鋼筋混凝土保護(hù)層在施工中的控制

1、精選四川理工學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 鋼筋混凝土保護(hù)層在施工中的控制 教學(xué)點(diǎn)(班) 專 業(yè) 建筑工程技術(shù) 年 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期： 年 月 日四川理工學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 設(shè)計(jì)（論文）題目鋼筋混凝土保護(hù)層在施工中的控制 接受任務(wù)日期 年 月 日完成任務(wù)日期 年 月 日指導(dǎo)教師（簽名） 指導(dǎo)教師單位設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容目標(biāo) 通過(guò)在土地上實(shí)習(xí)期間對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的考察和分析對(duì)混凝土保護(hù)的要求。設(shè)計(jì)(論文)要求1、 對(duì)混凝土的攪拌以及保護(hù)層的要求。2、 對(duì)梁、板、柱等構(gòu)件保護(hù)層的要求。參考資料.施工員實(shí)務(wù)與基礎(chǔ)知識(shí)注：此表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)后發(fā)給學(xué)生，

2、學(xué)生按此表要求開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作。目 錄1前 言. . . . .11.1 鋼筋保護(hù)層控制的特點(diǎn)及研究意義. . . . . 11.2 鋼筋保護(hù)層控制及其質(zhì)量的研究現(xiàn)狀. . . . . . 21.3 現(xiàn)有研究的不足及本文的研究?jī)?nèi)容. . . . . . . 32 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度控制的重要性分析. 42.1 從力學(xué)角度分析. . . . 42.2 從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析. . 42.3 從構(gòu)件的耐久性分析. . 42.4 從混凝土的防火要求分析. 53 對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層的施工質(zhì)量控制措施. 83.1 認(rèn)真做好圖紙會(huì)審，技術(shù)交底. . 83.2 鋼筋的翻樣工作. . .

3、83.3 模板工程的制作和安裝. . 83.4 重視鋼筋的綁扎成型工序. . 93.5 安放、綁扎固定鋼筋保護(hù)層墊塊. . . 93.6 提倡文明施工，注意成品保護(hù). . 103.7 鋼筋骨架的安裝要求. . . . 103.8 實(shí)行四級(jí)檢查驗(yàn)收制度. . 103.8.1 嚴(yán)格執(zhí)行首件工程認(rèn)可制度. . . 113.8.2 加強(qiáng)管理，制訂相應(yīng)的獎(jiǎng)罰措施. 113.8.3 嚴(yán)格檢測(cè)程序. . . . 114 結(jié) 論. . . . 121 前 言1.1 鋼筋保護(hù)層控制的特點(diǎn)及研究意義鋼鐵工業(yè)盡管起步較早，但真正應(yīng)用于工程施工時(shí)間并不長(zhǎng)，混凝土在建筑工程中的應(yīng)用更是近100年左右時(shí)間的事。自從人們找

4、到水泥這種新興建筑原材料，工程施工技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。特別是近50年，由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用，更使得建筑領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的革命。摩天大樓拔地而起，幾百米跨度的橋梁建造也由過(guò)去的神話變成了現(xiàn)實(shí)。這中間都少不了鋼筋和混凝土這兩種材料的功勞。那么，鋼筋與混凝土到底是如何工作的呢？它們究竟是什么樣的關(guān)系呢？從材料的物理力學(xué)性能來(lái)講，鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓強(qiáng)度，而混凝土只具有較高的抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度卻很低，但是兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因?yàn)殇摻钆c混凝土之間存在足夠

5、的粘結(jié)力，在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)整體來(lái)承受外力的；又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來(lái)承擔(dān)。對(duì)于受力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)來(lái)講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn)，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高。所以一般來(lái)講，無(wú)論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯(cuò)誤或者鋼筋保護(hù)層過(guò)大，輕則降低了梁的承載能力，重則會(huì)發(fā)生重大事故。那么，受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢？答案當(dāng)然是否定的。這是因?yàn)殇摻畹闹饕煞质氰F，鐵在常溫下就很容易氧化，更別說(shuō)在高溫或潮濕的環(huán)境

