鋼筋混凝土結構工程施工災害研究

摘要：因為施工現場鋼筋的組立和混凝土澆置的質量不易掌控，所以現階段提升鋼筋混凝土建筑物的施工質量，相形之下就更顯得重要，鋼筋混凝土結構施工作業內容主要是以鋼筋、模板和混凝土作業為主，以下就各別作業內容加以討論。

關鍵詞：鋼筋混凝土;結構工程;施工管理

中圖分類號：TU755?????????文獻標識碼：A

收稿日期：2020-04-09

作者簡介：王純皓（1985- ），男，助理工程師，本科，研究方向：建筑工程管理。

1 引言

鋼筋施工作業：包括切焊、加工及綁扎鋼筋、現場組立、配筋檢查及吊掛;模板支撐作業：一般模板工程的施工作業依流程可分為支撐架組立、現場模板組立作業與混凝土澆置后模板拆除及再撐;混凝土澆置作業：依流程可分為配比設計、拌合、輸送（壓送）、現場澆置及震動搗實。

2 鋼筋施工作業災害原因探討

高層結構的墻面、樓板與梁柱的鋼筋混凝土強度要求比一般建筑物高，而且鋼筋組立作業經常在高處或深開挖處作業，挑高的設計和大面積的鋼筋組立，更是需要嚴格要求鋼筋組立的施工質量，與模板工程更是相互依賴密不可分，施工防災重點分別敘述如下。

2.1 焊接或車牙接續鋼筋造成其強度頓失

如果采用水淬制法的鋼筋，因為制作方法是在鋼筋熱軌成型時加以水淬，以增加鋼筋表層的抗拉強度，但是在焊接時有可能使水淬強化的強度消失，所以不可使用焊接施工，而且車牙會磨損其強度較高的表層，故不可用車牙接續鋼筋，并且避免在高腐蝕的環境使用此種鋼筋，以避免其強度頓失。

防治對策：（1）鋼筋質量的檢驗，必須依照施工規范的規定進行抽樣[]，送請檢驗機構或是學術單位檢驗，并且由品管人員簽認;（2）每批鋼筋應檢附出廠證明，若是水淬鋼筋，施工時應避免使用焊接或是車牙接續;（3）鋼筋加工須符合精度的要求，其容許誤差可參考照我國規范標準[1];（4）有關鋼筋的其他細節，可參考中國土木水利工程學會“混凝土工程施工規范與解說”與“結構混凝土施工規范”的規定辦理[2]。

2.2 鋼筋續接器使用不當

鋼筋接續器的型式一般包含套筒（壓合）接續、摩擦焊續接、螺紋節鋼筋接續、螺紋加工接續、溶融金屬填充接續及泥漿灰泥填充接續，均屬于機械式鋼筋續接器。

可能造成鋼筋強度折減的原因敘述如下：（1）使用不合格的鋼筋續接器：鋼筋混凝土 梁或柱欲使用鋼筋續接器接合時，除了必須通過拉力試驗外，還須要通過反復拉壓試驗及SA 級滑動量試驗;（2）使用不符合規定的鋼筋：鋼筋的強度不符合規范要求、鋼筋斷面非圓形、車牙質量不佳、竹節鋼筋凹凸程度不足或是使用擠壓式鋼筋續接器，造成鋼筋強度下降;（3）使用螺紋式續接器：應該注意鋼筋接續端是否旋緊，以及公母端螺紋角度，避免鋼筋強度不如預期;（4）將鋼筋連接于鋼骨上的可焊續接器不合格或焊接不當。

防治對策：（1）續接器應該避免在鋼筋最大拉力處使用，接續的方法應該考慮接續處受力情形（需錯開 30cm）;（2）避免使用滑移量過大的鋼筋續接器或是在同一斷面全部采用續接器，以免減損鋼筋混凝土柱與梁的強度;（3）使用鋼筋續接器時，必須注意其外徑擴大對鋼筋混凝土的影響，而且施工應該按照“鋼筋續接器削接施工規范”相關規定辦理[3]。

