鋼筋混凝土梁板隔層拆模研究

馬茂義

摘要：在工程實(shí)踐中，尤其在多層梁板結(jié)構(gòu)中，因模板拆除時(shí)間把握不當(dāng)而導(dǎo)致的質(zhì)量和安全事故屢見(jiàn)不鮮，從而產(chǎn)生了隔層拆模的概念。本文從理論和實(shí)踐的角度闡述了隔層拆模的必要性以及隔層拆模的時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算和確定方法，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

Abstract： In engineering practice， especially in the multi-layer beam-slab structure， the quality and safety accidents caused by improperly grasping the time of template removal are common， resulting in the concept of diaphragm removal. This paper expounds the necessity of the partition removal and the calculation and determination method of the time point of the partition removal from the perspective of theory and practice， which has strong practical value.

關(guān)鍵詞：隔層拆模;必要性;方法

Key words： partition mold removal;necessity;method

0? 引言

在建筑工程施工實(shí)踐中，拆模時(shí)間的確定是一個(gè)比較重要的內(nèi)容，拆模不宜太早，也不宜太晚：拆模時(shí)間太早，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)未達(dá)到相應(yīng)的強(qiáng)度的時(shí)候，自身的受力傳導(dǎo)系統(tǒng)尚未建立并發(fā)揮作用，提前拆除外加的模板及支撐，將導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的甚至產(chǎn)生重大的安全事故;拆模時(shí)間太晚，將不利于模板、支架等的周轉(zhuǎn)使用，提高施工成本，也不利于及時(shí)為后續(xù)施工提供工作面，不利于組織穿插施工，影響工程的按時(shí)交付使用。

在確定混凝土底模及支架的拆除時(shí)間時(shí)，除了要考慮混凝土能夠承受自重以外，還要考慮能承受其上的施工荷載。因此，在確定框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁板的底模及其滿堂支撐架的拆除時(shí)間時(shí)，除了要考慮本層梁板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)規(guī)律外，還要考慮上層梁板的施工對(duì)本層梁板的影響，而且這種影響通常是非常大的。為了確保本層梁板的安全，在工程實(shí)踐中，通常會(huì)采取隔層拆模的方法：本層梁板底模及其滿堂支撐架必須在上層梁板澆筑完成，且達(dá)到一定強(qiáng)度以后，才可以拆除。下面，筆者結(jié)合多年的工程實(shí)踐，對(duì)隔層拆模的必要性及隔層拆模的時(shí)間的把握，作初步的探討和研究：

1? 單構(gòu)件和單層梁板混凝土拆模時(shí)間的確定

對(duì)于單構(gòu)件和單層梁板底模及其滿堂支撐架的拆除時(shí)間，主要考慮承受自重以及其上少量人員、機(jī)械和材料等施工荷載，主要從三方面加以把控：

①在現(xiàn)行規(guī)范中，針對(duì)不同的構(gòu)件類型、構(gòu)件跨度對(duì)混凝土底模及其支撐架的拆除時(shí)間作了規(guī)定，具體如表1。

②同時(shí)，針對(duì)不同的溫度條件，混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)規(guī)律如圖1。

③利用以上一表一圖，再結(jié)合同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土拆模試塊強(qiáng)度，就可以確定拆模時(shí)間。

從上面三方面把控確定單件或單層鋼筋混凝土梁板底模及其支撐架的拆除時(shí)間，無(wú)疑是正確的，而且經(jīng)過(guò)了大量的工程實(shí)踐檢驗(yàn)，也具有現(xiàn)實(shí)操作性。但在考慮多層框架鋼筋混凝土梁板底模及其滿堂支撐架的拆除時(shí)間時(shí)，除了要考慮本層梁板鋼筋混凝土的自重外，還需考慮上層梁板澆筑時(shí)傳遞下來(lái)的非常大的施工荷載，因此，不能簡(jiǎn)單的套用上面的方法，尚需要進(jìn)行全面的分析。

