第二章 假設工程 1
2-0 學習重點 ( 一 ) 假設工程之定義 ( 二 ) 安全圍籬之施工流程及規定 ( 三 ) 施工架之定義及規定 ( 四 ) 鋼管鷹架 ( 五 ) 模板之種類 ( 六 ) 木模 鋼模及合成模板 ( 七 ) 固定模板與滑動模板 ( 八 ) 系統模板之優缺點與施工步驟 ( 九 ) 懸臂式模板 ( 十 ) 普通模板與清水模板 ( 十一 ) 臨時模板與永久模板 ( 十二 ) 模板加工 ( 十三 ) 模板附件 ( 十四 ) 模板組立步驟 ( 十五 ) 良好模板之要件及安全措施 ( 十六 ) 混凝土澆置前之檢驗 ( 十七 ) 模板拆除原則 ( 十八 ) 再撐注意事項 ( 十九 ) 起重設備 三腳起重桿 吊索起重機 機動起重機 門型起重機 高塔起重機 2
2-1 概述 假設工程 為便於工程之施工而建造之臨時設施 一般假設工程甚多, 舉例如下 : ( 一 ) 工作場地 堆置材料 材料加工 機具作業 ( 二 ) 假設建築物 工寮 倉庫 工務所 工地宿舍 廚房 廁所 工務所工地宿舍 ( 三 ) 假設圍牆 圍籬 圍牆 交通錐 混凝土塊 ( 四 ) 施工架 鷹架 帆布 防護網 ( 五 ) 水電空調設備 ( 六 ) 擋土設施 連續壁 鋼版樁 混凝土樁 鋼絲網 噴凝土 支撐鋼梁 地錨 ( 七 ) 交通設施 施工便道 便橋 軌道 碼頭 ( 八 ) 機械設備 洗車設備 起重機 預拌廠 2-2 安全圍籬安全圍籬之功用 : ( 一 ) 保護工區外圍行人 車輛之安全 ( 二 ) 保護工區內工作人員之安全 ( 三 ) 防止閒人進入工區, 造成意外災害 ( 四 ) 防止工區內之設備 材料被偷竊 3
架設安全圍籬應注意事項 :( 圖 2-2-2) ( 一 ) 安全圍籬強度應足夠, 以達到隔離 防護 防災及防盜之功能 ( 二 ) 安全圍籬之支柱須埋入地面 30cm 以上, 並以混凝土澆置固定 ( 三 ) 圍籬底部與地面間之空隙應設置防溢座, 以防止內外汙水漫流 ( 四 ) 架設臨時電源之圍籬應作絕緣處理, 並貼掛警示標誌 ( 五 ) 出入口處之寬度應考量機具材料之進出, 並設置洗車設備, 以清潔出工地之機具 ( 六 ) 出入口處應避免設置於道路交叉口 轉角 人行穿越道 消防栓等處 ( 七 ) 出入口處周圍應裝設警示燈及警示標誌 ( 八 ) 若使用鋼板圍籬, 則須油漆以防腐蝕 斜撐 面板 工區 支柱 防溢座 [ 圖 2-2-2 安全圍籬 ] RC 基礎 4
施工計畫 放樣 採購圍籬 場地清理 圍籬進場 校正及固定 架設基座及支柱 校正及固定 架設斜撐 架設面板 設置防溢座 裝設大門 圖 2-2-1 安全圍籬施工流程圖 油漆 裝設警示燈及標誌 5
2-3 施工架 施工架為配合施工使用而架設之工作架 工作台 走工作台 道及階梯等假設工程 施工架種類 : ( 一 ) 木材施工架 ( 二 ) 竹材施工架 ( 三 ) 鋼管施工架 ( 四 ) 鋼材施工架 選用施工架須考慮事項 : ( 一 ) 品質方面 ( 二 ) 進度方面 ( 三 ) 成本方面 ( 四 ) 安全方面 6
2-3-1 鋼管鷹架 鋼管鷹架 : ( 一 ) 立地式鋼管鷹架 ( 二 ) 懸臂式鋼管鷹架 安全網 3F 安全網 3F 工作台 工作台 鋼管鷹架 防墜落鋼板 2F 防墜落鋼板 2F 鋼管鷹架 結構體 三腳架 結構體 支承墊 1F 1F 圖 2-3-1 立地式鋼管鷹架 圖 2-3-2 懸臂式鋼管鷹架 7
