前言
模板支撐是結構體成型過程中的關鍵環節，直接關係到工程的安全性與進度。模板工程中常見的缺失，多數源於施工或檢核人員的疏忽。
本篇將探討模板支撐的組成、外力分析、檢核方法及常見施工誤區，旨在為施工廠商及相關從業人員提供實用參考。模板常見的缺失原因及其預防措施，可參考《模板工程缺失的原因及預防：模板計算檢核與施工管理的重要性》。
一、模板支撐的組成
1、襯板
襯板是與混凝土直接接觸的第一層模板，一般常使用木板材做為襯板。襯板常見厚度從1.2公分至2.5公分不等。普通模板其寬度分為24、30、36、40、45、50、60、75、90 及100公分。
2、背撐材
又稱為小格柵。背撐材會置於樓板板模或梁底板模下方的水平構材，屬於第二層的模板支撐。常使用木角材做為背撐材，常見的木條尺寸有6公分×6公分、6公分×9公分等。
3、貫材
又稱大格柵。貫材會置於背撐材下方或外側，背撐材與貫材會呈現垂直方向，貫材可採用木角材或是型鋼。
4、垂直支撐
模板支撐是置於貫材下方的垂直構材，常見的垂直支撐有角材及鋼管。
5、側向支撐
側向支撐通常應用於單面模板或結構尺度較大的最外側模板支撐。可在支撐點與地坪之間打設角材並釘牢，以抵抗側向移動，可參考下圖的施作方式。
6、緊結器
緊結器會穿過板材，是最外層的鎖固構件。常用於梁側模或是柱牆模板。
二、模板支撐承受的外力
1、混凝土壓力
在混凝土尚未凝固之前，澆置的混凝土處於流體狀態，會對模板產生壓力。因此，必須計算此時的混凝土壓力，並將其作為模板支撐應力檢核的依據。國內常見的側壓力計算方式，主要參照美國及日本的相關規範。
美國混凝土協會(ACI)頒布的混凝土模板指引規範（Guide to Formwork for concrete）中，根據不同工況建議三個混凝土側壓力的計算公式。這三種側壓力公式的適用條件可參考下方表格，混凝土側壓力之大小主要依據澆置速度、澆置高程、混凝土坍度及構件種類等因素：
- 側壓力公式1：混凝土單位重×澆置高程
- 側壓力公式2：單位重係數×化學係數×[7.2+785×R/(澆置溫度+17.8)] (Kpa)
- 側壓力公式3：單位重係數×化學係數×[7.2+1156/(T+17.8)+244×R/(澆置溫度+17.8)] (Kpa)
日本建築學會針對混凝土側壓力的計算，將澆置速率及澆置高度做更細緻的考量，側壓力的計算式可參考下表。
💡 混凝土側壓力與混凝土澆置速度、澆置高程、澆置時溫度、坍度等因素有關2、靜載重
一般常聽到的靜載重，代表的是固定不變動的固有載重。以模板工程而言，靜載重為鋼筋混凝土重量及模板重量。鋼筋混凝土重量以單位重乘上體積求得，模板重一般以每平方公尺15~30kgf估算。
💡 靜載重：一般以每平方公尺15~30kgf估算模板自重3、活載重
相對於靜載重，活載重代表的是不確定性較高的變動性載重。以模板支撐而言，常見的活載重有人員機具的作業荷重及澆置當下的衝擊荷重。活載重一般以每平方公尺100~150kgf估算，衝擊荷重一般以30%混凝土重估算。
💡 施工活載重：一般以每平方公尺150kgf估算
💡 衝擊荷重：一般以30%混凝土重估算4、上浮力
模板上浮力通常發生於斜屋頂或是厚度漸變的牆體澆置。
因模板的斜面導致混凝土側壓力對模板造成向上或向下的分量，若沒有妥善加固可能會讓模板偏移，造成尺寸或形狀不如預期。
三、模板支撐應力計算書
1、木材強度檢核
模板支撐是由襯板、貫材、背撐材、緊結器層層組建而成，各層都需具有獨立抵抗混凝土壓力的強度。
以側模為例：襯板跨距為小格柵的間距；小格柵的跨距為縱向大格柵的間距…，以此類推。
模板支撐的襯板、貫材及背撐材通常採用木構造，其材料強度會因樹種而有所不同，對應的強度參數可參考下表。一般模板支撐常用的木材多為杉木或柳桉等樹種。
若工程前期尚未確定樹種，可先參考強度較低的第四類針葉樹種進行估算。由於模板支撐工程屬於短期臨時性設施，容許應力可採用短期強度，該強度約為長期容許應力的兩倍。
💡 模板支撐工程屬於短期臨時性設施，容許應力可採用短期強度
2、支撐強度檢核
模板支撐通常使用鋼管作為主要材料，常見材質為STK400。鋼管的壓力挫屈強度會隨無支撐長度的增加而顯著降低。因此，營造安全衛生設施標準明確規定，高度超過特定限制的鋼管支撐必須設置水平繫條，以確保結構穩定性。