6、中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護(hù)膜，不與外界接觸相對(duì)還比較安全，但如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小，也就是鋼筋過(guò)分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落，另一方面隨著時(shí)間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強(qiáng)度降低，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。通常除基礎(chǔ)外梁的保護(hù)層厚度一般為2.5cm。在工程實(shí)際中，由于鋼筋保護(hù)層厚度未按規(guī)范要求所導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題不勝枚舉。比較突出的如現(xiàn)在商品住宅樓工程建設(shè)中樓板負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層偏大及現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)中主次梁交界處主梁的上部

7、負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層偏大的問(wèn)題。以住宅樓為例，如今的住宅面積越來(lái)越大，樓板跨度也越來(lái)越大，尤其是客廳樓板。筆者曾見(jiàn)到過(guò)某單位建設(shè)的跨度達(dá)5.7米的樓板，厚度為15cm，設(shè)計(jì)是雙層雙向鋼筋網(wǎng)。從結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算來(lái)講，支座處的負(fù)彎矩不比跨中板底正彎矩小多少，但由于施工時(shí)施工單位對(duì)支座負(fù)彎矩鋼筋未引起足夠重視，結(jié)果工程剛竣工還未使用就發(fā)現(xiàn)樓板上表面四周墻根處出現(xiàn)了許多裂縫。后經(jīng)權(quán)威檢測(cè)部門檢查測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，支座處負(fù)筋的保護(hù)層普遍超過(guò)規(guī)范2-4cm，最大的甚至超過(guò)了7cm，使樓板上部的負(fù)彎矩鋼筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情況下經(jīng)設(shè)計(jì)同意采取局部加固補(bǔ)強(qiáng)措施，盡管這樣還是給施工單位本

8、身造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前住宅樓板開(kāi)裂原因中70左右是由鋼筋保護(hù)層位置不正確引起的。誠(chéng)然，鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)單項(xiàng)工程質(zhì)量并不是起決定作用的，但如果不重視它，所產(chǎn)生的危害也是不容忽視的。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)層厚度對(duì)工程結(jié)構(gòu)的重要性。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個(gè)檔次。1.2 鋼筋保護(hù)層控制及其質(zhì)量的研究現(xiàn)狀鋼筋和混凝土在建筑工程中已經(jīng)成了不可分割的孿生兄弟，從材料的物理力學(xué)性能來(lái)分析，鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓強(qiáng)度，而混凝土只具有較高的抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度很低。但兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮

9、了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。那么，鋼筋保護(hù)層又該如何控制呢？我認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)從兩方面著手，一是抓施工前技術(shù)交底；二是抓過(guò)程中要素控制。在施工前，應(yīng)針對(duì)不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工驗(yàn)收規(guī)范，確定正確的鋼筋保護(hù)層。保護(hù)層的厚度并非千篇一律，一般來(lái)說(shuō)現(xiàn)澆樓板的保護(hù)層厚度1.5cm，而基礎(chǔ)的保護(hù)層厚度通常為5cm，有時(shí)甚至達(dá)到10cm。因此，在對(duì)操作者的技術(shù)交底中必須明確此厚度，否則很容易造成返工。在施工過(guò)程中，則重點(diǎn)要做到規(guī)范操作，特別是在混凝土現(xiàn)澆板澆搗過(guò)程中，尤其需要重視。往往是鋼筋綁扎時(shí)位置都很正確，但一到澆搗時(shí)情況就變了樣，不是人踩就是工器具壓在

10、上面，由此造成的結(jié)果是支撐鋼筋的馬墩被踩倒，混凝土上層鋼筋彎曲變形，保護(hù)層的厚度也就得不到保證。所以在施工過(guò)程中，應(yīng)做到規(guī)范操作，嚴(yán)禁操作人員在鋼筋上隨意行走；對(duì)上層鋼筋應(yīng)作有效的固定；澆搗中還2 對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度控制的重要性分析2.1 從力學(xué)角度分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學(xué)性能而言，鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度；混凝土則具有較高的抗壓強(qiáng)度，而其抗拉強(qiáng)度卻很低。這種組合發(fā)揮了它們各自的優(yōu)勢(shì)性能，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因此，一般我們?cè)诳紤]鋼筋混凝土的受力條件時(shí)，著重考慮的是混凝土的受壓應(yīng)力和鋼筋的受拉應(yīng)力。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的實(shí)際受拉應(yīng)力是否