懸臂式鋼管鷹架施工計畫 堆置場地清理 埋設三腳架錨栓 結構體混凝土澆置 三腳架安裝 鋼管鷹架構件進場 鋪設護木及夾板 架設鋼管鷹架 檢查及校正 鋼管鷹架支撐固定 檢查及校正 架設安全網或帆布 圖 2-3-3 懸臂式鋼管鷹架施工流程圖 8
2-3-2 施工架之規定 建築技術規則第 155 條 建築工程之施工架規定 建築技術規則第 156 條 工作臺之設置規定 第 157 條, 走道及階梯之架設規定 ( 圖 2-3-1) 扶手 平台 階梯 支撐架 7m 30 圖 2-3-1 階梯立面圖 9
檢查者 : 檢查日期 : 表 2-3-1 施工架自主檢查表 查驗要點 (1) 施工架強度是否達到要求? (2) 支柱是否使用墊板 鐵件或埋設方式固定? (3) 支柱是否下陷 挫屈或傾斜? (4) 支柱基礎是否穩定? (5) 施工架是否牢固? (6) 所有材料是否有裂紋或腐蝕? (7) 鋼索及鋼線之安全係數是否達到要求? (8) 施工架是否加裝斜撐? (9) 施工架是否依規定間距與結構體連結固定之? (10) 施工架接近電線時, 是否將電線絕緣? (11) 施工架之樓梯是否穩定? (12) 是否定期檢查及做紀錄? 檢查結果 是 否 改善建議 改善結果 (13) 颱風或地震過後, 是否立即檢查? 10
2-4 模板工程 木模 依材料分類 鋼模 模板 依施工方式分類 依表面平整度 合成模板固定模板滑動模板系統模板懸臂式模板普通模板清水模板 [ 圓柱木模 ] 臨時模板依使用時間分類永久模板 [ 圖 2-4-1 模板分類圖 ] 11
2-4-1 模板依材料分類 模板依其使用材料 : ( 一 ) 木模 係以木板 ( 杉木或夾板 ) 為面板, 再以角材結合而成之模板 ( 二 ) 鋼模 係以鋼鈑及角鐵製造而成之模板 ( 三 ) 合成模板 為木模與鋼模之結合, 即以木板或夾板當面模, 而以角鋼作勁條, 兩者組合而成之模板 面板 ( 木板 ) 面板 ( 鋼鈑 ) 角材 角鐵 圖 2-4-2 木模 面板 ( 木板或夾板 ) 圖 2-4-3 鋼模 角鐵 圖 2-4-4 合成模板 12
木模之優點 (1) 取材容易 (2) 成本低 (3) 加工組合簡單 (4) 重量輕, 搬運方便 鋼模之優點 (1) 折損率低, 重覆使用次數多 (2) 變形小, 精密度高 (3) 強度大, 安全性高 木模之缺點 (1) 遇水及日曬容易變形, 影響混凝土面之平整度 (2) 木模強度差, 澆置混凝土時容易敗模 (3) 折損率高, 重覆使用次數少 (4) 木模易吸收混凝土中之水份, 影響水化進行 鋼模之缺點 (1) 初期成本高 (2) 重量重, 須使用機具搬運 (3) 小型工程不適用 2-4-2 2 模板依施工方式分類 2-4-2-1 固定模板 固定模板 為依結構體之形狀組立固定, 俟混凝土澆置完成並達到預定強度後 再行拆除之模板 2-4-2-2 滑動模板 滑動模板 為具有規則形狀, 並能持續沿著構材施築方向移動使用之模板 滑動模板又可分為水平滑動模板 ( 如隧道 護欄 渠道 ) 及垂直滑動模板 13
