简论施工中的稳定性及稳定措施

稳定不只是结构设计中的一个概念，在实际施工中稳定性也非常重要。由于不稳定的因素，可能使施工中结构的某个局部破坏，从而引起整个结构失稳破坏；或者是由于某种原因，可能使施工设施(设备)失稳破坏。一般结构出现失稳，总是发生在瞬间的突变，多数是来不及阻止或补救，而其造成损失却是巨大的，惨痛的，甚至是施工构造物倒坍、机械设施毁坏或人员伤亡。这类事故的发生往往都是由于人们的盲目自信，不讲科学，进行瞎指挥所造成的，实际上只要我们谨慎小心，对一些非成熟方案进行认真的计算，对一些重大的结构或设施(设备)进行受力验算，不纯粹以经验从事，是可以杜绝这类事故发生的，本文试就施工建筑物、构筑物本身结构在施工过程中的稳定性及施工中所用设施(设备)的稳定性问题，作一粗浅探讨。
一、现浇及预制单层排架厂房
钢筋砼现浇及预制装配式单层排架厂房，其受力构件由柱、梁、层架、屋面板及各种连系梁等支撑构件组成。在施工中一般只注重那些截面大、体积大、构造复杂、施工难度大的主要受力构件，而对那些截面小，重量轻、制作安装都不太困难但费时间的支撑构件却不那么重视，但千万可别小看这些细小构件的作用，正是这些细小的支撑体系将柱、屋架构成的平面受力体系连成空间的受力体系来承受外力作用，而且设计计算上也是由于支撑体系的作用使结构受力与传力变得明确而简单，更接近实际工作情况。作为施工组织者，应该充分认识支撑体系在单层现浇及预制装配结构里的重要性，了解它们的具体作用，从而在施工中合理选择施工方案，应用先进的施工技术，在保证安全、质量及工期的前提下降低成本费用。
值得一提的是预制装配式结构，它是由各种在工厂预制的钢筋砼构件，按照图纸的要求，通过螺栓、焊接等各种连接或现浇砼节点，把构件连接成整体。在整个施工过程中，各构件的单个受力状态都可能与整个结构完成后各构件的实际受力状态(工作状态)完全不一样，设计中设计者又不可能完全考虑到施工中各单个构件的受力状态，而只是在必要的情况下加以适当的考虑，如构件吊点的选择等，但更多的施工过程中的稳定性是靠现场组织者，在掌握设计基本精神的基础上，经过一定的计算，采取一些临时加固措施来满足施工中的要求。除了考虑单个构件在吊装过程中的稳定性外，也要考虑整个结构在吊装过程中的稳定性，如单层厂房吊装过程中屋架的上下弦支撑、柱间支撑、山墙与抗风性之间的连接、杯口基础的灌浆等都应及时完成，屋面板应随装随焊。特别是当负责砼施工与负责吊装的是两个施工单位时，吊装单位往往为了抢进度或是保持工作的连续性而想一气呵成，因此往往会造成两个施工单位交叉工作时的矛盾及管理中的盲点，这时作为总包的施工单位就应审核吊装单位的施工组织方案是否科学合理，监督其吊装过程，对其不正确的做法及时指出，及时更正，不能过分相信吊装单位的一些不成熟或不正确的经验方案，有时一些方案在一些工程中可能侥幸没有出事，并不代表该方案就是正确的、科学的方案。因为实际上这些经验方案有时是利用了结构的安全系数，而又恰好碰上了各种有利因素，如良好的天气，各单位协同作战，快速完成，施工没有中断等，刚好成功。若有时机械设备损坏，施工中断，却又碰上了恶劣的天气，如强风、暴雨、冰雪可能就要失败，就要造成重大的事故。
二、现浇钢筋砼楼板施工
