探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 謝俊誼 宏景聯合建築師事務所經理暨內政部公共工程施工查核委員 摘要 921 集集大地震, 不僅造成嚴重的傷亡, 同時, 也震垮了數以萬計的房舍, 其中不乏鋼筋混凝土構成的大廈 樓房, 柱箍筋綁紮沒有做 135 度彎鉤, 梁柱接頭內沒有綁紮箍筋, 不肖建商偷工減料的惡行, 無疑擴大了震災的影響, 更增添了無數冤魂 國內建築工程品質長期以來, 遭受相當大的詬病, 儘管有些是制度上的問題, 但施工品質管控不良, 監工不力及專業知識不足絕對是非常重要的主因, 另監造單位未落實鋼筋查驗也是造成施工品質的原因 國內營建工程大都會碰到鋼筋工程綁紮施工, 了解鋼筋綁紮施工品質是非常重要的, 首先是對於工程管理人員的專業教育, 應該把理論結合實務, 讓工程師了解書本上所學的, 跟實際現場品質管理的重點能夠做結 合, 讓鋼筋工程施工缺失降低, 以提升施工品質 本文希望藉著實務的施工經驗來探討鋼筋施工品管理的重點, 把一些施工管理的要點及工程上常犯的缺失逐一探討, 利用實際的施工照片, 讓大家更能容易了解, 同時藉著探討工地常見缺失以改善鋼筋工程的施工品質 一 鋼筋工程 民國六十九年以前, 我國技術規則尚未修改 RC 結構為韌性結構, 其柱箍筋之配置自上至下全部是等間距的 民國七十年修改後, 列入地震應力, 柱上下兩端所受剪力較大, 所以箍筋間距較密, 密度設計圖皆有註明, 但很多鋼筋工人積習難改, 在九二一大地震以前, 仍照舊規則施工, 在地震來時因箍筋之束制力不足, 而造成破壞 柱筋續接的方式大都採用搭接及續接器 46 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失, 柱鋼筋採用搭接時, 以往都在樓板位置上, 但韌性結構應將柱主筋抬高於非圍束區搭接規定, 因鋼筋工人不了解規範規定及積習難改, 迄目前為止仍有施工人員為求施工上方便, 把柱筋在樓板位置圍束區作柱筋搭接, 這種作法是不正確的, 在地下室結構體工程因受擋土安全支撐影響, 柱筋通常無法施作跳層搭接, 但地面層以上應採跳層來搭接 ( 詳圖 1), 同時外箍筋 135 度彎鉤亦可施作四個位置互換來綁紮 ( 詳圖 2) 九二一大地震發現很多建築物 RC 柱上端有明顯混凝土垂直裂縫, 顯係受剪力影響, 為箍筋未與主筋密接所導致 箍筋與主筋未密接, 大部分為主筋搭接後位罝移動所致, 此種缺失可利用柱筋材料於搭接綁紮前, 先行施作 1:6 斜率偏折加彎 ( 詳圖 3 圖 4), 柱筋可於搭接後會斜彎恢復原位與外箍筋 輔助繫筋緊密結合 ( 詳圖 5 圖 6), 讓箍筋達到圍束的效果 結構柱鋼筋綁紮時, 除了注意外箍筋要與主筋緊密外, 輔助繫筋在綁紮時, 要確實勾住柱主筋就可以, 不必特別強調去勾住柱主筋加外箍筋 ( 詳圖 7), 輔助繫筋 90 度及 135 度 ( 工地常施作 180 度彎鉤 ) 應互換綁紮位置勾住柱主筋 ( 詳圖 8) 圖 1 柱筋搭接預留長度應在非圍束區搭接 圖 3 柱筋材料搭接前先施做偏折加彎情形 圖 2 柱外箍筋 135 度彎鉤互換綁紮配置 圖 4 主筋偏折加工斜率須大於 1 比 6 規範規定 中華民國 100 年 9 月 47