11、能與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)力相吻合，主要取決于鋼筋在結(jié)構(gòu)中的位置是否正確。這也正是我們要求控制鋼筋保護(hù)層厚度的主要原因。一般來(lái)講，無(wú)論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)，如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大，輕則由于鋼筋不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的抗拉作用，而使混凝土受拉應(yīng)力超標(biāo)產(chǎn)生裂縫，重則由于懸挑結(jié)構(gòu)上部鋼筋所受拉力的力矩高度（h0）變小，而使鋼筋受拉應(yīng)力超標(biāo)發(fā)生結(jié)構(gòu)斷裂。此類事故在建設(shè)史上并不少見(jiàn)。再比如，大面積的現(xiàn)澆樓板，下排鋼筋如果墊得過(guò)高，保護(hù)層過(guò)大，在外加荷載作用下，混凝土下部受拉應(yīng)力超標(biāo)，也會(huì)產(chǎn)生板底裂縫。2.2 從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析鋼筋與混凝土

12、之所以能共同工作，是因混凝土硬化并達(dá)到一定強(qiáng)度后，兩者之間建立了足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，這種相互作用力稱為握裹力。鋼筋在混凝土中的保護(hù)層必須具有一定的厚度，才能保證混凝土與鋼筋之間的握裹力。如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小，鋼筋過(guò)分靠近結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊緣，容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落，直接導(dǎo)致握裹力的減小。另外，鋼筋保護(hù)層過(guò)小，表層混凝土將隨著時(shí)間的推移而逐漸碳化，邊緣鋼筋失去保護(hù)作用而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，鋼筋與混凝土之間也會(huì)失去粘結(jié)力，從而使構(gòu)件的承載力降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。2.3 從構(gòu)件的耐久性分析保護(hù)層的作用除上所述之外，顧名思義還起著保護(hù)鋼筋不被銹蝕的作用，以確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐

13、久性。影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，除了特殊的外界因素以外，在一般使用條件下，主要考慮大氣的侵蝕而使鋼筋氧化生銹。而混凝土不密實(shí)、裂縫、鋼筋保護(hù)層偏小，再加上混凝土碳化以及鋼筋的電化學(xué)反應(yīng)等因素就會(huì)因此加速這種侵蝕過(guò)程。鋼筋氧化銹蝕又會(huì)導(dǎo)致體積膨脹，致使混凝土保護(hù)層開(kāi)裂造成惡性循環(huán)，更加加快鋼筋銹蝕進(jìn)程，從而大大縮短建筑物的使用壽命。因此，保證保護(hù)層厚度在設(shè)計(jì)及規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi)，就能最大程度的保護(hù)鋼筋免受銹蝕，延緩混凝土碳化深度到達(dá)鋼筋表面的時(shí)間，確保結(jié)構(gòu)的使用年限。對(duì)一些特殊環(huán)境下的建筑物，如處于腐蝕氣體環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層還要作一些專門的規(guī)定，以確保建筑結(jié)

14、構(gòu)的耐久性。2.4 從混凝土的防火要求分析保護(hù)層對(duì)混凝土內(nèi)部的鋼筋還具有一定的防火功能。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度急劇升高，鋼筋與混凝土的熱膨脹系數(shù)是不同的。當(dāng)鋼筋的膨脹值逐漸大于混凝土的膨脹值時(shí)，就會(huì)損傷和破壞混凝土與鋼筋之間的握裹力；此外，當(dāng)鋼筋溫度上升到700時(shí)，鋼筋屈服強(qiáng)度大幅度降低，就會(huì)失去與混凝土共同工作的條件，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。然而，混凝土是不良導(dǎo)熱體，它能保護(hù)鋼筋不會(huì)立即受到高溫影響，從而延緩結(jié)構(gòu)喪失承載能力的時(shí)間，為消防救援贏得時(shí)間。由于以上諸多原因，國(guó)家規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的提出強(qiáng)制性要求：國(guó)標(biāo)gb50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在強(qiáng)制性條文中明確規(guī)定：縱向受

