蔣賢龍,陳芳
(1. 晟元集團(tuán)有限公司,浙江 金華 321000;2. 浙江省省直同人集團(tuán)有限公司,浙江 金華 321000)
拆除模板時(shí)間對混凝土結(jié)構(gòu)的影響
蔣賢龍1,陳芳2
(1. 晟元集團(tuán)有限公司,浙江 金華 321000;2. 浙江省省直同人集團(tuán)有限公司,浙江 金華 321000)
模板工程和混凝土工程是前后兩道關(guān)系密切的工序,模板制作安裝的質(zhì)量將直接影響混凝土工程的質(zhì)量,同樣,模板拆除也會(huì)對混凝土結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生很大的影響,過早或過遲拆,輕者會(huì)造成混凝土麻面等質(zhì)量缺陷,重者會(huì)破壞其內(nèi)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,因此混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中,拆模要掌握好時(shí)機(jī),保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象。本文就違規(guī)拆除模板給混凝土結(jié)構(gòu)帶來的危害及對混凝土結(jié)構(gòu)的影響展開探討。
拆模時(shí)間; 混凝土結(jié)構(gòu);影響措施
現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的拆模強(qiáng)度問題,實(shí)質(zhì)上也是拆模的問題。拆模時(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和拆模時(shí)間是密切相關(guān)的。過早或過遲拆模,它對工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全、施工機(jī)械和周轉(zhuǎn)材料和使用周期以及施工工期等都有影響。國家《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》規(guī)定,構(gòu)件模板及其支架拆除時(shí),混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。及時(shí)進(jìn)行模板拆除,可提高模板的周轉(zhuǎn)率,降低工程施工成本,但過早拆除模板,混凝土又會(huì)因強(qiáng)度不足而難以承擔(dān)自身的重量,或受到外力作用而變形甚至混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂,造成重大的質(zhì)量事故。拆除時(shí)間既關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益,又影響著工程質(zhì)量,因此施工單位如何在確?;炷两Y(jié)構(gòu)安全的同時(shí)提前拆除模板,提高材料周轉(zhuǎn)效率、減少施工成本,是我們關(guān)心的問題。
模板過早拆除和拆除施工技術(shù)的使用不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致混凝土樓板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度條件不滿足、鋼筋和混凝土之間滑脫、樓板裂縫過大及撓度超標(biāo)等后果的產(chǎn)生,從而給樓板結(jié)構(gòu)在服役期的安全性帶來了嚴(yán)重的隱患,更有甚者,在施工過程中會(huì)有樓板塌落等嚴(yán)重事故的發(fā)生。
(1)過早受荷和拆模擾動(dòng)而受損,造成混凝土外形損傷,降低混凝土的耐久性。
混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到規(guī)范要求的強(qiáng)度即拆除模板,混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)因過早受荷和拆模擾動(dòng)而受損,輕者會(huì)造成混凝土外形的損傷,重者會(huì)破壞其內(nèi)在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,給工程帶來隱患,成為混凝土的終身缺陷,影響混凝土的使用壽命,混凝土樓板裂縫會(huì)影響到房屋的結(jié)構(gòu)承載力和安全性;樓板產(chǎn)生裂縫還有可能造成滲水和漏水問題;在實(shí)際施工過程中,化學(xué)侵蝕和鋼筋銹蝕等問題會(huì)對樓板鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞影響,從而降低混凝土的耐久性,影響建筑物的使用壽命。特別是違規(guī)拆除底模的,嚴(yán)重的會(huì)造成垮塌,釀成惡性責(zé)任事故。
(2)過早拆除模板會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度的正常增長。
過早拆除模板,不但會(huì)給混凝土外形造成損壞,還會(huì)影響到混凝土強(qiáng)度的正常增長。特別是對一些表面系數(shù)較大的薄壁結(jié)構(gòu),模板不僅起到支撐的作用,還起著對混凝土結(jié)構(gòu)保水養(yǎng)生的作用。在風(fēng)大干燥的季節(jié)里,一旦模板被拆除,會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)迅速失水,如不能及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù),給混凝土帶來的強(qiáng)度損失將是永久的。
(3)延遲模板拆除對混凝土結(jié)構(gòu)有變形約束作用。