圖 5 柱筋偏折搭接後主筋可貼近箍筋 圖 6 柱筋偏折搭接後主筋可貼近箍筋 圖 7 結構柱輔助繫筋要確實勾住柱主筋, 不必勾住外箍筋 圖 8 結構柱輔助繫筋 90 度與 135 度互換綁紮以往的建築工程梁柱接頭大都未綁紮箍筋, 但自從 921 大地震以後, 大家才了解箍筋綁紮的重要性, 梁柱接頭區因為有很多鋼筋交會, 梁柱接頭區內, 外箍筋 輔助繫筋都要依規範規定 10 公分間距來綁紮, 輔助繫筋綁紮時要確時勾住柱主筋 ( 詳圖 9), 並以鐵絲固定 90 度及 135 度的彎鉤 ( 詳圖 10), 一般工地定目前都會綁紮柱外箍筋, 梁柱接頭區的輔助繫筋還是有部分工地並未依設計圖說來綁紮, 其實這樣施工是錯誤的, 柱斷面尺寸較大時, 單單靠外箍筋來束制柱主筋是不夠的, 還是需要輔助繫筋來勾住柱主筋增加圍束力 另外工地鋼筋施工人員為了施工上的方便, 常把柱子外箍筋 輔助繫筋的尺寸長度加大, 這樣在綁紮施工時比較容易施作, 造成外箍筋及輔助繫筋並沒有緊密貼住柱主筋 ( 詳圖 11), 其圍束效果大大的打折, 也有施工人員在綁紮輔助繫筋時, 並未依結構設計圖說規定的位置來施作綁紮, 最常發生的是輔助繫筋與輔助繫筋間距超過 35 公分 ( 詳圖 12), 輔助繫筋施做位置與設計圖說規定的位置不符, 雖然數量是足夠, 但因綁紮位置不對, 相對失去輔助繫筋其原有的功能 結構柱主筋在施工過程也常會遇到放樣偏差或留設位置錯誤的情形, 正確的做法是將柱斷面以擴柱方式處理, 但大部份的工地 48 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 鋼筋施工人員, 卻直接以偏折方式來校正調整柱筋, 若柱位主筋偏差距離不大, 是可以用 1:6 斜率偏折方式校正, 但若距離偏差過大時, 就不能直接以偏折方式來校正調整柱主筋位置, 因為以這樣方式來調整柱主筋, 其主筋偏折斜率超過 1:6 規範規定, 這樣的施作調整是不正確的, 應該把柱斷面擴大調整, 待下一個樓層再回復到正確的位置 圖 11 梁柱接頭輔助繫筋尺寸太大, 圍束效果差 ( 錯誤 ) 圖 9 樑柱接頭箍筋綁紮情形 圖 12 柱輔助繫筋位置未依圖說間距綁紮, 間距超過 35 公分 ( 錯誤 ) 圖 10 樑柱接頭箍筋綁紮情形 柱筋續接的方式有搭接及續接器續接兩種方式, 工程承包商常考慮成本因素, 通常柱筋採用續接器來續接柱主筋, 其成本會比以傳統搭接來的低, 因此會把結構柱筋續接使用續接器來續接柱主筋, 柱筋採用續接器應在非圍束區來續接, 在 2 樓以上的樓層, 應該使用跳層續接 ( 詳圖 13), 在地下室結構柱採用續接器續接鋼筋時, 續接器應錯開至少 60 公分以上 ( 詳圖 14), 但工地因綁紮施工管理問題及鋼筋料長度管控不良因素, 出現柱主筋續接位置在樓板處圍束區, 甚至有在梁柱接頭位置作續接柱主筋情形, 這樣的施工方式是不正確的, 工地施工時應儘量避免這種情形發生 中華民國 100 年 9 月 49
