南钢建设集团公司 汪世福
苏正太建设集团公司 孟向惠
笔者认为，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。
四、模板工程：
模板工程是现浇钢筋砼施工中的重要组成部分，直接影响到钢筋砼的质量、安全及工期。多年来，我国建筑行业中模板都是施工单位自己制作自己使用，模板并没有当作一项工程来看待，而只是被当作砼工程中的一道工序而已，可是随着建筑工程现浇钢筋砼量的越来越大，质量越来越高，工期要求越来越短，而模板工程在现浇钢砼结构中所占的劳动力、工期、造价都占有很大比例，模板工程的重要性已逐渐被人们所认识。前面所述及的几种结构谈了本身的稳定性，但它们当中都有模板工程，且模板工程的稳定性在施工过程中占有至关重要的地位。据统计，在施工过程中的失稳倒塌现象中，由于模板支撑系统受力失稳破坏而造成结构失稳破坏的占有较大的比例。
近年来，国外模板的预制(系统模板制造)已成为建筑业的一个分支，这种系统预制模板装、拆、使
用方便安全，有一定的模数，可以灵活调整，且有一套成熟的技术数据，使用者在使用时只要按使用说
明、技术数据进行使用即可，对于初次使用的，厂家还可以到现场予以指导。因此在新加坡一些较大工程如地铁项目及一般工程中的柱、墙板、电梯井、楼梯井、平板都大面积开始应用此系统模板。
随着新型材料的产生，各类模板纷呈，这里主要讨论一下按施工工艺分，几种常用模板在施工中应
注意的稳定措施。
1．散装散拆模板：是各模板中最常见的传统方式，费工多，机械化程度低，虽然随着人们的不断
改进，现在用整张胶合板做楼板模板，下面用木方，方管或桁架做愣，其工作效率也有一定提高，但由于散装整体性差，其支撑又通常采用门式刚性架、碗扣式钢管架，代替过去的钢管扣件式脚手架，其支撑整体性下降，因此在施工中若层次较高，要附加钢管支撑，以加强支撑系统的整体性。但即使如此，稳定系数仍不大，我们在新加坡就见到过多起邻近工地门架支撑系统失稳倒塌而造成楼面砼浇筑过程中坍落的重大事故。如1998年新加坡巴耶乌美工业园，日本公司承建的厂房由于门架之间剪刀撑不全，加之层高较高，又没有附加钢管支撑，造成排架失稳，浇筑中的楼面坍落，造成了部分人员死亡，多名劳工受伤；又如2001年大士工业区药厂工地也一样由于模板支撑系统失稳，浇筑中的楼面坍落，造成多人重伤等等。这些血的教训都说明了支撑系统及模板工程在现浇砼结构的稳定性中是何等重要。这种失稳破坏都是瞬间突发，往往造成生命财产的重大损失。因此作为一名项目工程师在砼浇筑之前对模板及其支撑系统的检查、确认是至关重要的。它可以提高施工中稳定性的安全度，杜绝这种恶性事件的发生，特别是在浇筑象汽车跑道，这种上面及下面都是倾斜楼面时更应特别注意，因为其中有水平推力产生，更容易导致支持系统失稳。
2．整装整拆的大模板：在一些机械配备较好的工地，为了提高工效，缩短工期，而将模板拼装组
合，然后整体吊装，整体拆除，特别是对一些剪力墙等竖向构件，要周转多次，这种方法特别有效。对于楼板它也可以拼成台模、飞模，对于隧道等又都可以拼成隧道模，这种模板整装整拆充分利用了塔吊
等起重设备，大大加快了施工节奏。我们在施工新加坡MODENA公寓，采用了小断流水施工法时，更是加快了流水节奏，减少了一次性模板配置量，增加了模板周转次数，明显提高了经济效益，而且这种模板往往都具有外操作平台，给施工带来方便。但应注意的是模板在吊装过程中的稳定性，基脚要平，平面桁架之间的拉杆(剪力撑)要齐全，不可以随便卸去，下面可调式脚盘不可以超过规定调整高度(一般2／3脚盘高度)，插销不能忘记装上，并要定期检查插销截面是否有削弱，是否有咬伤，所有这些如稍不注意，都可能导致模板系统失稳。
