鋼筋保護層施工的幾個改進措施

1、鋼筋保護層施工的幾個改進措施王皓平（中鐵二十一局成渝高速公路復線（重慶境）項目 重慶璧山 402760）摘 要：針對橋梁墩柱施工時鋼筋保護層的不規(guī)范性，提出了控制鋼筋保護層的重要意義及施工時的控制措施，并在施工中取得良好的效果。關鍵詞：墩柱施工 鋼筋籠 保護層引言近年來，在工程實踐中，由于鋼筋保護層厚度未按規(guī)范要求進行設計與施工，尤其在施工方面，出現(xiàn)鋼筋保護層厚度或大或小的現(xiàn)象，導致混凝土構件或結構質量問題出現(xiàn)較多。因此，應加強對，混凝土保護層厚度的控制。1 控制鋼筋保護層的意義鋼筋保護層簡單說來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，當圖紙中未注明

2、時，保護層厚度一般指主筋保護層厚度，混凝土外面的粉刷不作為保護層厚度?，F(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范對鋼筋保護層厚度按環(huán)境類別、構件類型、混凝土強度等級分別做出了規(guī)定，以及現(xiàn)行混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范中對涉及混凝土結構安全的重要部位應進行結構實體檢驗并對結構實體鋼筋保護層厚度也專門做出了規(guī)定。歸納起來，鋼筋混凝土保護層具有以下三方面的作用和影響。1.1對結構的承載力的影響    在結構計算中，鋼筋混凝土構件是作為一個整體來承受外力的。由于混凝土的抗拉強度很低，為了簡化計算，一般只考慮混凝土承受壓應力，而拉應力全部由鋼筋來承擔。對于受力構件截面設計來講，受拉鋼筋離受壓

3、區(qū)越遠，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)揮鋼筋的力學性能，而且混凝土構件的承載能力也將大大地降低，重者會發(fā)生重大事故。 2.2對維持受力鋼筋與混凝土之間的粘結錨固力的影響混凝土與鋼筋之所以能夠作為一個整體來承受外力，關鍵在于鋼筋與混凝土之間存在著一定的粘結錨固強度。粘結錨固是鋼筋與混凝土這兩種性質不同的材料形成一個整體，共同抵抗外力作用的基礎，鋼筋與混凝土之間依靠粘結錨固力來傳遞應力，協(xié)調變形。如果要保證受力鋼筋與握裹層混凝土之間有必要的粘結錨固

4、強度，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件表面之間的距離(亦稱之為鋼筋保護層)則必須采取相應的措施加以保證。試驗研究表明，鋼筋保護層可保證鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結強度，防止相對滑動，如果鋼筋保護層的厚度太薄，可能使鋼筋外圍混凝土產生徑向劈裂，使粘結強度降低，將影響結構安全。所以必要的厚度可以保證砼對鋼筋的握裹力，使鋼筋與混凝土協(xié)同工作。3.3保護鋼筋不發(fā)生危及結構安全的銹蝕，保證結構在設計年限內的安全長期以來，人們一直以為混凝土結構應是非常耐久的。直到70年代末期，發(fā)達

5、國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎設施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現(xiàn)劣化。根據(jù)一項調查表明，我國混凝土結構的耐久性普遍較差，不少混凝土結構不能保證在50年的設計使用年限內應有的使用功能和承載能力。國內大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用2530年后即需大修，處于嚴酷環(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臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有3040年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重，許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開裂。造成這些現(xiàn)象的原因主要有混凝土強度偏低、抗碳化能力不強、保護層厚度

6、偏小和一般使用單位缺乏合理的維護檢修等。 為了確保鋼筋在設計年限內不發(fā)生危及結構安全的銹蝕現(xiàn)象發(fā)生，從結構設計角度來講，除了提高混凝土的強度等級外，適當?shù)卦O計混凝土保護層厚度值也是一項有效的措施。試驗研究表明，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，由于澆筑混凝土過程中離析、泌水、而形成的毛細孔道和裂隙，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得以滲入混凝土內部，中和了混凝土的堿性而使其變成中性的碳酸鈣，這個過程稱為碳化。碳化隨時間由混凝土表面向混凝土內部發(fā)展，其速度與混凝土的質量及環(huán)境有關。當碳化到達鋼筋表面以后，鋼筋的保護膜發(fā)