特別是對一些薄壁及墻板類結(jié)構(gòu),如水池、墻板及欄板類等構(gòu)件,當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)尚未達(dá)到抗裂應(yīng)力強(qiáng)度前,這時(shí)模板對結(jié)構(gòu)的抗裂起到?jīng)Q定性的約束作用。模板的過早拆除,等于解處了對混凝土結(jié)構(gòu)的約束,使新澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)在無約束狀態(tài)下,抵抗混凝土自身收縮和失水干縮同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生的應(yīng)力變形,給結(jié)構(gòu)帶來開裂的嚴(yán)重后果。
(4)冬期施工延遲側(cè)模的拆除時(shí)間對混凝土結(jié)構(gòu)的保溫御寒的作用。
冬期施工,模板還起到對新澆混凝土的保溫御寒的作用。如果混凝土尚未達(dá)到臨界強(qiáng)度即拆除模板,又未及時(shí)保溫覆蓋,會(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)帶來凍害,特別是對那些保溫難度較大的豎向結(jié)構(gòu)如柱、墻等,和表面系數(shù)較大的板類結(jié)構(gòu),模板對結(jié)構(gòu)的保溫作用更尤顯重要了。因此冬季施工時(shí),如無可靠的保溫措施,混凝土的側(cè)模的拆除時(shí)間應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的臨界強(qiáng)度后拆模。
(5)混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)不得拆模,以免混凝土降溫過快而開裂。
混凝土拆模時(shí)的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,還應(yīng)考慮拆模時(shí)的混凝土溫度(由水泥水化熱引起)不能過高,以免混凝土接觸空氣時(shí)降溫過快而開裂,更不能在此時(shí)澆注涼水養(yǎng)護(hù)。混凝土內(nèi)部開始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)不得拆模。 一般情況下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差大于 20℃(截面較為復(fù)雜時(shí),溫差大于 15℃)時(shí)不宜拆模。大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模。在寒冷季節(jié),若環(huán)境溫度低于 0℃ 時(shí)不宜拆模。在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié),應(yīng)采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。拆模按立模順序逆向進(jìn)行,不得損傷混凝土,并減少模板破損。當(dāng)模板與混凝土脫離后,方可拆卸、吊運(yùn)模板。拆模后的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土達(dá)到 100% 的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,方可承受全部設(shè)計(jì)荷載。
(6)結(jié)構(gòu)混凝土未到規(guī)定強(qiáng)度即拆模。
由于現(xiàn)場急于周轉(zhuǎn)模板,或因?yàn)椴涣私饣炷翗?gòu)件拆模時(shí)所應(yīng)遵守的強(qiáng)度和時(shí)間齡期要求,不按施工方案要求,過早地將混凝土強(qiáng)度等級和齡期還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件底模拆除,此時(shí)混凝土還不能承受全部使用荷載或施工荷載,造成構(gòu)件出現(xiàn)裂縫甚至破壞,嚴(yán)重至坍塌的質(zhì)量事故。
(7)模板拆除過早對混凝土結(jié)構(gòu)水化熱的影響。
模板拆除過早,混凝土水化熱未完全釋放,混凝土水化熱的主要影響因素是溫度,其持續(xù)時(shí)間和天氣狀態(tài)直接相聯(lián),當(dāng)天氣炎熱時(shí),水化熱來得快且高峰時(shí)間要早,過程經(jīng)歷時(shí)間長,一般在澆筑后 24~48h 后產(chǎn)生最高峰;而在氣溫低時(shí),則是在約一周后達(dá)到高峰,所以施工單位的管理人員必須密切關(guān)注施工溫度和天氣狀況,避免混凝土模板拆除過早,而造成混凝土在水化熱階段不能承擔(dān)自身的重量而變形,模板把表面混凝土成片地粘下來,造成表面空鼓、蜂窩、麻面、凹陷、豎向和橫向裂縫等嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。
(8)規(guī)范對拆模時(shí)間和混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。