2? 上層梁板鋼筋混凝土澆筑時(shí)對(duì)本層梁板的施工荷載

下面以普通4米層高的教學(xué)樓為例（按照荷載規(guī)范，普通教學(xué)樓的樓面使用活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2），說(shuō)明在多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以本層梁板作為考察對(duì)象，當(dāng)其上一層梁板澆筑施工時(shí)，將對(duì)本層梁板施加下列施工荷載：

①上層梁板新澆筑混凝土自重：普通混凝土密度為24kN/m3，上層梁板綜合平均厚度按0.13m考慮，則上層梁板新澆筑混凝土自重對(duì)本層梁板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為G混上=24×0.13=3.12kN/m2;

②上層梁板鋼筋自重：普通鋼筋混凝土梁板含鋼量為1.2kN/m3，上層梁板綜合平均厚度按0.13m考慮，則上層梁板鋼筋自重對(duì)本層梁板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為G鋼上=1.2×0.13=0.156kN/m2;

③振搗上層梁板混凝土?xí)r對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：G振上=2.0kN/m2;

④通常，梁板底模及其滿堂支撐架的自重如表2。

考慮到目前工地上使用膠合板占比較高，本文取樓層高度在4米以下的模板及支架的自重，即上層梁板底模及其支撐架自重對(duì)本層梁板施加的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值：G支上=0.75kN/m2。

⑤其實(shí)，除了上述四種施工荷載外，在實(shí)際施工時(shí)，上層梁板對(duì)本層梁板的施工荷載還有：上層梁板傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載，上層梁板施工人員及設(shè)備自重通過(guò)上層梁板傳到本層梁板的施工荷載等等，但考慮荷載的組合效應(yīng)，這兩項(xiàng)施工荷載不予重復(fù)計(jì)算。

因此，上層梁板澆筑時(shí)，對(duì)本層梁板施加的總施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：

G總上=G混上+G鋼上+G振上+G支上=3.12+0.156+2.0+0.75=6.026kN/m2

3? 隔層拆模的必要性分析

在考慮確定本層梁板底模及其滿堂支撐架的拆除時(shí)間時(shí)，需考慮在正常情況下，本層梁板底模及其滿堂支撐架拆除后，本層梁板上承受的施工荷載不得大于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的使用活荷載，最極端的情況下，不得大于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的使用活荷載乘以1.4的安全系數(shù);按現(xiàn)行荷載規(guī)范，普通教學(xué)樓的設(shè)計(jì)使用活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5kN/m2，即使考慮1.4的安全系數(shù)后，本層梁板容許最大施工荷載也只有【G許】=3.5kN/m2。

①?gòu)纳鲜觥?”中的計(jì)算，我們可以非常清楚的知道，如果按照上述“1”中的方法，在本層梁板混凝土強(qiáng)度達(dá)到表中的要求值以后，直接將本層梁板底模及其滿堂支撐架拆除，然后再澆筑上層梁板的混凝土，上層梁板澆筑過(guò)程中對(duì)本層梁板施加的最大施工荷載G總上=6.026kN/m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)本層梁板即使達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后所能容許的使用活荷載【G許】=3.5kN/m2，如果按此時(shí)間拆模，輕則會(huì)使本層梁板出現(xiàn)裂縫，重則導(dǎo)致房屋坍塌，造成重大財(cái)產(chǎn)和人員損失。因此是不允許這樣操作的。非隔層拆模流程圖如圖2。

②為避免留下質(zhì)量和安全隱患，在工程實(shí)踐中，不能允許先拆除本層梁板底模及其滿堂支撐架，再澆筑上層混凝土，只能采取隔層拆模的方法：本層梁板底模及其滿堂支撐架必須在上層梁板澆筑完成，且達(dá)到一定強(qiáng)度以后，才可以拆除。

③采取隔層拆模方式，保留本層梁板的模板及滿堂支撐架，直至上層梁板混凝土澆筑完成，對(duì)于上層梁板鋼筋混凝土施工中對(duì)本層梁板的施工荷載，一部分施工荷載由本層梁板通過(guò)“本層樓板——本層梁——本層柱——下層柱——直至基礎(chǔ)——地基”這一途徑傳遞;另一部分通過(guò)“本層梁板底模板——滿堂支撐架——下層樓板——下層梁——下層柱——直至基礎(chǔ)——地基”這一途徑傳遞;即由本層梁板底滿堂支撐架分擔(dān)了本層梁板所承受的上層梁板傳下來(lái)的施工荷載，減輕了本層梁板的負(fù)擔(dān)，避免本層梁板所承受的施工荷載超過(guò)自已的承受能力，從而避免本層梁板產(chǎn)生裂縫甚至重大的質(zhì)量和安全事故。