滑動模板之優點 : ( 一 ) 連續澆置混凝土, 結構體無接縫, 水密性 (Water Tightness) 及氣密性良好 ( 二 ) 無須架設支撐 (Support), 模板組立一次完成, 工期短 ( 三 ) 混凝土坍度 (Slump) 小, 強度高 ( 四 ) 提早脫模 (6~9m/ 日 ), 進度快 ( 五 ) 脫模 (Stripping) 後即可進行混凝土表面裝修, 工作性佳 ( 六 ) 機具作業, 整體移動模板, 節省人力, 安全性高 ( 七 ) 滑動模板大部份使用於側模, 承載力較小, 可提高精度及效率 滑動模板之缺點 : ( 一 ) 模板組立及混凝土澆置均為連續性作業, 須詳細之施工計劃 ( 二 ) 各項作業關連性大, 配合不當, 易延誤工期 ( 三 ) 初期設備成本高, 不適於小工程 ( 四 ) 不規則之結構體 ( 建築大樓 ) 無法使用 ( 五 ) 機械操作需要熟練之技工 ( 六 ) 開工後若變更設計, 則模板須重新設計製造, 並更改施工計劃, 對工期及成本影響甚大 14
[ 隧道水平滑動模板 - 中和隧道 ] 垂直滑動模板之施工步驟 : ( 一 ) 鋼筋配置 ( 二 ) 模板組立 ( 三 ) 混凝土澆置 ( 四 ) 昇模 千斤頂 模板 RC 牆千斤頂 H 型鋼軌道 15 圖 2-4-5 隧道水平滑動模板
使用滑動模板應注意事項 : ( 一 ) 鋼筋配置 模板組立 混凝土澆置 模板移動等各項作業, 均須保持全 面性之調和, 任何一項作業不得有遲滯現象, 以免影響工程之進行 ( 二 ) 垂直滑動模板之爬昇速度依混凝土凝固狀態而定, 基本上由模板露出之 混凝土強度, 須能承受上部澆置混凝土之自重而不變形 ( 圖 2-4-6) ( 三 ) 通常模板上昇速度為 25~37cm/hr ( 四 ) 為配合脫模時間, 混凝土配比設計須注意 3 4 5 6 及 24 小時之初期材 齡強度, 並按 0~10 20 30 以上等各種溫度下製造之各種配比, 觀察其強度 ( 五 ) 施工中若因水灰比 溫度 摻料之影響, 致強度有變化時應立即停止作 業, 待查明原因改善後再復工 16
爬桿 千斤頂 橫梁 支撐架 工作台 吊索 RC 牆 模板 吊架 圖 2-4-6 垂直滑動模板剖面圖 17
模板側壓力 p p p p p p p p 新鮮混凝土 模板模板側 =0 壓力 硬固混凝土 新鮮混凝土對模板之壓力 模板側壓力為零時即可昇模 圖 2-4-7 模板側壓力變化圖 18
2-3-2-3 系統模板 系統模板係將結構體所需之模板模距化, 即配合結構體之單元規格 ( 如整片牆 整支樑或柱 ), 先於工廠組合, 然後再移至工地吊裝組立之模板 內模支撐內模橋版 支撐大梁 外模 千斤頂 工作車 橋柱 柱頭懸吊支撐架 [ 圖 2-4-8 橋梁系統模板 ( 支撐先進工法 )] 19
[ 高鐵橋梁系統模板 - 內模 ] [ 高鐵橋梁系統模板 - 外模 ] 20
系統模板之優點 : 施工計畫 ( 一 ) 施工週期性不受天候影響 ( 二 ) 機械作業, 節省人力 ( 三 ) 循環作業工期短 ( 四 ) 水密性 氣密性高 ( 五 ) 減少假設工程, 降低施工成本 系統模板之缺點 : ( 一 ) 事前需要詳細施工計畫 ( 二 ) 初期成本較高 ( 三 ) 須增加吊裝機具設備 ( 四 ) 不適合小型工程 ( 五 ) 施工較複雜 ( 六 ) 組立及拆卸需要大場地 系統模板之樓板模板組合 水電配管 組裝場地整理 放 樣 柱 牆配筋 柱 牆外側模板組立 柱 牆灌漿 養護 梁版模板吊裝 梁版鋼筋配置 梁版灌漿 養護 拆模 回撐 模板材料準備 柱 牆內側模板組立 校正 固定 校正 固定 21 圖 2-4-9 大樓工程系統模板施工流程圖 下一樓層