高层或多层现浇钢筋砼楼板施工时，上层楼板底模要支撑在下一层已浇筑好的楼面上，由于施工速度快，下一层楼板砼养护时间短，就可能达不到设计强度，或是施工荷载超过了设计荷载，这时就需加设支撑，使更下层楼板共同承受上层楼板所产生的施工荷载，就是说使连续几层楼板共同承受施工荷载。我们通常做法是为了使几层楼板共同承担施工荷载要配置几层楼板的模板及支撑系统，连续满支几层，等所支承的最下一层楼板砼达到设计强度后，即可拆除该层楼板及支撑，倒到浇筑上一层楼板使用，所以通常我们是配三层模板及支撑，当施工第四层时，我们拆除第一层模板到第四层用，然后逐层倒换。实际上，根据有关专家通过计算得出一个结论，若我们施工多层(高层)框架，当我们浇筑六层顶楼面时，三层顶(即四层楼面)所承受的由上部传来的荷载是施工静载荷(楼板自重+模板重+支撑重)的2．38倍，这个荷载完全有可能超过设计荷载，特别是在活荷载较小的情况下，而我们通常都是在该层楼板达到设计强度后即拆除该层模板，值得注意的是每层楼板分配的荷载并不一样。然而实际上一般都这样施工，而且都没有出现问题，其实这主要是由于我们通常的施工静载都是设荷载的一半，而结构本身又有1．4以上的安全系数，因此一般不会超过此安全荷载(此时安全储备已经全部用上)，即使有时超过，但此荷载的作用时间短，因为随着砼浇筑完毕，砼开始凝固具有一定的强度。但提醒了我们，最危险的时间是在浇筑六层顶板时，因此我们在施工过程中完全可以采取一些有效的措施来确保安全，例如提高三层(三层顶)砼的强度等级，对第四层(四层顶)砼楼板采取早强措施，等第六层砼浇筑完毕，立即拆除四层支撑等，但值得重视的是，如果结构自重较大，占设计荷载的比例超过1／2时必须对模板支撑进行认真的计算，以确保稳定安全。
为了减轻结构所承受的施工荷载，也为了减少模板用量，现在广泛采用二次支撑法，即每层楼板浇筑完毕后，在其强度达到能承受其自重时，在上层砼浇筑之前，即拆除模板及支撑，使其在自重上产生挠度后，随即在原位重新顶上支撑，这就是二次支撑法。这样将每层楼板的施工静载分成了两部分，一是该层楼板自重，二是通过支撑传来的上部施工荷载，在最上层楼板浇筑之前，各层的楼板自重由其本身承担，上部浇筑层传来的施工荷载由下面几层楼板共同承担，这样每层楼板尤其是最下面一层楼板分到的荷载明显减小，提高了结构的安全度，而且模板支撑的配置量也减少了，相应降低了成本费用，提高了经济效益。
此外采用二次受力法，也是提高稳定性的有效措施。就是当结构自重较大(施工荷载较大时)将构件分成两次浇筑，在第一次浇筑的砼能承受其自重，第二次浇筑之前，调整模板支撑使构件在自重下产生一定挠度，然后浇筑，这样整个施工荷载就不是完全由支撑来承担，第一次浇筑部分也承担部分自重荷载，提高了安全度。
三、砖石砌体施工
砖石砌体由于其抗拉、抗弯、抗剪能力较差，因而总是放在较高大的建筑中与其它结构配合使用，做成混合结构，或是做成围护墙、间隔墙等，在配合使用时关键在于连接节点的构造要符合规范要求，合理安排施工顺序。
1．设计安全度不足，荷载过大。如混合结构中门厅部位的独立柱或大开间里的承重柱由于上面集中荷载较大，有时超过其承载能力，砖柱就会失稳破坏。这时如果柱截面尺寸又不能加大，就要改成钢筋砼柱。
2．节点处理不当。如砖墙上搁置大梁处要设梁垫，分散集中荷载，以免集中荷载压碎砖砌体后造成失稳破坏。厂房山墙与抗风柱的连接若被忽略就会造成山墙在大风下产生裂缝、倒塌等现象。
3．施工顺序不当。如厂房的山墙有抗风柱时，要先浇筑抗风柱后砌墙，如顺序颠倒，先砌墙后浇柱，就有可能造成山墙遇到大风等恶劣的环境时产生失稳倒塌。又如房屋拆除时，通常都是由上而下进行，先拆除层面，而实际上如果阳台挑梁，是压在屋面下，这时就有可能发生阳台翻覆，造成重大伤亡事故，因此只图施工方便而采用不正确的经验方案是不可取的。
4．砖拱失稳倒塌。由于不重视拱结构中拉杆的作用，或拱脚结构不合理，不牢固，砖拱结构砌筑顺序不合理，轴线不垂直于拱脚，造成承载力降低，砖拱拆模时间过早，砌体没有达到规定强度，而造成砖拱倒塌。这些都可以通过施工中严格规范要求来避免。