此外，較短距離的垂直支撐或側撐也常採用木角材，但因木角材的抗壓強度較鋼管低，須特別注意木角材受壓時的無支撐長度。原則上，仍建議全面採鋼管為主要的垂直支撐。
💡 營造安全衛生設施標準第135條
1、可調鋼管支柱不得連接使用。
2、高度超過3.5m者，每隔2m內設置足夠強度之縱向、橫向之水平繫條，並與牆、柱、橋墩等構造物或穩固之牆模、柱模等妥實連結，以防止支柱移位。
3、可調鋼管支撐於調整高度時，應以制式之金屬附屬配件為之，不得以鋼筋等替代使用。
4、上端支以梁或軌枕等貫材時，應置鋼製頂板或托架，並將貫材固定其上。3、緊結器強度檢核
常見的緊結器材質包括鋼製螺桿、拉桿或扣件等，常見的螺桿的強度參數可參考下表。
由於緊結器的規格和長度有限，無法用於結構尺寸較大的模板對拉，因此在結構尺度過大時，通常會採用側撐方式，將模板對頂於鄰近的結構牆板，以確保支撐的穩定性。
4、挑高區施工排架檢核
模板支撐排架常使用於挑高區的模板支撐，通常會搭設施工排架至一定高程後，再於其上方鋪設承載平台(也稱為轉換層)供鋼管支柱站立使用。
實務上，轉換層多採兩向角材搭設而成，由於轉換層角材需承受鋼管支撐傳遞下來混凝土澆置載重，導致轉換層構件應力需求極大。
檢核及施工時需特別注意轉換層的配置，當排架間距較大導致轉換層角材跨距過大時，務必要採用型鋼做為轉換層構件。
💡 轉換層角材跨距太大時，務必改用型鋼做為轉換層構件5、撓度檢核
模板支撐撓度檢核目的是確保澆置完成後的混凝土結構外觀與設計一致，防止因模板變形導致表面不平整、厚度不均或結構偏移。一般而言，模板的容許撓度應控制在0.3cm或跨距/240。
進行撓度檢核時，需計算模板在各項載重(如混凝土重力、側壓力及施工活載等等)作用下的最大變形量。若計算結果超出容許撓度值，則需增加模板剛性，如減少角材間距、加大角材尺寸、增加模板層數等等。
💡 模板的容許撓度應控制在0.3cm或跨距/240，超出容許撓度時，須增加模板剛度四、模板支撐組立注意事項
1、模板支撐應採用四層結構：襯板、小格柵、第一層大格柵、第二層大格柵四層結構。
2、支柱需以水平繫材雙向連結：當支撐高度達3.5m時，必須在兩向設置水平繫材，繫材須與鄰近結構牆板連接，應避免將繫桿固定於臨時支撐或模板上。
3、模板避免懸挑：實務上，常見梁寬較窄的底模僅使用單支鋼管支柱支撐，導致底模角材形成懸挑結構，此懸挑角材容易超載而斷裂。因此，在模板組立過程中，應避免形成懸挑結構，構材邊緣也應適當加固。
4、應設置於穩固地面：模板支撐必須設置於穩固地基或地坪上。如果需在坡度較大的地面上架設支撐，應在傾斜地面植筋抵住支撐，以提供足夠的側向抗滑力，確保支撐系統不會滑移或下陷。
5、支柱不可搭接：若澆置高程較高，導致支柱長度規格不足時，應搭設施工排架。不得隨意搭接支柱或以鐵絲續接支柱。模板支撐排架的配置須特別注意排架轉換層之應力檢核。
6、依循模板支撐應力計算書：模板支撐的尺寸、間距及配置應嚴格依循模板支撐應力計算書。其中，挑高區的排架配置經常是容易疏漏的環節，若未妥善配置及檢核，極易導致模板支撐失穩進而發生坍塌事故。因此，應特別加強挑高區的模板支撐應力檢核與施工管理。此外，應妥善控制混凝土的坍度，避免模板側壓力超出模板支撐應力計算書之設計值。
後記：模板支撐應力計算的重要及義務
模板支撐應力計算書是模板支撐施工的重要依據，其主要目的在於提醒相關施工注意事項並履行設計人員的責任。計算書中所採用的構件類型與設計條件，必須與現場施工單位充分確認，以避免因實際施工條件與設計計算不符而導致施工問題或安全隱患。以下為幾項特別需要注意的施做與檢核要點：
- 牆厚漸變或斜板的模板支撐：需特別考量模板受到的上浮力，確保模板不偏移，避免混凝土結構的外觀不符設計要求。
- 挑高區模板支撐：應詳細檢核排架及轉換層構件的應力需求，尤其在排架間距較大時，應採用型鋼作為轉換層構件，並視需要使用重型支撐架以確保穩定性。
- 木角材做為支撐：當木角材用於垂直支撐時，需特別注意其無支撐長度，並應避免隨意搭接，以免因接頭強度不足導致結構失效。
- 側向支撐固定件：側向支撐的固定方式應檢核地面的鋼釘或鋼筋固定件的設計，確保其不會因剪斷或滑移而導致側撐失效。
希望這些要點能幫助讀者了解模板支撐的相關檢核及施做要點。小潔為專業的結構技師，擁有豐富的模板支撐應力檢核經驗，如果需要更多的細節或協助，歡迎隨時與我聯繫！