3．滑模。就是指沿着砼表面作一定方向滑动的模板，特别适用于高耸建筑物，构筑物。滑模施工中的主要承重构件是千斤顶的支承杆(滑升时利用穿心式滑模千斤顶顶着整个模板及操作平台，沿着埋设在砼中的支承杆由下而上同步滑升，其荷载全部由支承杆承担，所以支承杆稳定是滑模施工中质量及安全的基本保证。其支承杆通常用的是Φ25钢以及现在常用的Φ48*3．5钢管，都是细号杆件，属于一定承载力易失稳类。滑模失稳通常有两类，一是支承杆上部失稳，一般都是由于杆件受荷过大或者杆件正好穿过门窗洞口位置造成脱空高度过大而造成失稳。我们1997年在新加坡施工中国广场保诚保险大厦(30层)时，其核心筒就是采用滑模，到最后电梯机房部位层高较高，加之支承杆正好穿过门洞，脱空高度较大而造成支承杆发生弯曲，发现后我们及时采用替补加固措施，从而确保滑模继续进行，直至整个核心筒完成。他告诉我们，一旦发现个别支承杆弯曲，就应及时采取补救措施，否则由于不平衡，引起其它杆件中附加应力增加，而出现相继弯曲失稳，造成平台倒塌。而且要及时找出失稳原因加以根治，象平台堆料过分集中，不均匀，超过允许荷载，滑升速度过快等都是注意的因素。另外一种是支承杆下部失稳，模板以下的支承杆失稳弯曲，导致外裹砼开裂脱落，而下部失稳其原因应是出模后砼强度太低，不足以嵌固支承托，不能保证支承杆正常工作，规范规定的出模强度是保证出模后砼既不坍落，又不拉裂，又能保证上段支承杆正常工作而不失稳，但不能保证下段支承杆，因此为避免失稳，主要办法就是控制滑升速度，为确保砼强度足以嵌固下部支承杆，可以采取早强及提高强度等级措施。
4．提模。整块模板连同操作平台架，一起用吊车提升，与自动滑模相比减少了爬升架及设备，费
用降低，但要利用吊车。主要用于外墙模板、电梯井模板、管道井模板，特别是多、高层建筑里电梯井、楼梯间用得较多。电梯井外模下设一挂架，挂于下一层墙体中预留的对穿螺栓上，内模包括井壁模板及一个操作平台，是一个整体，提升是一次性整体提升，平台有四只脚伸进井壁预留洞，这种模板大大节约了模板组装拆卸的时间，降低了工人的劳动强度，为工人操作提供了安全的操作平台，开合模速度快，减少了模板的堆放空间，而且充分利用了塔吊。加强提模稳定性的措施是，提升外模时要等砼达
到一定的强度，因为外挂架是靠对拉螺栓锚固在砼中，外模提升时，操作平台上的材料等应清去，防止
造成模板系统不平衡，翻转等；施工中平台堆料不能太多，并应做到均匀分布，以免集中荷载过大而造
成翻覆。
当然模板类型及组合形式，还有很多种，这里不再赘述。
五、设施的稳定性
建筑施工过程中设施(设备)较多，这里主要叙述一下塔吊及脚手架的稳定性。
1．塔吊是大型高耸设备，其稳定性主要是本身的稳定性及起吊重物时的稳定性。塔吊本身的稳定主要是塔吊的基础要严格施工，符合设计要求，塔吊允许的自由高度应在规范之内，一旦超过允许的自由高度应按规定增加附墙连接。塔吊基础应离基坑一定距离，确保塔吊基础稳定，这很重要。1995年我们工地对面的苏州某商城工地，就是由于塔吊基础在基坑边，基坑刚开挖，加之围护桩不是密排，经过一场暴雨后，基土流失，造成塔吊基础失稳倾斜，塔吊随之倾倒，庆幸塔吊倒塌是在早晨上班之前，无人员伤亡。另外塔吊起吊重物的时候也应严格按安全操作规程进行，不可以过载，旋转及上升速度不可太快，否则都易造成塔吊失稳。因此塔吊的稳定性至关重要，塔吊一旦发生失稳倾倒将会造成较严重的后果。
2．脚手架是一种临时结构物，但却极其重要，因为它主要是为工人提供操作平台，一旦其失稳倒塌将会造成很严重的事故，在我们身边发生的脚手架倒塌、掉落事故并不少见。1994年某市政府工地采取悬挑脚手架，在施工过程中由于堆放材料过多，局部扣件破坏，而造成整个架子从19层(91米)高处倒塌掉落，造成几名工人当场死亡、多人受伤的恶性事故。我们认为脚手架的稳定性主要在于根据特点及施工要求，选择合理的架子结构及架子材料，按操作堆积搭设，架子的基础及地基稳固，架子的连墙点按规范要求，不可任意减少，因为外架子的整体稳定性就靠它，使用过程不可以任意加大荷载，堆放过多的材料，或增加同时作业层数，而超过架子的设计荷载，使用过程中不可以随便拆除连墙点，若发现连墙点有拆除应及时恢复，我也看到过架子由于连墙点在施工过程中被任意解开，而造成整排架子倾倒的事例。对于悬挑式脚手架要特别注意一层悬挑梁所能承担的脚手层数，不可以随便增加，施工中同时要注意荷载量的控制。新加坡普遍使用的都是悬挑式脚手架，避免了由于地表不平或地基软陷而造成架子倾斜等，又不影响架子下面部位排水沟等室外工程的施工。