主筋高度作調整, 造成柱主筋續接後, 柱頂部 T 頭錨定高出或低於結構板面的情形 ( 詳圖 18), 要避免這種錯誤, 就是在最後一次柱筋續接時, 應全面測量柱預留主筋的高度, 再依柱預留主筋高度來調整最後一層主筋續接鋼筋材料的長度, 這樣就可避免發生柱主筋頂部錨定過高或太低的情形 圖 13 在 2 樓以上柱筋續接應採跳層續接應 圖 15 柱頂部施作彎鉤錨定情形 ( 柱筋採用搭接時 ) 圖 14 地下基礎柱筋續接器留設位置至少錯開 60 公分 結構柱施工到頂層時, 柱主筋應做柱頂錨定, 若柱主筋採用搭接方式, 可於柱頂部將柱主筋作 90 度 ( 亦可作 180 度 ) 彎鉤錨定 ( 詳圖 15), 若柱主筋為續接器續接主筋時, 則可在柱頂部作 T 頭錨定 ( 詳圖 16), 這兩種方式都可視柱筋續接方式來決定柱頂錨定的型式 但也有一些工程用傳統搭接方式續接主筋, 在柱頂部沒有施作柱頂錨定, 柱主筋高度直接施作至頂部高程, 柱筋沒有作任何的彎鉤 ( 詳圖 17) 若柱筋採用續接器續接時, 因鋼筋續接加工及柱筋高程沒有確實管控等因素, 在最頂層柱主筋續接時沒有依據工地實際柱 圖 16 柱頂部施作 T 頭錨定情形 ( 柱筋採用續接時 ) 圖 17 柱筋搭接時柱頂部主筋未做彎鉤錨定 ( 錯誤 ) 50 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 圖 18 柱筋續接時柱頂部施作 T 頭高度超過樓板面高程 ( 錯誤 ), 反而在水平垂直向的補強筋直接綁紮在牆的內外兩側, 其補強效果最佳 在牆面開孔補強施作時應特別要注意兩個地方, 第一個是外牆窗戶開孔, 補強筋做不好會因地震時龜裂產生漏水情形 ( 詳圖 20), 第二個是住家的玄關門, 因為玄關門很重在使用時會有撞擊力道, 容易產生龜裂, 因此也要重視此處牆開孔補強筋的綁紮 ( 詳圖 21) 牆筋施工綁紮部分, 首先是要依設計圖說規定的方式來綁紮, 例如剪力牆設計水平筋為主筋時, 就應該把水平主筋配置綁紮在牆外面兩側, 垂直筋則在牆的內側 ( 詳圖 19), 若是一般的承重牆或隔牆設計垂直是主筋, 那麼就把垂直筋配置綁紮在牆外面兩側, 這兩種綁紮施工方式是不同的, 工地應該依設計圖說來確實區分綁紮施工 圖 20 牆開孔補牆施作情形 圖 19 剪力牆鋼筋綁紮情形牆面開孔補強鋼筋綁紮在以往的施工工程, 大家都只重視開孔斜角補強, 然真正開孔補強的重點是在水平及垂直向主筋補強, 若以外牆雙層雙向鋼筋為例 : 斜向補強筋綁紮位置在兩層鋼筋中間, 剛好是在中立軸 ( 中立面 ) 位置, 其補強效果並不十分重要有效 圖 21 玄關門開孔補強情形牆預留筋綁紮應依設計圖說的號數間距來預留, 預留筋長度除了要符合規定的長度外, 預留筋位置應以工作筋來固定間距, 讓牆預留筋間距固定將來作搭接時, 才能對支綁紮搭接 ( 詳圖 22) 中華民國 100 年 9 月 51