系統模板施工步驟 : ( 一 ) 柱 牆鋼筋配置 模板組立及混凝土澆置 四週之牆須留兩面暫時不施作, 以利樓版模板之進出 模板 此牆保留 柱 牆 1F ( 二 ) 樓版模板利用滾木推入 1F 地版 ( 三 ) 升高模板至預定高度, 並加以支撐固定 模板 1F 支撐 1F ( 四 ) 樓版之鋼筋 水電配置 混凝土澆置及養護 22 1F
( 五 )2F 柱 牆鋼筋配置 模板組立及混凝土澆置 2F 1F ( 六 ) 拆除 1F 模板及架設回撐 吊索 2F 回撐 1F ( 七 ) 利用吊車將模板由 1F 吊往 2F 使用, 並完成 1F 左右兩側之外牆 ( 八 ) 重覆 ( 二 )~( 七 ) 步驟至全部完成為止 ( 九 ) 建築工程系統模板施工流程圖如圖 2-4-9 所示 23
2-4-2-4 懸臂式模板 模板 懸臂式模板係將垂直模板下半段固定於已澆置完成之混凝土上, 而上半段為自 待澆置混凝土 膨脹螺栓固定 支撐桿 由端, 承受混凝土側壓力, 做為新澆置 混凝土之側模 拉桿 已澆置混凝土 2-4-3 模板依混凝土表面平整度分類 ( 一 ) 普通模板 [ 圖 2-4-10 懸臂式模板 ] ( 二 ) 清水模板 為一種表面光滑而拆模 後混凝土表面不再粉刷之模板 模板 混凝土 接縫 混凝土 凸出 混凝土 粉刷 圖 2-4-11 普通模板混凝土表面處理 24
2-4-4 模板依使用時間分類 ( 一 ) 臨時模板 ( 圖 2-4-12) 為模板組立完成後澆置混凝土, 當混凝土達到預定 強度後必須拆除之模板 ( 二 ) 永久模板 ( 圖 2-4-13) 模板組立完成後澆置混凝土, 模板即留置於混凝土 表面成為構材之一部份, 而不拆除之模板 [ 樓版之樓承鋼板 ] 25 [ 圖 2-4-14 鋼橋之樓承鋼板 ]
斷面寬度 斷面寬度 混凝土 木模或鋼模 ( 須拆除 ) 金屬鈑或混凝土版 ( 無須拆除 ) 圖 2-4-12 臨時模板 圖 2-4-13 永久模板 2-4-5 模板加工 圖 2-4-15 平接法圖 2-4-16 搭接法圖 2-4-17 榫接法 26
鋼筋 模板 臨時開口 圖 2-4-18 柱 ( 牆 ) 模剖面圖 2-4-6 模板附件 ( 一 ) 鐵釘 t ( 二 ) 鐵線鐵釘 ( 三 ) 繫條 >2t ( 四 ) 隔件圖 2-4-19 木模橫斷面圖 27
支撐材 隔件 鐵線 側模 隔件 鐵線 底模 圖 2-4-20 柱橫斷面 圖 2-4-21 樑橫斷面 28
套管 模板螺帽 套管 混凝土 繫條 灌滿水泥漿 隔件 墊片 圖 2-4-22 繫條與套管 29
隔件平面圖 隔件側面圖 插入模板中以固定隔件 模板間距 隔件正面圖 [ 模板隔件 ] 30
2-4-7 模板組立 柱筋組立柱基放樣模板加工 模板組立之步驟 ( 以大樓工程為例 ): ( 一 ) 柱 牆及梁 ( 投影 ) 放樣 ( 二 ) 柱模組立 ( 三 ) 柱模校正 固定 ( 四 ) 牆模組立 ( 五 ) 牆模校正 固定 ( 六 ) 樑模組立 ( 七 ) 樑模校正 固定 ( 八 ) 版模組立 ( 九 ) 版模校正 固定 ( 十 ) 雜物清理及塗油 柱模組立架設梁支撐梁模板組立架設版支撐版模板組立清潔 抹油拆模 檢查校正 檢查校正 檢查校正 鋼筋組立混凝土澆置混凝土養護 圖 2-4-24 模板組立流程圖 31