④在上層梁板澆筑后，原本通過(guò)上層梁板底模及其滿堂支撐架向本層梁板傳遞的施工荷載，有一部分繼續(xù)保留不變，如“上層梁板底模及其滿堂支撐架對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G支上=0.75kN/m2”，依然傳向本層梁板，繼續(xù)由本層梁板承擔(dān);原本通過(guò)上層梁板底模及其滿堂支撐架向本層梁板傳遞的施工荷載，有一部分會(huì)消失，如“振搗上層梁板混凝土?xí)r對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G振上=2.0kN/m2”等;原本全部通過(guò)上層梁板底模及其滿堂支撐架向本層梁板傳遞的施工荷載，如“上層梁板新澆筑混凝土自重、上層梁板鋼筋自重”的荷載，隨著上層梁板混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，有一部分通過(guò)“上層梁板——上層柱——直至基礎(chǔ)——地基”這一途徑傳遞，而且隨著上層梁板強(qiáng)度的增長(zhǎng)，通過(guò)這一途徑傳遞的比重也會(huì)增長(zhǎng)，剩下的通過(guò)上層梁板底模及其滿堂支撐架向本層梁板傳遞，而且比重會(huì)越來(lái)越小，從而使本層梁板承受的施工總荷載也越來(lái)越小，直到達(dá)到G總上≤【G許】=3.5kN/m2，此時(shí)，本層梁板底模及其滿堂支撐架就可以拆除了。

4? 隔層拆模時(shí)間點(diǎn)的確定方法

①由以上分析可知，本層梁板所承受的由上層梁板傳下來(lái)的施工荷載包括四部分：上層梁板新澆筑混凝土自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值為G混上、上層梁板鋼筋自重的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為G鋼上、振搗上層梁板混凝土?xí)r對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G振上、上層梁板底模及其支撐架對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G支上。其中“振搗上層梁板混凝土?xí)r對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G振上”在上層梁柱混凝土澆筑結(jié)束就消失了，“上層梁板模板及支架對(duì)本層梁板的施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值G支上”始終不變，且總是由本層梁板承擔(dān)，“上層梁板新澆筑混凝土自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值G混上和上層梁板鋼筋自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值G鋼上”由本層梁板承擔(dān)的部分隨著上層梁板混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)會(huì)越來(lái)越小，因此，在確定隔層拆模時(shí)間點(diǎn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注上層梁板混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)狀況，從而確定“上層梁板新澆筑混凝土自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值G混上和上層梁板鋼筋自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值G鋼上”傳遞到本層梁板的施工荷載的減少狀況。

②在工程實(shí)踐中，我們一般近似的認(rèn)為：上層鋼筋混凝土梁板混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的比例，就是上層鋼筋混凝土梁板自重由“上層梁板——上層柱子——直至基礎(chǔ)——地基”這一途徑傳導(dǎo)的比例，剩下的（1-B）比例的上層鋼筋混凝土梁板自重才由本層梁板承擔(dān)。

③當(dāng)上層梁板混凝土澆筑后，到某個(gè)時(shí)間A點(diǎn)，上層梁板混凝土的強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分比為B，當(dāng)此時(shí)本層梁板所承受的施工總荷載為G總上=（G混上+G鋼上）×（1-B）+G支上≤【G許】時(shí)，即當(dāng)上層梁板混凝土的強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分比B滿足下列條件時(shí)，就達(dá)到隔層拆模的時(shí)間點(diǎn)：

B≥{（G混上+G鋼上）+G支上-【G許】}/（G混上+G鋼上）

具體到本文中普通教學(xué)樓的案例，求得B如下：

B≥{（3.12+0.156+0.75）-3.5}/（3.12+0.156）=16%

查本文中強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線知，當(dāng)氣溫為20°時(shí)，上層梁板澆筑2天后，其強(qiáng)度就可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的16%，此時(shí)，本層梁扳底模及其滿堂支撐架就達(dá)到隔層拆模條件。