圖 22 牆預留筋以工作筋固定間距情形 圖 24 牆施作寬止筋來控制牆筋位置 牆筋綁紮施工時還要注意鋼筋保護層間隔器放置的情形, 牆筋垂直筋是主筋時, 應將保護層間隔器放置在垂直牆筋上 ( 詳圖 23) 才是正確的, 牆筋為雙層筋時, 應依牆厚度來放置寬止筋, 利用寬止筋來控制牆筋位置 ( 詳圖 24) 牆筋施工最常看到的缺失, 就是不管是承重牆或剪力牆, 鋼筋工人都是把保護層間隔器以垂直方式放置, 若垂直筋是主筋配置在牆最外側時, 保護層間隔器以垂直方式放置是錯誤的, 這樣會造成垂直主筋保護層間距不足 ( 詳圖 25), 此外牆預留筋留設時常發生鋼筋工為了省工, 直接把牆預留筋兩排筋綁在一起, 沒有設置寬止筋及依設計牆筋間距來綁紮固定 ( 詳圖 26), 上述缺失在施工時應特別注意 圖 25 牆筋保護層隔件放在水平副筋上, 垂直主筋保護層不足 ( 錯誤 ) 圖 26 牆預留筋未以寬止筋及定位筋固定牆筋位置及間距 ( 錯誤 ) 圖 23 牆筋保護層隔件放置在垂直主筋上 結構梁筋綁紮施工, 梁筋綁紮時除了依設計圖說的數量間距來綁紮施工基本條件外, 十字梁相交時, 主梁箍筋須連續綁紮,T 52 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 字梁相交時主梁箍筋亦須連續綁紮, 結構梁遇到設備管路要穿越結構梁時, 穿梁孔應依設計圖說來做補強 ( 詳圖 27) 建築工程常把機電工程分包給專業廠商來施作, 機電人員並不十分了解管路穿越結構梁的規定, 常依本身機電的施工便利性來留設, 造成留設位置影響到結構梁強度, 最常看到的缺失是穿梁孔與穿梁孔之間距未達管徑 3 倍或是穿梁孔位置太靠近結構柱, 穿梁孔距結構柱邊未達 2 倍梁深以上 ( 詳圖 28) 綁紮, 若在邊梁一側無樓板時, 梁箍筋帽蓋 135 度彎鉤應朝無樓板側綁紮固定,90 度及 135 度彎鉤不必互換 梁箍筋應與梁主筋綁紮固定, 不可只在梁上方固定箍筋及梁主筋, 這樣混凝土澆置時會造成箍筋移位 ( 詳圖 29),U 型梁箍筋應與梁主筋綁紮固定或以工作筋來固定梁箍筋位置, 梁筋綁紮時, 綁紮工人都會依鋼筋料單來綁紮鋼筋, 但鋼筋工人素質在參差不齊的情況下, 在工地常會看到鋼筋材料長度使用錯誤的情形, 例如梁筋有加鐵主筋時, 綁紮之鋼筋應為直通料鋼筋, 但現場卻發現有彎鉤的梁主筋料, 如果工地有這種情形發生時, 其他地方勢必還有相同鋼筋材料使用錯誤的地方, 因此要避免這種情形, 施工前要將鋼筋料分料清楚確實, 避免鋼筋工拿錯鋼筋料之情形, 綁紮過程也要教育鋼筋工找不到鋼筋料時, 不可以亂拿其他鋼筋料來取代, 這樣會造成其他地方也會找不到鋼筋料的問題發生 圖 27 穿梁孔補強情形 圖 29 梁箍筋未綁紮固定混凝土澆置時梁箍筋移位情形 ( 錯誤 ) 圖 28 穿梁孔留設位置距離柱邊未達 2 倍梁深以上 ( 錯誤 ) 梁筋綁紮施工若箍筋為開口箍筋非一體成型閉口箍筋時, 要注意在梁的兩側都有結構樓板時, 箍筋帽蓋 135 度及 90 度需互換位置 梁鋼筋施工在懸臂梁綁紮要特別注意內梁銜接懸臂梁時, 上層懸臂梁主筋需直通, 不可做搭接的動作 ( 詳圖 30), 鋼筋若要做搭接應選擇在內梁做搭接, 應避開在懸臂梁處做上層主筋搭接的情形 中華民國 100 年 9 月 53