良好模板工程需要下列要件 : ( 一 ) 強度高 以承受施工人員 機具及材料 ( 鋼筋 混凝土 ) 之壓力 ( 二 ) 組立牢固 以防澆置混凝土時敗模 ( 三 ) 接合緊密 以防漏漿, 形成蜂窩, 而影響混凝土強度 ( 四 ) 支撐穩定 防止敗模 ( 五 ) 尺寸正確 確保結構體之尺寸 ( 六 ) 板面平滑 增加混凝土面之平整 ( 七 ) 容易拆除 降低拆除工時, 減少模板損料 ( 八 ) 重覆使用 增加重覆使用率, 降低成本 模板應檢驗之項目如下 : ( 一 ) 模板及有關材料之規格 ( 二 ) 模板配置之位置 高程及尺寸 ( 三 ) 模板支撐及穩固情況 ( 四 ) 模板緊密度或防止漏漿之措施 ( 五 ) 澆置混凝土高度之水平標記 ( 六 ) 模板面之處理情況 ( 七 ) 模板面之潔淨 32
一般敗模發生原因為 (1) 支撐下沉與傾斜 (2) 支撐不當 (3) 人員機具之震動 (4) 灌漿時不平衡載重 (5) 細部接合之疏忽 故模板施工時應採取下列措施以增進其安全 : ( 一 ) 模板強度應達設計要求 ( 二 ) 模板組立堅固 ( 三 ) 模板尺寸正確 ( 四 ) 接合緊密, 不漏漿 ( 五 ) 支撐基地堅固, 不下陷 ( 六 ) 支撐構材強度足, 不變形破壞 ( 七 ) 支撐間應以斜撐連繫, 以免位移 ( 八 ) 使用過之模板, 不得過度重覆使用 建築技術規則第 358 條規定 :( 模板支撐 ) ( 殼版 ) ( 圓頂 ) ( 摺版 ) 圖 2-4-25 特殊形狀之模板 33
2-4-8 模板拆除 模板拆除應考慮下列原則 : ( 一 ) 應俟混凝土達到設計強度後始可拆模 ( 二 ) 拆模應按照順序進行 通常依組立時之順序反向拆除 ( 三 ) 拆除後之模板應拔除鐵釘, 並堆置整齊 ( 四 ) 拆模時不得損壞結構物 ( 五 ) 拆模後遺留於混凝土面上之夾板 鐵線等應清除 ( 六 ) 拆模時應注意個人之安全 建築技術規則第 359 條 :( 拆模 ) 回撐應注意事項 : ( 一 ) 模板應局部拆除, 並立即回撐 ( 二 ) 回撐之支柱應撐緊, 以承受所需之載重, 但不可過度支撐而造成結構物承受應力 ( 圖 2-4-28 28 圖 2-4-29) 29) ( 三 ) 回撐期間, 結構體所承受之靜載重或活載重不可超過混凝土強度之安全載重 ( 四 ) 俟混凝土完全達預定強度後始可拆除回撐 34
RC 版 模板 (1) 拆模前 柱 支撐 (2) 回撐 回撐支柱 圖 2-4-26 拆模後之回撐反力圖 柱 回撐 柱 柱 回撐 柱 + - + 彎矩圖 + - + 圖 2-4-27 過度支撐 ( ) 圖 2-4-28 正確支撐 ( ) 35
