鋼筋保護(hù)層施工的幾個(gè)改進(jìn)措施

1、鋼筋保護(hù)層施工的幾個(gè)改進(jìn)措施王皓平（中鐵二十一局成渝高速公路復(fù)線（重慶境）項(xiàng)目 重慶璧山 402760）摘 要：針對(duì)橋梁墩柱施工時(shí)鋼筋保護(hù)層的不規(guī)范性，提出了控制鋼筋保護(hù)層的重要意義及施工時(shí)的控制措施，并在施工中取得良好的效果。關(guān)鍵詞：墩柱施工 鋼筋籠 保護(hù)層引言近年來(lái)，在工程實(shí)踐中，由于鋼筋保護(hù)層厚度未按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，尤其在施工方面，出現(xiàn)鋼筋保護(hù)層厚度或大或小的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)較多。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)，混凝土保護(hù)層厚度的控制。1 控制鋼筋保護(hù)層的意義鋼筋保護(hù)層簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是指包裹在鋼筋外面的一定厚度的混凝土，其厚度為鋼筋邊緣至混凝土邊緣之間最小的距離，當(dāng)圖紙中未注明

2、時(shí)，保護(hù)層厚度一般指主筋保護(hù)層厚度，混凝土外面的粉刷不作為保護(hù)層厚度?，F(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度按環(huán)境類(lèi)別、構(gòu)件類(lèi)型、混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別做出了規(guī)定，以及現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中對(duì)涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)并對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度也專(zhuān)門(mén)做出了規(guī)定。歸納起來(lái)，鋼筋混凝土保護(hù)層具有以下三方面的作用和影響。1.1對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力的影響    在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)整體來(lái)承受外力的。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般只考慮混凝土承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力全部由鋼筋來(lái)承擔(dān)。對(duì)于受力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)來(lái)講，受拉鋼筋離受壓

3、區(qū)越遠(yuǎn)，其單位面積鋼筋所承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高；如果受拉鋼筋離受壓區(qū)越近，即鋼筋保護(hù)層越大，截面有效高度減小，其單位面積鋼筋所承受的外部彎矩也就越小，不但不能充分發(fā)揮鋼筋的力學(xué)性能，而且混凝土構(gòu)件的承載能力也將大大地降低，重者會(huì)發(fā)生重大事故。 2.2對(duì)維持受力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固力的影響混凝土與鋼筋之所以能夠作為一個(gè)整體來(lái)承受外力，關(guān)鍵在于鋼筋與混凝土之間存在著一定的粘結(jié)錨固強(qiáng)度。粘結(jié)錨固是鋼筋與混凝土這兩種性質(zhì)不同的材料形成一個(gè)整體，共同抵抗外力作用的基礎(chǔ)，鋼筋與混凝土之間依靠粘結(jié)錨固力來(lái)傳遞應(yīng)力，協(xié)調(diào)變形。如果要保證受力鋼筋與握裹層混凝土之間有必要的粘結(jié)錨固

4、強(qiáng)度，很大程度上取決于混凝土握裹層的厚度，混凝土握裹層越厚，則握裹力越大，反之越小。一般情況下，受力鋼筋到構(gòu)件中性軸間的距離容易滿足，但受力鋼筋的外邊緣到混凝土構(gòu)件表面之間的距離(亦稱(chēng)之為鋼筋保護(hù)層)則必須采取相應(yīng)的措施加以保證。試驗(yàn)研究表明，鋼筋保護(hù)層可保證鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，防止相對(duì)滑動(dòng)，如果鋼筋保護(hù)層的厚度太薄，可能使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生徑向劈裂，使粘結(jié)強(qiáng)度降低，將影響結(jié)構(gòu)安全。所以必要的厚度可以保證砼對(duì)鋼筋的握裹力，使鋼筋與混凝土協(xié)同工作。3.3保護(hù)鋼筋不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕，保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)年限內(nèi)的安全長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直以為混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)是非常耐久的。直到70年代末期，發(fā)達(dá)