拆模的遲早直接影響模板使用的周轉(zhuǎn)率和混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量,拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)類型、工程特點(diǎn)、氣溫變化和混凝土所達(dá)到強(qiáng)度等級情況而定。在工期要求較緊的情況下,應(yīng)防止過早拆模所造成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫、斷裂或倒塌;因此,拆除模板必須達(dá)到混凝土所要求的規(guī)定強(qiáng)度?;炷翉?qiáng)度按同條件養(yǎng)護(hù)之拆模試塊試壓后確定,每一樓層梁板混凝土均應(yīng)制作同條件養(yǎng)護(hù)試塊兩組,同一條件試塊一般取 7d 和 14d 的抗壓強(qiáng)度,符合設(shè)計(jì)要求的百分率后,由技術(shù)人員發(fā)放通知書后,方可拆除。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》表 4.5.2 規(guī)定,不承重的側(cè)模,混凝土強(qiáng)度要達(dá)到 1.2MPa(依據(jù)拆模試塊強(qiáng)度而定),保證其表面棱角不因拆除模板而受損壞時(shí),方能拆除。承重模板如梁、板混凝土的底模模板及其支架拆除時(shí),混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范規(guī)定,如設(shè)計(jì)對拆模時(shí)間無具體要求,拆模時(shí)應(yīng)對混凝土樓板承受的施工荷載與混凝土強(qiáng)度值進(jìn)行核算。不能簡單的認(rèn)為混凝土樓板底模及支架拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度為:當(dāng)板的構(gòu)件跨度不大于 2m,要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于50% 即可拆除底模;板的構(gòu)件跨度在區(qū)間(2m,8m]的,要求上述值不小于 75% 方可拆除底模;板的構(gòu)件跨度大于 8m的,要求達(dá)到 100% 方可拆除底模。梁、拱、殼跨度不大于8m 的構(gòu)件,要求達(dá)到 75% 以上方可拆除底模;梁、拱、殼跨度大于 8m 的構(gòu)件,要求強(qiáng)度達(dá)到 100% 方可拆除底模。懸臂構(gòu)件均要求設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到 100% 方可拆除底模。施工企業(yè)在制定施工技術(shù)方案時(shí),常常只注重拆模時(shí)混凝土實(shí)體強(qiáng)度,模板及其支架拆除的順序及安全措施,如后澆帶模板支架拆除時(shí)加設(shè)臨時(shí)支撐,而忽略施工過程中樓板承載力的驗(yàn)算。
(9)拆模時(shí)間對混凝土結(jié)構(gòu)其它方面的影響。
拆模時(shí)間除對混凝土產(chǎn)生以上影響外,還對混凝土的粘結(jié)力和耐火極限產(chǎn)生很大影響。在混凝土結(jié)構(gòu)中,鋼筋和混凝土兩種性質(zhì)不同的材料之所以能夠共同工作,主要是依靠鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力。過早拆除會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的開裂,致使粘結(jié)強(qiáng)度降低,進(jìn)而影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。如果需要混凝土提前拆模受力,需要提高混凝土強(qiáng)度等級或加入早強(qiáng)劑,提高硬化過程溫度以提早達(dá)到拆模條件。
3.1 注重施工方案的編制和認(rèn)真執(zhí)行,掌握構(gòu)件拆?;炷翉?qiáng)度條件
首先,施工單位在模板及其支架拆除順序及相應(yīng)的施工安全措施在制訂混凝土結(jié)構(gòu)拆模的施工方案時(shí)應(yīng)考慮周全,各參建人員應(yīng)認(rèn)真履行職責(zé),加強(qiáng)模板拆除的管理工作,監(jiān)理單位要督促施工單位嚴(yán)格履行模板拆除方案的報(bào)審程序,模板及其支架拆除的順序及安全措施應(yīng)嚴(yán)格按施工技術(shù)方案執(zhí)行,同時(shí)認(rèn)真按 GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》規(guī)定的要求實(shí)施拆除作業(yè)。特別是對重大復(fù)雜的模板拆除作業(yè),事先必須制定施工技術(shù)方案,并且辦理審批手續(xù),經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人或項(xiàng)目經(jīng)理審批簽字后方可執(zhí)行的拆除作業(yè)。模板拆除前必須未到規(guī)定時(shí)間或結(jié)構(gòu)混凝土未到規(guī)定強(qiáng)度不得拆模。
3.2 模板拆除前認(rèn)真履行對工人進(jìn)行安全技術(shù)交底,嚴(yán)防坍塌傷人安全事故
施工的初期,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行配模設(shè)計(jì),確定支撐位置,合理排布模板。質(zhì)量事故和安全事故是人的失誤造成的,工人必須嚴(yán)格按安全技術(shù)交底和施工方案的要求執(zhí)行,主要順序是先柱模,后是樓板底板,最后是梁底板模板。其次區(qū)別對待是一般部位還是特殊部位的模板拆除,一般部位按照先搭后拆的施工順序,先拆除非承重部分后拆除承重部分;拆除跨度較大的梁下支柱時(shí),應(yīng)先從跨中開始,分別拆向兩端。其次拆模時(shí)應(yīng)配備專用的平臺(tái)或經(jīng)架子工安裝的臨時(shí)腳手架,而且經(jīng)檢查能滿足拆模要求方可操作,嚴(yán)禁隨意搭設(shè)支架。混凝土結(jié)構(gòu)可能尚未形成設(shè)計(jì)要求的受力體系。經(jīng)驗(yàn)算,必要時(shí)應(yīng)加設(shè)臨時(shí)支架,且上下層支架的立桿應(yīng)對準(zhǔn),并鋪設(shè)墊板,嚴(yán)防坍塌傷人的安全事故產(chǎn)生。