圖 30 懸臂梁上層主筋應以直通不搭接方式綁紮樓板鋼筋綁紮施工, 下層板筋綁紮時, 先將鋼筋結點綁紮固定後, 再用保護層墊塊直接將下層板筋墊高 ( 詳圖 31), 下層板筋不可使用工作筋, 因為樓板下層板筋若使用工作筋架高, 在工作筋下方再使用 2 公分保護層墊塊, 這樣會讓下層板主筋保護層至少超過 3 公分以上, 造成結構板有效厚度不足與原結構設計不同, 上層板筋綁紮時先以 #4 工作筋架設固定後, 加保護層墊塊再綁紮上層板筋, 樓板板筋上下層間距相同或倍數時, 應上下層同一位置對支綁紮, 不可錯開位置來綁紮 ( 詳圖 32) 圖 32 樓板板筋上下層筋間距相同時應對支綁紮固定 樓板下層板筋保護層墊塊的間距應配合鋼筋號數來做調整, 樓板鋼筋為 #3 板筋時, 保護層墊塊間距應儘量設置較密, 樓板鋼筋為 #4 或 #5 時, 則保護層墊塊間距則加大一些, 一般工地施作樓板板筋上 下層墊塊之間距大約在 80~120 公分為宜 ( 詳圖 33), 樓板遇開孔位置時, 樓板鋼筋須做補強, 並依截斷鋼筋的數量平均置於開孔兩側 ( 詳圖 34), 開孔補強筋綁紮時不是只有綁紮開孔斜向筋, 水平及垂直向鋼筋補強筋綁紮才是重點, 綁紮時要注意鋼筋要同層同向來綁紮, 這樣樓板開孔補強完成後才不會出現開孔處鋼筋因鋼筋層數過多造成高程過高, 混凝土澆置時必須加打覆蓋的情形發生 圖 31 樓板板筋下層筋以墊塊墊高未使用工作筋, 上層以工作筋架高固定 圖 33 樓板板筋上層筋架高之墊隔間距不宜過大 (80~120 公分為宜 ) 54 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 圖 34 樓板開孔之補強筋應配合樓板鋼筋走向上下層位置綁紮 樓板鋼筋綁紮固定常是工地管理的困擾, 在公共工程施工規範裏會規定鋼筋綁紮至少以 #20 鐵絲來綁紮固定結點, 同時配合樓板鋼筋結點的固定間距, 在板筋間距 20 公分以下時跳目綁紮固定,20 公分以上時每目綁紮固定, 這樣在澆置混凝土時, 青龍管移動灌漿時, 樓板鋼筋較不會被移動, 但即使施工規範規定如此, 工地鋼筋工人還是會用 # 21 鐵絲來綁紮鋼筋, 原因是 #21 鐵絲較軟, 鋼筋綁紮結點速度較快, 但若依規範規定使用 #20 鐵絲綁紮鋼筋時, 因鐵絲較硬鋼筋結點綁紮速度較慢, 鋼筋工為了省工的情形下及 #21 鐵絲較 #20 鐵絲材料便宜, 都會改用 #21 鐵絲來綁紮鋼筋,#21 鐵絲較軟固定結點效果較差, 且常發生綁紮結點鐵絲斷裂, 造成鋼筋移位的情形, 因此樓板鋼筋綁紮還是以 #20 鐵絲來綁紮固定效果較佳 樓板開孔有區分臨時性開孔及永久性開孔, 在永久性樓板開孔鋼筋綁紮, 在開孔處常會發生一些施工管理上的缺失, 開孔處大家都重視斜向補強筋的綁紮, 樓板主副筋截斷鋼筋的補強都未依結構圖說規定來施做補強筋, 這是錯誤的 另臨時性樓板開孔則是因施工需要開設, 在孔口任務完成後就會封閉復原, 但工地在預留樓板開孔處鋼筋時, 常於樓板鋼筋綁紮完成後, 再來綁紮預留筋, 預留筋底部彎鉤搭接長度不足且未與原板筋搭接, 預留筋數量及支數也常發生不足, 這是建築工地最常見的缺失, 正確的施工是下層板筋綁紮時, 臨時開孔的預留筋就應配合樓板鋼筋上 下層走向做搭接預留, 預留筋號數 