越来越多的开发商所关注和采用。

2铝模爬架建造体系

实现全现浇混凝土外墙就是利用铝模爬架建造体系。铝模板是近年创新应用的建筑模板体系，替代原有木模板。铝模板在工厂中进行生产，在工地上组装，具有拆模后表面光洁平整，重复利用率高，拼装施工高效的优点。成型后混凝土表面。平整光洁，平整度达到3mm左右，可以做到全楼二次抹灰，直接铺贴建筑面层。所有外墙门窗洞口及内墙厨卫反坎均可以一次成型，防水性能良好，施工效率大大提高。内墙采用空心预制墙板，实现全楼免抹灰和湿作业。外墙因采用全混凝土外墙，为爬架提供了良好的使用条件，采用爬架，施工安全性大大提高，因为爬架随楼层升高附墙爬升，为外墙门窗及装饰穿插施工创造了条件，使得整个项目整体交付工期节约20％左右，经济效益优势凸显。全混凝土外墙铝模爬架效果。

3 控制要点

（1）设计要点：结构计算时，内隔墙因为采用预制墙板，跟普通结构一样按隔墙荷载输入即可，外墙除竖向受力的剪力墙外，混凝土填充墙的计算如果做到合理模拟值得研究。主要是全混凝土外墙的刚度远远大于填充墙的刚度，对结构整体刚度影响较大，直接影响结构的自振周期。合理的自振周期是结构抗震计算的重要指标。

由于采用全混凝土外墙，外墙荷载较砌体填充墙大，导致底层墙肢轴压比不容易满足规范要求。设计时可采用提高混凝土标号，但过高的混凝土标号在外墙容易产生裂缝，加厚底部墙体容易影响户内空间；建议适当加长外围主体结构剪力墙的长度，缩短了填充墙的长度，减小填充对结构整体刚度的影响。

（2）铝模与全现浇外墙是“最佳拍档”，二者结合能够发挥铝模施工速度快、穿插施工等诸多优势。在施工图设计启动前，已考虑按全现浇外墙进行设计，荷载问题已提前考虑到，相应含钢量与混凝土含量增加需要与成本部有初步沟通。

（3）当门窗洞口周边存在小过梁、小墙垛时，可在其中设置构造钢筋，与主体结构一次浇筑成型，避免小尺寸构件二次施工麻烦。

（4）设计标准化要求：从铝模应用角度来说，开发企业推广应用标准化户型，可以提高设计标准化程度、缩短铝模深化时间，同时可实现一套铝模在多栋楼间重复利用，大幅度摊销铝模一次性投入，做到提速、增效、降成本。

（5）线条简洁化要求：外墙设计应尽可能减少线条装饰。简单造型的线条宜与铝模板体系一并支模浇筑成型，复杂造型的线条可考虑采用类似GRC构件的轻质材料代替，且与主体结构之间应设置可靠的拉结措施。

（6）模数化要求：铝模以50mm为模数，因此结构尺寸的模数以50mm为宜，避免出现结构净距小的凹凸构件。铝模需要为非模数变化的墙厚单独配模，导致铝模成本增加，因此尽量避免标准层墙厚发生变化。

（7）建筑单体长度要求：如果单体超长，需要设置后浇带或膨胀加强带，减少施工期间混凝土收缩开裂，但设置后浇带会大大增加支撑数量，降低施工效率，难以做到穿插施工缩短工期；而采用膨胀加强带需要在楼板内设置通长上部钢筋，导致用钢量加大，增加土建成本。因此对于高层住宅宜避免单体总长度超过55m。

（8）建筑立面材质要求：铝模完成面较光滑，如果外立面采用面砖类材料，存在后期脱落的风险，因此建筑立面尽量选用涂料类材料。另外选用涂料立面可以加快施工速度，有利于其他工序穿插施工。本项目外墙为真石漆外墙，无脱落风险，考虑潍坊当地要求三小间贴砖交付，拟在后期厨卫贴砖之前采用高压水枪墙面拉毛工艺，确保内墙砖质量，杜绝脱落现象。

（9）最小净距要求：为保证铝模安装施工，两道混凝土墙面最小净距不应小于700mm，如设备管井紧邻混凝土外墙，如果存在净距小于700mm的墙体，应将一侧墙体改为砌体填充墙。

（10）连接的细部设计

结构性连接。通过对全混凝土外填充墙剪力墙结构性能进行分析，根据尺寸、类型、功能等要素合理划分剪力墙与外墙的连接方式，包括围护板体系、装饰板体系。在围护板体系中，只需在剪力墙的主体结构上固定单元模块即可保证上下两层楼板能够互相牢固支撑；在装饰板体系中，能够根据全混凝土外剪力墙物理性能，合理控制剪力墙外立面的形状与表面效果，进而保证结构设计的科学性。

形态性联结。形态性联结要求合理处理全混凝土外填充墙与剪力墙之间的缝隙宽度、材料等。为避免结构单元发生断裂，通常要综合考虑湿度、气密性、安装偏差等多种因素，若湿度没有得到合理控制，将会增强剪力墙单元模块的收缩效应，从而使结构设计更加复杂。形态性连接包括重合式、开敞式、刚性连接等，处理全混凝土外墙与剪力墙接缝的方法有弹性密封胶、排水槽、防水密封胶条等。

结束语

简而言之，新的全现浇混凝土外墙结构，利用铝模爬架技术，避免外墙二次抹灰，结构施工过程与装饰及安装穿插施工，减少能耗排放，节约工期，结构设计通过结构拉缝技术，合理确定结构自振周期，调整结构布置，完善结构施工阶段验算，做到安全、经济、合理、美观，为其市场应用提供良好的发展前景。

参考文献：

[1]汪裕洲，赵羽习，赵云，等名冈筋混凝土框架一再生填充墙抗震性能试验研究[J]建筑结构学报，2020，41(03)：53-62．

[2]闭璐娜，韦蔷．剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用探究[J]中国住宅设施，2017(12)：8—9．