3.3 豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模板拆除的對策
為了減少混凝土的碳化深度,避免混凝土不正常的收縮、裂縫等質(zhì)量問題的產(chǎn)生,進(jìn)而影響混凝土強(qiáng)度,施工單位應(yīng)多置配豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模板。即使要提早拆模也必須采用混凝土養(yǎng)護(hù)劑以及采用薄膜包裹等有效措施來加強(qiáng)對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),并且盡可能帶模養(yǎng)護(hù),以減慢混凝土碳化速度,進(jìn)而提高混凝土強(qiáng)度,確保混凝土不產(chǎn)生不正常的收縮、裂縫等質(zhì)量問題。
3.4 水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件的底模拆除的對策
水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件的底模如果僅僅按照施工規(guī)范所要求的拆模條件(混凝土齡期加拆模試塊達(dá)標(biāo)),而忽略了最為重要的條件,即施工荷載必須小于設(shè)計(jì)允許活荷載,對于此點(diǎn) GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》中也未曾提及。因此極大多數(shù)工地往往只片面追求施工進(jìn)度,以及施工單位為減少有限的建設(shè)資金的被占用,造成盡量少配置模板以減少建設(shè)資金的投入,使得現(xiàn)澆樓面所承受的實(shí)際施工荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)允許樓面均布活荷載,從而導(dǎo)致臨時(shí)受力體系中樓層出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫、撓度過大、甚至整體坍塌等。
如采用配置三層水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件的底模以及改變拆除樓面梁、板底模的時(shí)間,就能避免出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生。下層混凝土樓面的底模及支撐拆除時(shí),上層樓面混凝土自重、模板及其支架的重量主要由中層樓面承擔(dān),部分荷載則傳遞至下層樓面。在上層樓面混凝土澆筑完成后 3 天后才對下層混凝土樓面的底模拆除為最好。這是因?yàn)橐环矫?,剛澆筑的上層樓面混凝土已能承受自己部分樓面的自重,另一部分樓面自重及模板及其支架自重則主要由中層樓面來承擔(dān),部分荷載則傳遞至下層樓面,而且此時(shí)下層樓面混凝土齡期已超過半個(gè)多月了,混凝土強(qiáng)度已達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 85% 以上了,這樣下層樓面混凝土樓面的底模則就可放心大膽地拆除了。
為了保證建筑物的穩(wěn)定性和施工安全,要加強(qiáng)規(guī)范的學(xué)習(xí)和了解,注重施工技術(shù)的學(xué)習(xí)和加強(qiáng)施工技術(shù)的管理,做好施工技術(shù)交底工作,使操作工人認(rèn)清違規(guī)拆模的危害;留有足夠的同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊,拆模要掌握好時(shí)機(jī),在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間及時(shí)對試塊試壓,依據(jù)混凝土的強(qiáng)度確定承重模板拆除時(shí)間,應(yīng)保證混凝土達(dá)到必要的強(qiáng)度,同時(shí)又要及時(shí),以便模板周轉(zhuǎn)和加強(qiáng)施工進(jìn)度;要完善管理制度,實(shí)行模板拆除審批制度,班組安排拆模前必須預(yù)先經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人審批同意,方可安排工人拆模,從制度上杜絕違規(guī)操作現(xiàn)象,發(fā)生保證拆模工作能夠順利進(jìn)行,有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。
[1] 張萬海.混凝土拆模試件的應(yīng)用[J].建筑安全,2009,12 26-27.
[2] GB 50666—2011.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].
[3] 劉艷彬.混凝土結(jié)構(gòu)模板拆除探討[J].科技風(fēng),2011,3: 124-124.
陳芳,副總經(jīng)理,本科學(xué)歷,工程師、一級建造師。
[通訊地址]浙江省金華市解放西路 233 號(321000)
蔣賢龍,副總經(jīng)理,高級工程師、高級經(jīng)濟(jì)師,一級建造師;多次獲得“全國工程質(zhì)量管理先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀建造師、全國優(yōu)秀項(xiàng)目經(jīng)理”等榮譽(yù)稱號。國家優(yōu)質(zhì)量評審專家、中國建筑質(zhì)量管理專家委、中國綠色施工分會(huì)專家、全國 QC 小組診斷師、浙江省建設(shè)工程專家、浙江省綜合評標(biāo)專家,曾五十余篇科技論文在國家級刊物上發(fā)表。