數量與樓板板筋間距相同 ( 詳圖 35), 臨時性開孔則不必做截斷鋼筋水平及垂直向鋼筋補強, 因為將來開口復原時樓板鋼筋搭接後就不算是永久開孔, 但工地常會考慮臨時性開孔期間, 因施工需要或震動影響造成龜裂, 都會在樓板內加做斜向補強 ( 詳圖 36), 其實只要預留筋數量足夠, 留設方式正確就可以 圖 35 樓板臨時開孔預留筋應配合樓板鋼筋走向下層位置預留綁紮 圖 36 樓板臨時開孔預留筋應配合樓板鋼筋走向上下層位置預留綁紮 中華民國 100 年 9 月 55
板筋綁紮在搭接位置的固定, 是工地品質管理的一個重點, 板筋與板筋若間距相同時, 板筋與板筋可相互撘接, 這時候應該以鐵絲每目綁紮固定鋼筋搭接端部 ( 詳圖 37), 這樣灌漿時除了較不會移動外, 灌漿過程施工人員行走在上面, 鋼筋尾端也不會翹起 樓板下層筋在綁紮時, 因結構樓板內常會有機電 BOX 埋設, 造成板下層鋼筋無法依結構配筋的間距直通連續綁紮, 這時候應將樓板板筋偏折方式配置綁紮 ( 詳圖 38), 不能將板筋下彎貼住模板面造成鋼筋保護層不足, 而引起樓板龜裂情形 ( 詳圖 39), 也不可以將下層板筋彎起, 造成樓板鋼筋下層筋變成上層板筋 ( 詳圖 40), 這樣鋼筋綁紮施工都是錯誤的 另外機電 BOX 位置與板筋配置位置會有重疊衝突外, 機電 BOX 高度也是樓板施工品質管理的重點, 機電 BOX 使用 8.5 公分高腳型時, 這樣可以讓板筋從配管下方穿越 ( 詳圖 41), 即使樓板板筋設計為 #4 鋼筋時, 鋼筋亦不用偏折, 設備管路也不會貼住模板造成保護層問題 ( 詳圖 42) 圖 38 下層板筋與機電 BOX 位置衝突時, 以偏折方式配置綁紮 圖 39 水電配管將板鋼筋彎下, 造成鋼筋無保護層貼住模板 ( 錯誤 ) 圖 40 水電配管將板下層鋼筋彎起, 造成鋼筋下層筋變上層筋 ( 錯誤 ) 圖 37 板筋搭接處結點應以鐵絲綁紮固定 二 結論 鋼筋綁紮施工經過混凝土澆置後是看不見的品質, 施工過程的品質管理有賴管理工程司是否用心及確實, 畢竟一間房子可能是 一個家庭的盼望, 也可能是一個人打拼數十年血汗賺的錢去買的, 所以我們應該視每一間房子都是我們自己買的房子, 每一個環節, 我們都要用真心去管理, 而且要身體力行到工地查驗及管理, 房子品質堅固與否及施工品質的好壞全在你我的良心, 讓我們一起努力把鋼筋施工品質向上提升 56 中工高雄會刊第 19 卷第 1 期
專論 : 探討鋼筋工程施工品質管理及常見缺失 三 參考文獻 圖 41 水電採用高腳 BOX(8.5 公分 ) 不必彎折鋼筋避免管路貼住模板 1. 謝俊誼, 鋼筋模板混凝土工程看照片輕鬆學 (770 張彩色照片帶您直擊施工現場 ), 詹氏書局,2011 2. 謝俊誼, 公共建築工程品質監造管理之改善機制探討, 碩士論文, 國立台北科技大學土木與防災研究所,2006 3. 劉祥宏建築師事務所, 台北市通航聯隊基地新建工程監造計畫書,2000 4. 聯合報編輯部, 震殤 -921 集集大地震,1999 圖 42 水電採用高腳 BOX(8.5 公分 ) 不必彎折鋼筋避免管路貼住模板 中華民國 100 年 9 月 57