15、力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋，其混凝土保護(hù)層最小厚度（鋼筋外邊緣至混凝土表面距離）不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑，且應(yīng)符合表2.1的規(guī)定。表2.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)收表格環(huán)境類別板、墻梁柱一類c20c20c45c50c20c20c45c50c20c20c45c50二類a201515302525303030b-2520-3530-3530三類-3025-4035-4035注：基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；當(dāng)無(wú)墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm。國(guó)標(biāo)gb50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范特別提出了對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的檢驗(yàn)，對(duì)檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)部位和構(gòu)件數(shù)量及驗(yàn)收方法，都做了明確的說(shuō)明，并

16、對(duì)檢驗(yàn)的允許偏差范圍做了規(guī)定：鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)時(shí)，縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度的允許偏差，對(duì)梁類構(gòu)件為+10mm，-7mm；對(duì)板類構(gòu)件為+8mm，-5mm。在我們建筑施工中尤其要注意保證鋼筋保護(hù)層的厚度。在日常施工中，主要采取下列措施來(lái)保證混凝土保護(hù)層的厚度：1、明確各部位混凝土保護(hù)層的厚度。認(rèn)真做好圖紙會(huì)審，技術(shù)交底，特別是施工單位對(duì)施工班組的交底。在有的設(shè)計(jì)圖紙中，對(duì)保護(hù)層的厚度會(huì)根據(jù)情況有不同的要求。比如現(xiàn)澆樓板和梁的保護(hù)層厚度，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不同時(shí)，其要求的厚度是不一樣的。而基礎(chǔ)的迎水面保護(hù)層厚度通常為5cm，有時(shí)甚至要求達(dá)到10cm。2、控制鋼筋骨架尺寸。注重鋼筋的翻樣工作。施工單位的翻樣

17、人員應(yīng)熟悉圖紙及規(guī)范的要求。翻樣時(shí)箍筋的翻樣尺寸要正確。對(duì)一些鋼筋密集，復(fù)雜的梁、柱交接處，主梁與次梁的交接處必須放實(shí)樣，合理安排各方向的主筋與副筋位置。同時(shí)確保鋼筋在制作時(shí)的尺寸正確，給施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋安裝、綁扎節(jié)點(diǎn)創(chuàng)造條件。避免由于交接點(diǎn)處鋼筋密集無(wú)法安裝而造成鋼筋擠占保護(hù)層位置，從而發(fā)生露筋的情況。重視鋼筋的綁扎成型工序。綁扎時(shí)要按圖紙、規(guī)范操作。保證鋼筋骨架各部分尺寸及精度，確保主筋位置的安放準(zhǔn)確，是避免出現(xiàn)鋼筋保護(hù)層偏差的前提。對(duì)一些復(fù)雜的梁板結(jié)構(gòu)，以及縱橫交錯(cuò)的梁柱交接點(diǎn)應(yīng)在認(rèn)真交底的基礎(chǔ)上，合理安插主、次梁結(jié)構(gòu)主鋼筋的位置，并注意施工順序，避免出現(xiàn)鋼筋擠占保護(hù)層的情況。3、模板制作的尺寸偏差也會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層的超標(biāo)，所以還要注意模板工程的制作和安裝。制作要規(guī)范、尺寸要精確，特別是縮?，F(xiàn)象很容易導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層偏小甚至發(fā)生露筋現(xiàn)象。4、做好鋼筋限位措施在實(shí)際施工中，對(duì)鋼筋、模板的限位主要做了一下措施：墻柱控制在放線后，綁扎好鋼筋后，早鋼筋骨架上根據(jù)控制線焊定位鋼筋，并在鋼筋骨架上安放水泥撐棍，間距0.6m并與鋼筋骨架綁扎在一起，防止支設(shè)模板和澆注混凝土?xí)r造成水泥撐棍滑落。梁板的控制：梁下部和板下層筋下墊同保護(hù)層厚度相同的與混凝土強(qiáng)度相等或高于混凝土強(qiáng)度的墊塊，用的為大理石墊塊，密度為0.8-1m間距。梁側(cè)同樣架設(shè)墊塊，防止梁鋼筋移位；鋼筋上層筋用鋼筋馬凳墊設(shè)，保證