2.3 鋼筋搭接不當

鋼筋搭接長度常常有不足的現象，或是主筋搭接在同一斷面，沒有錯開，形成強度突變點，導致應力集中造成破壞或是主筋搭接長度不足。（1）大于 D36 的鋼筋，不得搭接;（2）束筋中個別鋼筋的搭接長度，應以其單一鋼筋所需搭接長度為基本。束中各根鋼筋的搭接位置不得相互重疊。束筋不可作整束的搭接;（3）受撓構材中鋼筋作不接觸搭接時，其側向間距不得大于搭接長度的1/5 或 15cm。

2.4 箍筋數量不足

如果梁柱接頭箍筋不足，常常是因為箍筋綁扎不易而偷工所造成的。柱的兩端箍筋如果特別密集，地震來臨時會造成嚴重破壞，結構的耐用性也會受影響，施工者假如自行按照以往的施工經驗，自行決定箍筋排列方式，加上柱頂箍筋密集，施工比較麻煩，所以常會有柱頂或梁底處箍筋數量不足。

2.5 鋼筋位置不符或是柱內埋藏管線

鋼筋施工常因為現場狀況不易配合，所以有工人隨意配置鋼筋的情形，比如柱內常常任意埋藏管路，即使鋼筋配置按圖施工，還是會造成梁柱偏心，抗彎強度會明顯降低，因此管線斷面不可超出梁柱斷面 5%。

2.6 錨定不足或彎勾不足

端梁在與柱接頭處，因為鋼筋過密不易施工，箍筋未作?135°彎勾，現場施工大多為 90°彎勾，而且常未深入柱內，造成錨定不足，梁端彎矩將鋼筋直接拉出，造成梁柱接頭破壞。

2.7 焊接鋼筋變質

焊接產生的高溫，使高拉力鋼筋局部發生變化而變脆，加上鋼筋斷面原本就比較小，所以鋼筋使用焊接方式接續并不恰當，如果必須使用焊接方式，應該嚴格參照相關規定辦理。

2.8 混凝土保護層不足或鋼筋間距問題

鋼筋排筋時的支墊不良或綁扎過松，會造成混凝土保護層厚度不足或混凝土澆置時鋼筋發生變位。當保護層不足時，容易導致鋼筋生銹或耐火能力不足。而鋼筋位置偏移，則會使鋼筋混凝土梁或柱的強度折減。

防治對策：檢查混凝土墊塊是否牢固、數量是否足夠，以及鋼筋是否確實綁扎，于混凝土澆置前再巡視，藉由確實檢查予以避免。

如果在鋼筋作業施工階段，所采用的施工方式、鋼筋質量或是作業疏失，對鋼筋混凝土結構有明顯的強度折減影響時，雖然不會有立即的災害發生，但是對于建筑物日后的耐用性和耐震性有相當大的影響，如震災中得知，許多建筑物在地震力尚未超過其設計強度時發生倒塌或毀損，雖然無法得知地震何時發生，但是可以針對上述問題予以檢討，避免都會地區的高樓于地震中發生相同的災情，因此高層建筑施工階段防災研究，應不可缺少重大施工瑕疵所導致的工程問題，以免日后發生嚴重的公共安全問題。

3 模板支撐作業災害原因探討

高層建筑新建工程如果需要澆置混凝土，如樓板或某些梁柱因為整體支撐架設的長、寬或高都可能比一般建筑物增加很多，所需負載的混凝土重量大，因此很容易發生鋼管挫曲或爆模，嚴重者可能會發生樓板坍塌。而且因為樓層較多，可能在澆置最上方樓板時，其下層的梁柱養護尚未達設計強度或是拆模，所以應謹慎檢討下層結構的承載力，以免因為負荷過大壓垮下層梁柱。針對大面積灌漿及高層模板支撐的施工安全技術研究，因為支撐的裝設、材料性質或施工期間的外力可能造成的問題，如模板坍塌、拆模后鋼筋混凝土結構變形過大、爆模、漏漿、樓板倒塌或其他可能災害的原因說明如下[3]。