5、國(guó)家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過(guò)早損壞。美國(guó)許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時(shí)期內(nèi)就出現(xiàn)劣化。根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查表明，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性普遍較差，不少混凝土結(jié)構(gòu)不能保證在50年的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)有的使用功能和承載能力。國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用2530年后即需大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅1520年。民用建筑和公共建筑的室外陽(yáng)臺(tái)、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有3040年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問(wèn)題更為嚴(yán)重，許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開(kāi)裂。造成這些現(xiàn)象的原因主要有混凝土強(qiáng)度偏低、抗碳化能力不強(qiáng)、保護(hù)層厚度

6、偏小和一般使用單位缺乏合理的維護(hù)檢修等。 為了確保鋼筋在設(shè)計(jì)年限內(nèi)不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕現(xiàn)象發(fā)生，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來(lái)講，除了提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)外，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度值也是一項(xiàng)有效的措施。試驗(yàn)研究表明，混凝土的堿性環(huán)境使包裹在其中的鋼筋表面形成鈍化膜而不宜銹蝕。但是，由于澆筑混凝土過(guò)程中離析、泌水、而形成的毛細(xì)孔道和裂隙，以及混凝土收縮、溫度變化或受力后引起的裂縫使大氣中的水和二氧化碳或其他酸性介質(zhì)得以滲入混凝土內(nèi)部，中和了混凝土的堿性而使其變成中性的碳酸鈣，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為碳化。碳化隨時(shí)間由混凝土表面向混凝土內(nèi)部發(fā)展，其速度與混凝土的質(zhì)量及環(huán)境有關(guān)。當(dāng)碳化到達(dá)鋼筋表面以后，鋼筋的保護(hù)膜發(fā)

7、生破壞，失去鈍化膜的保護(hù)。鋼筋會(huì)逐漸開(kāi)始銹蝕，銹蝕產(chǎn)物鐵銹的體積大于相應(yīng)鋼筋的體積，因而會(huì)向四周膨脹；而鋼筋周?chē)幕炷習(xí)拗扑呐蛎?，產(chǎn)生交界面上的壓力，這種壓力就稱(chēng)為鋼筋銹脹力。隨著鋼筋銹蝕深度的增加，鋼筋銹脹力將導(dǎo)致混凝土保護(hù)層受拉而開(kāi)裂鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。結(jié)語(yǔ)綜上所述對(duì)于鋼筋保護(hù)層這一個(gè)容易被忽視，然而卻非常重要的問(wèn)題，決不能掉以輕心，等閑視之,我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機(jī)理的前提下,充分認(rèn)識(shí)到合理的鋼筋保護(hù)層對(duì)工程結(jié)構(gòu)的重要性。認(rèn)真對(duì)待，才能使確保構(gòu)件的正常使用，提高工程質(zhì)量2 鋼筋保護(hù)層不合格的原因分析2.1樁基

8、及樁基鋼筋籠的偏位一般情況下墩柱都是建立在樁基礎(chǔ)之上的結(jié)構(gòu)物，要保證墩柱的準(zhǔn)確施工就必須先保證樁基樁位及鋼筋籠定位的準(zhǔn)確性。保護(hù)層厚度在施工過(guò)程中反映為鋼筋與模板的距離，因此，墩柱鋼筋的骨架幾何尺寸直接影響成型后墩柱的保護(hù)層厚度。在模板幾何尺寸一定的情況下，墩柱骨架鋼筋尺寸愈大，則相應(yīng)的保護(hù)層厚度愈小，反之亦然。其次由于墩柱的平面位置要求比較嚴(yán)格，公路工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定墩柱的軸線偏位為10mm，樁基樁位要求在橋涵施工規(guī)范上是50mm，而墩柱保護(hù)層厚度為±5mm，這就意味著墩柱鋼筋籠安裝位置必須控制在±5mm內(nèi)，否則墩柱的平面位置與保護(hù)層無(wú)法同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，出現(xiàn)這種情