表 2-4-4 模板工程自主檢查表 檢查者 : 檢查日期 : 查驗要點 ( 一 ) 檢討設計圖 (1) 建築圖與結構圖尺寸是否相符? (2) 施工中是否有收頭困難之處? (3) 預留孔是否詳細核對規劃? ( 二 ) 施工圖與放樣圖 (1) 是否依建築圖及結構圖繪製施工大樣圖? (2) 是否依建築圖繪製放樣基準圖? (3) 是否擬定放樣計畫? (4) 是否依放樣基準圖設置基準點 基準線? ( 三 ) 模板工法及材料之選擇適否正確? ( 四 ) 材料堆置 加工及設備場地是否適切? ( 五 ) 是否擬妥材料搬運計畫? ( 六 ) 是否對施工架 安全防護網之搭設擬定完善 ( 七 ) 對材料品質是否檢討計畫?? ( 八 ) 模板組立 (1) 是否對各部位使用模板種類做校核? (2) 是否做好水平控制? (3) 是否依組模順序實施作業? (4) 柱底模式否使用相同樣板施工? (5) 樑底支柱配置間距是否依應力要求設置? (6) 樓版支柱間距是否合乎要求? (7) 所有支柱是否妥善釘牢? (8) 組立作業是否按照圖說進行? (9) 柱 牆模近底部是否照圖說進行? (10) 模板組立完成後, 表面是否清理乾淨? ( 九 ) 樑 柱模是否妥為使用緊結器加以固定? ( 十 ) 開口回補是否妥善? ( 十一 ) 模板於轉用時是否徹底檢核其品質? ( 十二 ) 鋼筋組立前, 是否於模板上塗佈脫模劑? ( 十三 ) 安裝 束緊之狀態是否隨時加以檢查? ( 十四 ) 拆除作業是否按正確順序進行? ( 十五 ) 拆除之模板是否有禁止從高處拋擲? ( 十六 ) 拆除模板時是否有保護措施? ( 十七 ) 拆除之模板是否有拔釘及整理? ( 十八 ) 拆除後之模板是否妥善堆置? 檢查結果 是 否 改善建議 改善結果 36
2-5 起重設備 ( 一 ) 三腳起重桿 (Gin pole, 圖 2-5-1) 以圓木或鋼管為支柱, 四個方向再以 拉索控制固定 支柱頂端則安裝滑輪, 以鋼索及捲揚機吊起重物 ( 二 ) 吊索起重機 (Cable crane, 圖 2-5-2) 2) 於結構體兩端組立高塔, 兩塔之 間則裝設吊索, 而吊索上裝設滑輪, 再以鋼索牽引即可吊裝重物 拉索 吊索 捲揚機 鋼索 支柱 鐵塔 重物 捲揚機 圖 2-5-1 三腳起重桿 圖 2-5-2 2 吊索起重機 37
( 三 ) 機動起重機 ( 圖 2-5-3) 即一般俗稱之吊車, 為活動性之起重設備, 機動 起重機可分為大中小三種, 大型為履帶式吊車, 中型為膠輪式吊車, 小型 為附裝於卡車上之小吊車 ( 四 ) 門型起重機 利用型鋼製成門型鋼架, 柱腳裝有鋼輪可在軌道上前後移動, 而梁上則裝有活動吊車, 可於梁上左右移動, 如此吊車可上下前後左右移 動, 配合整個工地吊裝作業 門型起重機適用於地下室開挖或工作井吊土 等基礎工程 [ 圖 2-5-3 機動起重機 ] 38 [ 圖 2-5-4 門型起重機 ]
( 五 ) 高塔起重機 (Tower Crane, 俗稱塔吊 ) 為單一方形鋼柱與懸臂吊桿組合之起重機, 作業時利用懸臂桿之迴轉及滑輪之移動而將重物吊起, 此起重機常架設於結構體中央並與結構體結合為一體, 以增加穩定性 高塔起重機又可分為錘式 ( 圖 2-5-5 左 ) 與吊臂式 ( 圖 2-5-5 右 ) 兩種 39 [ 圖 2-5-5 吊臂式與錘式高塔起重機 ] [ 吊運高鐵橋梁之門型起重機 ]
[ 高塔起重機 ] [91 年 3 月 31 日地震倒塌之高塔起重機 ] 40
施工計畫 構件搬入 結構體預留開口 電力供應 昇柱 塔吊構件組立 避雷接地工程 節點支撐保護 架設昇柱 千斤頂頂昇作業 配合結構體進度 重複架昇 結構體完成 拆解構件 圖 2-5-6 高塔起重機施工流程圖 41