3.1 未使用高低調節器或適當墊板

一般在工地施工時，常采用“簡易型鋼管鷹架”作為模板支撐，使用簡易型鋼管施工架作為模板支撐時，需要在最底部的鋼管施工架下方加上高低調整器，用以調節地表不平所造成的空隙。不過工地常省略底部高低調整器的裝設，而直接將鋼管施工架架設在地面上，將會造成混凝土澆置時產生模板下陷。因為支撐架整體不穩定，如果此時受到強風、地震或是碰撞，將會嚴重影響支撐架的穩定。而且在澆置后，結構體的變形量可能超過規范的規定，影響整體結構的受力行為。

防治對策：可在施工架基礎填級配料夯實，再鋪上適當的墊板，避免不均勻沉陷，并且在腳架處加強固定，預防施工架傾斜或倒塌。

3.2 支撐高度

支撐高度不足時，未依規定使用 U 型高低調整接頭若是以鋼管施工架作為構筑樓板時的支撐，常常須要配合一段木支撐或是可調式鋼管支柱，彌補鋼管施工架頂端到模板之間的距離，這種支撐都需要以貫材及 U 型高低調整接頭連接，但是在工地常忽略 U 型調整器的裝設，直接將貫材設置在最頂層鋼管施工架的上方，搭接的地方再用鐵絲固定。安裝鋼管支柱時，常有以下疏失，造成耐震性不佳或是支撐系統不穩的現象：（1）常以#3 鋼筋代替專用金屬插銷;（2）未使用 U 型調整器;（3）忽略裝設交叉撐材，造成橫向變形及移動過大。

3.3 支撐材料變形質量不良

由于模板支撐的強度，可能因為支撐的制造商不同以及新舊品的差異，而有不同的極限承載強度，而且工地常常將新舊支撐混雜使用，在高層鋼筋混凝土或鋼骨鋼筋混凝土建筑施工時，需要運用大量的支撐設備，而模板支撐強度的不同或是支撐材料有明顯的變形或缺陷，可能在澆置混凝土時造成樓板產生差異沉陷，影響結構安全。

3.4 額外的應力

額外的應力導致爆模、模板坍塌或是施工架倒塌混凝土澆置產生的震動、使用振動搗實法或施工機具及人員所引起的外力，產生模板震動，使模板和支撐所承受的應力增加，造成整體支撐的不平衡、爆模或是變形量過大，嚴重時會導致模板坍塌。上下樓層在搗筑混凝土時，也可能造成模板偏移，使得上下柱產生偏心，所以模板支撐應由營造業技師核算并簽認。地震、強風等天災，對施工架或是結構體產生的額外應力是無法避免的，但是可以藉由嚴格的施工質量管理，達到降低意外災害程度的目的。

4 總結

鋼骨結構是超高層建筑物唯一可行的構筑方式，在要求大跨度的空間，最小的柱、梁構材斷面，以及在降低工程造價、縮短工期的考慮下，采用鋼骨構造除了可以減少現場人力的需求，而且因為建筑物高度增加，如果必須符合結構耐震設計的規定，采用鋼骨建材比鋼筋混凝土 建材更能滿足韌性要求。其整體結構的穩定與施工階段的問題，都會對結構本身以及周遭環境的安全造成重大的影響。而高層建筑除了因為施工大規模化，所以作業內容增加并且復雜，容易造成作業效率降低，工期延長，并且災害發生頻率增加。

參考文獻：

[1]余建春.提升混凝土主體結構施工質量的管理和技術實踐[J].施工技術，2014（06）：468-472.

[2]朱長根.裝配整體式混凝土結構質量控制與驗收要點[J].住宅科技，2014（06）：77-80.

[3]桂宇飛，張騰龍，李偉男，等.復雜超高層鋼結構施工管理技術[J].建筑技術，2014（6）：515-517.

Abstract：?Because the quality of the assembly and reinforcement of concrete at the construction site is not easy to control， it is even more important to improve the construction quality of reinforced concrete buildings at this stage. Focusing on concrete operations， the following will discuss the contents of each operation.

Key words：?Reinforced concrete;Structural engineering;Construction management