钢筋混凝土结构工程施工灾害研究

摘要：因为施工现场钢筋的组立和混凝土浇置的质量不易掌控，所以现阶段提升钢筋混凝土建筑物的施工质量，相形之下就更显得重要，钢筋混凝土结构施工作业内容主要是以钢筋、模板和混凝土作业为主，以下就各别作业内容加以讨论。

关键词：钢筋混凝土;结构工程;施工管理

中图分类号：TU755         文献标识码：A

收稿日期：2020-04-09

作者简介：王纯皓（1985- ），男，助理工程师，本科，研究方向：建筑工程管理。

1 引言

钢筋施工作业：包括切焊、加工及绑扎钢筋、现场组立、配筋检查及吊挂;模板支撑作业：一般模板工程的施工作业依流程可分为支撑架组立、现场模板组立作业与混凝土浇置后模板拆除及再撑;混凝土浇置作业：依流程可分为配比设计、拌合、输送（压送）、现场浇置及震动捣实。

2 钢筋施工作业灾害原因探讨

高层结构的墙面、楼板与梁柱的钢筋混凝土强度要求比一般建筑物高，而且钢筋组立作业经常在高处或深开挖处作业，挑高的设计和大面积的钢筋组立，更是需要严格要求钢筋组立的施工质量，与模板工程更是相互依赖密不可分，施工防灾重点分别叙述如下。

2.1 焊接或车牙接续钢筋造成其强度顿失

如果采用水淬制法的钢筋，因为制作方法是在钢筋热轨成型时加以水淬，以增加钢筋表层的抗拉强度，但是在焊接时有可能使水淬强化的强度消失，所以不可使用焊接施工，而且车牙会磨损其强度较高的表层，故不可用车牙接续钢筋，并且避免在高腐蚀的环境使用此种钢筋，以避免其强度顿失。

防治对策：（1）钢筋质量的检验，必须依照施工规范的规定进行抽样[]，送请检验机构或是学术单位检验，并且由品管人员签认;（2）每批钢筋应检附出厂证明，若是水淬钢筋，施工时应避免使用焊接或是车牙接续;（3）钢筋加工须符合精度的要求，其容许误差可参考照我国规范标准[1];（4）有关钢筋的其他细节，可参考中国土木水利工程学会“混凝土工程施工规范与解说”与“结构混凝土施工规范”的规定办理[2]。

2.2 钢筋续接器使用不当

钢筋接续器的型式一般包含套筒（压合）接续、摩擦焊续接、螺纹节钢筋接续、螺纹加工接续、溶融金属填充接续及泥浆灰泥填充接续，均属于机械式钢筋续接器。

可能造成钢筋强度折减的原因叙述如下：（1）使用不合格的钢筋续接器：钢筋混凝土 梁或柱欲使用钢筋续接器接合时，除了必须通过拉力试验外，还须要通过反复拉压试验及SA 级滑动量试验;（2）使用不符合规定的钢筋：钢筋的强度不符合规范要求、钢筋断面非圆形、车牙质量不佳、竹節钢筋凹凸程度不足或是使用挤压式钢筋续接器，造成钢筋强度下降;（3）使用螺纹式续接器：应该注意钢筋接续端是否旋紧，以及公母端螺纹角度，避免钢筋强度不如预期;（4）将钢筋连接于钢骨上的可焊续接器不合格或焊接不当。

防治对策：（1）续接器应该避免在钢筋最大拉力处使用，接续的方法应该考虑接续处受力情形（需错开 30cm）;（2）避免使用滑移量过大的钢筋续接器或是在同一断面全部采用续接器，以免减损钢筋混凝土柱与梁的强度;（3）使用钢筋续接器时，必须注意其外径扩大对钢筋混凝土的影响，而且施工应该按照“钢筋续接器削接施工规范”相关规定办理[3]。

2.3 钢筋搭接不当

钢筋搭接长度常常有不足的现象，或是主筋搭接在同一断面，没有错开，形成强度突变点，导致应力集中造成破坏或是主筋搭接长度不足。（1）大于 D36 的钢筋，不得搭接;（2）束筋中个别钢筋的搭接长度，应以其单一钢筋所需搭接长度为基本。束中各根钢筋的搭接位置不得相互重叠。束筋不可作整束的搭接;（3）受挠构材中钢筋作不接触搭接时，其侧向间距不得大于搭接长度的1/5 或 15cm。

2.4 箍筋数量不足

如果梁柱接头箍筋不足，常常是因为箍筋绑扎不易而偷工所造成的。柱的两端箍筋如果特别密集，地震来临时会造成严重破坏，结构的耐用性也会受影响，施工者假如自行按照以往的施工经验，自行决定箍筋排列方式，加上柱顶箍筋密集，施工比较麻烦，所以常会有柱顶或梁底处箍筋数量不足。

2.5 钢筋位置不符或是柱内埋藏管线

钢筋施工常因为现场状况不易配合，所以有工人随意配置钢筋的情形，比如柱内常常任意埋藏管路，即使钢筋配置按图施工，还是会造成梁柱偏心，抗弯强度会明显降低，因此管线断面不可超出梁柱断面 5%。

2.6 锚定不足或弯勾不足

端梁在与柱接头处，因为钢筋过密不易施工，箍筋未作 135°弯勾，现场施工大多为 90°弯勾，而且常未深入柱内，造成锚定不足，梁端弯矩将钢筋直接拉出，造成梁柱接头破坏。