9、況時(shí)一般以犧牲墩柱保護(hù)層來(lái)保證平面位置的準(zhǔn)確，這也是目前的通病。2.2鋼筋加工安裝原因1、作為鋼筋籠定型措施的加強(qiáng)鋼筋，其尺寸小于或大于設(shè)計(jì)值，加強(qiáng)箍筋在焊接過(guò)程中支撐不牢固，鋼筋受熱導(dǎo)致箍圈變形呈橢圓狀；2、鋼筋籠加工時(shí)，加強(qiáng)鋼筋與主筋縱向不垂直，導(dǎo)致鋼筋籠橫截面變形2.3鋼筋籠吊裝原因1、鋼筋籠在吊裝過(guò)程中，與地面或其他結(jié)構(gòu)物碰撞造成鋼筋籠變形。2、墩柱鋼筋籠在與樁基鋼筋籠吊裝對(duì)接時(shí)，沒(méi)有精確對(duì)中導(dǎo)致墩柱鋼筋籠發(fā)生偏斜；2.4鋼筋籠保護(hù)層墊塊原因1、鋼筋保護(hù)層墊塊綁扎的間距過(guò)大，且與墩柱模板的貼合情況不佳。2、鋼筋保護(hù)層墊塊強(qiáng)度不夠，立模后容易變形。2.5混凝土澆筑混凝土澆筑工藝直接影響到

10、已經(jīng)調(diào)整并加固完畢的鋼筋及模板，如入模方式不當(dāng)容易造成鋼筋與模板間墊塊脫離位置，振搗人員上下容易引起鋼筋整體晃動(dòng)并導(dǎo)致位置偏移，振動(dòng)棒插入位置不當(dāng)容易導(dǎo)致鋼筋偏位。3 控制鋼筋保護(hù)層的措施控制保護(hù)層的總體思路在嚴(yán)格控制鋼筋及模板平面位置、幾何尺寸的基礎(chǔ)上控制鋼筋與模板的距離，并使鋼筋、模板及相應(yīng)的固定設(shè)施（墊塊、模板固定支架及拉索）形成一個(gè)整體，在澆筑混凝土過(guò)程中避免破壞鋼筋、模板的整體性，從而保證鋼筋保護(hù)層在控制范圍內(nèi)。3.1樁基礎(chǔ)鋼筋籠準(zhǔn)確定位3.1.1 樁基定位要準(zhǔn)確并做好護(hù)樁在挖孔樁開(kāi)挖前，首先要進(jìn)行樁基位置的定位，測(cè)量員要對(duì)樁位準(zhǔn)確的放樣，樁位的準(zhǔn)確是保證樁基及鋼筋籠子位置準(zhǔn)確的前提

11、條件，施工員不僅要把樁基的位置找準(zhǔn)，而且一定要做好對(duì)樁位的保護(hù)工作，也就是說(shuō)要做好臨時(shí)護(hù)樁，以備樁基開(kāi)挖后對(duì)挖孔樁鎖口的準(zhǔn)確定位。護(hù)樁要達(dá)到既能保護(hù)樁位又能不被破壞的目的3.1.2 挖孔樁鎖口的要求鎖口的直徑應(yīng)比樁基的直徑大約200300毫米左右即可，鎖口中心必須與樁位的中心重合，（規(guī)范中規(guī)定誤差不能超過(guò)50毫米，實(shí)際操作中要控制在10毫米內(nèi)），因?yàn)殒i口是保證鋼筋籠位置準(zhǔn)確的第一個(gè)屏障，到時(shí)候鋼筋籠子要通過(guò)鎖口安裝定位。鎖口做好后一定要及時(shí)通知測(cè)量員再次對(duì)樁位進(jìn)行放樣，檢驗(yàn)樁位是否準(zhǔn)確，同時(shí)用鋼錠將護(hù)樁引到鎖口上作為永久護(hù)樁，以便灌裝前對(duì)鋼筋籠準(zhǔn)確定位。3.1.3 控制鋼筋籠子的位置準(zhǔn)確的方法