④綜上所述，多層鋼筋混凝土梁板隔層拆模時(shí)間點(diǎn)的確定原則如下：取下面兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的較晚值：本層梁板混凝土100%達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)間點(diǎn)和使上層梁板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度百分比B≥{（G混上+G鋼上）+G支上-【G許】}。

（G混上+G鋼上）的時(shí)間點(diǎn)A。

5? 實(shí)踐檢驗(yàn)

筆者親歷的一項(xiàng)工程實(shí)踐如下：某拆遷安置小區(qū)共有6棟完全一樣的20層框剪結(jié)構(gòu)高層住宅，分為兩個(gè)標(biāo)段，兩個(gè)標(biāo)段分別由兩個(gè)施工單位承包施工。筆者參與其中一個(gè)標(biāo)段3棟建筑的管理工作。在主體框架的施工過(guò)程中，筆者管理的3棟建筑嚴(yán)格遵照本文中所總結(jié)的隔層拆模的方法施工，而且認(rèn)真計(jì)算隔層拆模的時(shí)間點(diǎn)，因此，總體質(zhì)量效果較好，在政府質(zhì)監(jiān)部門(mén)主持的主體工程驗(yàn)收中，各項(xiàng)驗(yàn)收指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，觀感質(zhì)量?jī)?yōu)良，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量隱患，主體工程一次驗(yàn)收合格;而另一標(biāo)段的另外3棟建筑，拆模時(shí)間未按隔層拆模的原則來(lái)操作，項(xiàng)目部通常在本層梁板澆筑20天左右后，待拆模試塊試壓達(dá)到要求強(qiáng)度后即行拆模，此時(shí)，上層梁板大都尚未澆筑完成。在質(zhì)監(jiān)站對(duì)另外3棟建筑進(jìn)行主體驗(yàn)收的時(shí)候，共發(fā)現(xiàn)5個(gè)樓層的梁板出現(xiàn)異常裂縫，質(zhì)監(jiān)站責(zé)令項(xiàng)目部邀請(qǐng)社會(huì)鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量和安全鑒定，鑒定結(jié)論為：四個(gè)裂縫特別嚴(yán)重樓層的梁板存在較大的質(zhì)量和安全隱患，質(zhì)量不合格;另外一個(gè)裂縫不是特別嚴(yán)重的樓層梁板合格，但影響正常使用;不合格的四個(gè)樓層由設(shè)計(jì)院提出方案采取加固措施，另外1個(gè)裂縫不太嚴(yán)重的樓板做填縫處理并增加吊頂。施工單位采取的上述補(bǔ)救措施共直接花費(fèi)180多萬(wàn)元，最后還因?yàn)檠诱`工期被業(yè)主罰款，損失慘重。

6? 結(jié)論

隔層拆模是一種在工程實(shí)踐中形成的，并經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的行之有效的施工方法，對(duì)保證工程質(zhì)量，消除工程質(zhì)量和安全隱患，具有重要的意義。在實(shí)踐中，有部分工程管理人員心存僥幸，認(rèn)為自已在某一次拆模中，雖然沒(méi)有按照隔層拆模的原則執(zhí)行，梁板質(zhì)量也沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題;殊不知，現(xiàn)澆鋼筋混凝土的質(zhì)量本身具有離散性，某些鋼筋混凝土的實(shí)際強(qiáng)度可能遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，碰巧對(duì)這些強(qiáng)度較好的梁板沒(méi)有采取隔層拆模措施，也就沒(méi)有發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，但這種現(xiàn)象并不具有普遍參考價(jià)值，頂多只是運(yùn)氣好而已。在工程實(shí)踐中，切不可憑僥幸、憑運(yùn)氣而硬干蠻干，應(yīng)牢固樹(shù)立起“質(zhì)量第一、安全第一”的思想，尊重科學(xué)，尊重規(guī)律，重視質(zhì)量，敬畏生命。

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