2.7 焊接钢筋变质

焊接产生的高温，使高拉力钢筋局部发生变化而变脆，加上钢筋断面原本就比较小，所以钢筋使用焊接方式接续并不恰当，如果必须使用焊接方式，应该严格参照相关规定办理。

2.8 混凝土保护层不足或钢筋间距问题

钢筋排筋时的支垫不良或绑扎过松，会造成混凝土保护层厚度不足或混凝土浇置时钢筋发生变位。当保护层不足时，容易导致钢筋生锈或耐火能力不足。而钢筋位置偏移，则会使钢筋混凝土梁或柱的强度折减。

防治对策：检查混凝土垫块是否牢固、数量是否足够，以及钢筋是否确实绑扎，于混凝土浇置前再巡视，藉由确实检查予以避免。

如果在钢筋作业施工阶段，所采用的施工方式、钢筋质量或是作业疏失，对钢筋混凝土结构有明显的强度折减影响时，虽然不会有立即的灾害发生，但是对于建筑物日后的耐用性和耐震性有相当大的影响，如震灾中得知，许多建筑物在地震力尚未超过其设计强度时发生倒塌或毁损，虽然无法得知地震何时发生，但是可以针对上述问题予以检讨，避免都会地区的高楼于地震中发生相同的灾情，因此高层建筑施工阶段防灾研究，应不可缺少重大施工瑕疵所导致的工程问题，以免日后发生严重的公共安全问题。

3 模板支撐作业灾害原因探讨

高层建筑新建工程如果需要浇置混凝土，如楼板或某些梁柱因为整体支撑架设的长、宽或高都可能比一般建筑物增加很多，所需负载的混凝土重量大，因此很容易发生钢管挫曲或爆模，严重者可能会发生楼板坍塌。而且因为楼层较多，可能在浇置最上方楼板时，其下层的梁柱养护尚未达设计强度或是拆模，所以应谨慎检讨下层结构的承载力，以免因为负荷过大压垮下层梁柱。针对大面积灌浆及高层模板支撑的施工安全技术研究，因为支撑的装设、材料性质或施工期间的外力可能造成的问题，如模板坍塌、拆模后钢筋混凝土结构变形过大、爆模、漏浆、楼板倒塌或其他可能灾害的原因说明如下[3]。

3.1 未使用高低调节器或适当垫板

一般在工地施工时，常采用“简易型钢管鹰架”作为模板支撑，使用简易型钢管施工架作为模板支撑时，需要在最底部的钢管施工架下方加上高低调整器，用以调节地表不平所造成的空隙。不过工地常省略底部高低调整器的装设，而直接将钢管施工架架设在地面上，将会造成混凝土浇置时产生模板下陷。因为支撑架整体不稳定，如果此时受到强风、地震或是碰撞，将会严重影响支撑架的稳定。而且在浇置后，结构体的变形量可能超过规范的规定，影响整体结构的受力行为。

防治对策：可在施工架基础填级配料夯实，再铺上适当的垫板，避免不均匀沉陷，并且在脚架处加强固定，预防施工架倾斜或倒塌。

3.2 支撑高度

支撑高度不足时，未依规定使用 U 型高低调整接头若是以钢管施工架作为构筑楼板时的支撑，常常须要配合一段木支撑或是可调式钢管支柱，弥补钢管施工架顶端到模板之间的距离，这种支撑都需要以贯材及 U 型高低调整接头连接，但是在工地常忽略 U 型调整器的装设，直接将贯材设置在最顶层钢管施工架的上方，搭接的地方再用铁丝固定。安装钢管支柱时，常有以下疏失，造成耐震性不佳或是支撑系统不稳的现象：（1）常以#3 钢筋代替专用金属插销;（2）未使用 U 型调整器;（3）忽略装设交叉撑材，造成横向变形及移动过大。

3.3 支撑材料变形质量不良

由于模板支撑的强度，可能因为支撑的制造商不同以及新旧品的差异，而有不同的极限承载强度，而且工地常常将新旧支撑混杂使用，在高层钢筋混凝土或钢骨钢筋混凝土建筑施工时，需要运用大量的支撑设备，而模板支撑强度的不同或是支撑材料有明显的变形或缺陷，可能在浇置混凝土时造成楼板产生差异沉陷，影响结构安全。

3.4 额外的应力

额外的应力导致爆模、模板坍塌或是施工架倒塌混凝土浇置产生的震动、使用振动捣实法或施工机具及人员所引起的外力，产生模板震动，使模板和支撑所承受的应力增加，造成整体支撑的不平衡、爆模或是变形量过大，严重时会导致模板坍塌。上下楼层在捣筑混凝土时，也可能造成模板偏移，使得上下柱产生偏心，所以模板支撑应由营造业技师核算并签认。地震、强风等天灾，对施工架或是结构体产生的额外应力是无法避免的，但是可以藉由严格的施工质量管理，达到降低意外灾害程度的目的。

4 总结

钢骨结构是超高层建筑物唯一可行的构筑方式，在要求大跨度的空间，最小的柱、梁构材断面，以及在降低工程造价、缩短工期的考虑下，采用钢骨构造除了可以减少现场人力的需求，而且因为建筑物高度增加，如果必须符合结构耐震设计的规定，采用钢骨建材比钢筋混凝土 建材更能满足韧性要求。其整体结构的稳定与施工阶段的问题，都会对结构本身以及周遭环境的安全造成重大的影响。而高层建筑除了因为施工大规模化，所以作业内容增加并且复杂，容易造成作业效率降低，工期延长，并且灾害发生频率增加。

参考文献：

[1]余建春.提升混凝土主体结构施工质量的管理和技术实践[J].施工技术，2014（06）：468-472.

[2]朱长根.装配整体式混凝土结构质量控制与验收要点[J].住宅科技，2014（06）：77-80.

[3]桂宇飞，张腾龙，李伟男，等.复杂超高层钢结构施工管理技术[J].建筑技术，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