12、成孔后，為了保證安裝后的鋼筋籠能在挖孔灌注樁的中心位置，通常在安裝鋼筋籠之前，要對(duì)樁孔進(jìn)行驗(yàn)孔，首先要保證樁孔垂直度在規(guī)范以?xún)?nèi)，其次樁底沉渣情況及是否平整，以保證鋼筋籠的垂直，才能開(kāi)始安裝鋼筋籠子。安裝完后用永久護(hù)樁拉出樁基中心，檢查鋼筋籠中心與樁基中心是否重合，若重合對(duì)鋼筋籠直接定位，將其用20cm-30cm長(zhǎng)28鋼筋支撐在鎖口上，保證其在澆筑過(guò)程不發(fā)生偏位，必要時(shí)在鎖口上打眼定位。若鋼筋籠不與樁中心重合則需要適當(dāng)調(diào)整鋼筋籠位置，使其與樁中心重合后再對(duì)其定位。3.1.4 控制挖孔灌注樁中鋼筋籠上浮 在澆注樁基混凝土?xí)r，如果操作不當(dāng)，很容易引起鋼筋籠子上浮，導(dǎo)致鋼筋籠偏位，造成工程質(zhì)量事故。所

13、以在灌注過(guò)程中一定要注意以下問(wèn)題： （1）在灌注樁基混凝土?xí)r，當(dāng)澆筑的混凝土接觸到鋼筋時(shí)，要將澆注混凝土的速度適當(dāng)放緩，待澆筑的混凝土高度高出鋼筋籠子底面12米時(shí)，再加快混凝土的澆注速度，這時(shí)樁中的混凝土已經(jīng)將鋼筋籠子裹住，鋼筋籠子將不會(huì)再上浮。（2）控制混凝土的塌落度與連續(xù)性澆筑，要根據(jù)攪拌機(jī)的規(guī)格、型號(hào)，滿足規(guī)定的攪拌時(shí)間要求，攪拌的混凝土不能太“生”，塌落度也要滿足樁基施工的要求；如果是商品混凝土，則要嚴(yán)格控制混凝土出廠時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，尤其在夏季天熱的時(shí)候，混凝土在運(yùn)輸途中不能過(guò)長(zhǎng)，這些都是造成混凝土流動(dòng)性與和易性喪失的原因等。在澆筑樁基混凝土?xí)r，要格外注意的是：當(dāng)鋼筋籠子頂面距離孔口較深

14、時(shí)，在澆筑混凝土?xí)r，格外注意觀察懸吊鋼筋籠子的吊筋變化情況，如果看到吊筋有一點(diǎn)兒向上“攛”時(shí)，就已經(jīng)表明鋼筋籠子已經(jīng)上浮了，此時(shí)要立即采取措施，放慢混凝土的澆筑速度。3.2墩柱鋼筋加工安裝控制墩柱鋼筋均設(shè)計(jì)為豎向受力主筋按照一定間距焊接固定到環(huán)向骨架筋上，在主筋外側(cè)按照一定間距盤(pán)繞螺旋箍筋。因此控制墩柱鋼筋籠的幾何尺寸關(guān)鍵在于控制環(huán)向加強(qiáng)箍筋的幾何尺寸。具體采用以下措施：3.2.1加強(qiáng)箍筋的制作有圖紙?zhí)峁┑沫h(huán)形加強(qiáng)箍筋中心軸線尺寸，無(wú)法直接用于生產(chǎn)控制。經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，發(fā)現(xiàn)如下關(guān)系：環(huán)形骨架筋的模具直徑=環(huán)形骨架直徑-環(huán)形骨架鋼筋直徑-10mm，模具采用12mm鋼板作為面板，采用長(zhǎng)10-12cm

15、的22鋼筋為齒，間距10cm布置垂直焊接與面板上形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的不同直徑的圓。在環(huán)形骨架的彎制過(guò)程中，采用專(zhuān)門(mén)的鋼筋鉗，一點(diǎn)一點(diǎn)地將鋼筋貼靠在模具上，最后在接頭處預(yù)留足夠的焊接搭接長(zhǎng)度，先點(diǎn)焊，然后取下加焊，加焊時(shí)箍圈內(nèi)需作支撐，確保骨架不變形，對(duì)制作好的箍圈應(yīng)妥善保管，并按主筋間距在鋼筋上做好等分點(diǎn)，以便于綁扎。3.2.2現(xiàn)場(chǎng)綁扎受地形的限制，大部分鋼筋籠需要現(xiàn)場(chǎng)綁扎，所以對(duì)綁扎場(chǎng)地的要求比較高。鋼筋籠加工的場(chǎng)地要平整且壓實(shí)，長(zhǎng)度必須長(zhǎng)于鋼筋籠至少3m，寬度要大于鋼筋籠直徑至少2m，選取500cm×15cm×15cm的方木作為鋼筋墊枕，在兩端的方木頂面拉線，使所有方木墊枕頂

16、面位于同一平面上。綁扎時(shí)，采用直角尺控制環(huán)形骨架鋼筋的垂直度。所有主筋必須點(diǎn)焊在骨架鋼筋上事先畫(huà)好的等分點(diǎn)上，以保證鋼筋籠主筋的順直度。主筋與螺旋形箍筋交叉點(diǎn)采用點(diǎn)焊或扎絲梅花形綁扎固定，即間隔一個(gè)交叉點(diǎn)固定，綁扎完后注意扎絲頭不予模板抵觸。另外螺旋筋使用前必須先調(diào)直，在與半徑相近的圓形構(gòu)建件上彎曲成相近環(huán)形備用，保證螺旋箍筋與主筋密貼。3.2.3 鋼筋籠吊裝鋼筋籠吊裝定位時(shí)應(yīng)先確定墩位或樁位中心點(diǎn)，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)半徑±5mm在現(xiàn)場(chǎng)用墨線標(biāo)出，再將樁柱連接部分鋼筋調(diào)整到合適角度，保證墩柱鋼筋安裝時(shí)全部主筋都落在墨線形成環(huán)內(nèi)可固定，完成鋼筋的安裝工作。在鋼筋籠的起吊過(guò)程中應(yīng)盡量避免拖動(dòng)、

17、滾動(dòng)和碰撞。同時(shí)鋼絲繩一定要居中保持鋼筋籠的垂直度。3.3保護(hù)層墊塊布置1、保護(hù)層墊塊應(yīng)采用高強(qiáng)度砂漿墊塊代替塑料墊塊，以保證立模后墊塊不變形。2、嚴(yán)格控制保護(hù)層墊塊間距，按照80-100cm間距布置。3.4模板定位安裝在吊裝模板的過(guò)程中必須輕起輕放，盡量避免模板與鋼筋籠的碰撞。圓柱模板安裝時(shí)，必須保證模板的圓心與墩柱中心重合，偏差按設(shè)計(jì)半徑的±5mm采用吊線錘控制。模板安裝完成后，應(yīng)從上至下檢查墊塊與模板的貼合情況，對(duì)于偏差較大的情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整。3.5混凝土澆筑為減輕混凝土入模沖擊力對(duì)鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土高度落差大于2m時(shí)采用串筒，必要時(shí)設(shè)置減速板。另外人員上下要通過(guò)專(zhuān)用軟梯，禁止通過(guò)攀爬固定完畢的鋼筋。振搗時(shí)嚴(yán)格控制振搗棒的落點(diǎn)位置在距離鋼筋10cm-15cm處，禁止振搗棒碰觸鋼筋。4 結(jié)語(yǔ)通過(guò)