7、生破壞，失去鈍化膜的保護。鋼筋會逐漸開始銹蝕，銹蝕產物鐵銹的體積大于相應鋼筋的體積，因而會向四周膨脹；而鋼筋周圍的混凝土會限制它的膨脹，產生交界面上的壓力，這種壓力就稱為鋼筋銹脹力。隨著鋼筋銹蝕深度的增加，鋼筋銹脹力將導致混凝土保護層受拉而開裂鋼筋與混凝土之間失去粘結力，構件整體性受到破壞，嚴重時還會導致整個結構體系的破壞。結語綜上所述對于鋼筋保護層這一個容易被忽視，然而卻非常重要的問題，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理的前提下,充分認識到合理的鋼筋保護層對工程結構的重要性。認真對待，才能使確保構件的正常使用，提高工程質量2 鋼筋保護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之上的結構物，要保證墩柱的準確施工就必須先保證樁基樁位及鋼筋籠定位的準確性。保護層厚度在施工過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，則相應的保護層厚度愈小，反之亦然。其次由于墩柱的平面位置要求比較嚴格，公路工程質量驗收評定標準規(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，否則墩柱的平面位置與保護層無法同時滿足標準要求，出現(xiàn)這種情

9、況時一般以犧牲墩柱保護層來保證平面位置的準確，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鋼筋，其尺寸小于或大于設計值，加強箍筋在焊接過程中支撐不牢固，鋼筋受熱導致箍圈變形呈橢圓狀；2、鋼筋籠加工時，加強鋼筋與主筋縱向不垂直，導致鋼筋籠橫截面變形2.3鋼筋籠吊裝原因1、鋼筋籠在吊裝過程中，與地面或其他結構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接時，沒有精確對中導致墩柱鋼筋籠發(fā)生偏斜；2.4鋼筋籠保護層墊塊原因1、鋼筋保護層墊塊綁扎的間距過大，且與墩柱模板的貼合情況不佳。2、鋼筋保護層墊塊強度不夠，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)調整并加固完畢的鋼筋及模板，如入模方式不當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并導致位置偏移，振動棒插入位置不當容易導致鋼筋偏位。3 控制鋼筋保護層的措施控制保護層的總體思路在嚴格控制鋼筋及模板平面位置、幾何尺寸的基礎上控制鋼筋與模板的距離，并使鋼筋、模板及相應的固定設施（墊塊、模板固定支架及拉索）形成一個整體，在澆筑混凝土過程中避免破壞鋼筋、模板的整體性，從而保證鋼筋保護層在控制范圍內。3.1樁基礎鋼筋籠準確定位3.1.1 樁基定位要準確并做好護樁在挖孔樁開挖前，首先要進行樁基位置的定位，測量員要對樁位準確的放樣，樁位的準確是保證樁基及鋼筋籠子位置準確的前提

11、條件，施工員不僅要把樁基的位置找準，而且一定要做好對樁位的保護工作，也就是說要做好臨時護樁，以備樁基開挖后對挖孔樁鎖口的準確定位。護樁要達到既能保護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50毫米，實際操作中要控制在10毫米內），因為鎖口是保證鋼筋籠位置準確的第一個屏障，到時候鋼筋籠子要通過鎖口安裝定位。鎖口做好后一定要及時通知測量員再次對樁位進行放樣，檢驗樁位是否準確，同時用鋼錠將護樁引到鎖口上作為永久護樁，以便灌裝前對鋼筋籠準確定位。3.1.3 控制鋼筋籠子的位置準確的方法

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，要對樁孔進行驗孔，首先要保證樁孔垂直度在規(guī)范以內，其次樁底沉渣情況及是否平整，以保證鋼筋籠的垂直，才能開始安裝鋼筋籠子。安裝完后用永久護樁拉出樁基中心，檢查鋼筋籠中心與樁基中心是否重合，若重合對鋼筋籠直接定位，將其用20cm-30cm長28鋼筋支撐在鎖口上，保證其在澆筑過程不發(fā)生偏位，必要時在鎖口上打眼定位。若鋼筋籠不與樁中心重合則需要適當調整鋼筋籠位置，使其與樁中心重合后再對其定位。3.1.4 控制挖孔灌注樁中鋼筋籠上浮 在澆注樁基混凝土時，如果操作不當，很容易引起鋼筋籠子上浮，導致鋼筋籠偏位，造成工程質量事故。所

13、以在灌注過程中一定要注意以下問題： （1）在灌注樁基混凝土時，當澆筑的混凝土接觸到鋼筋時，要將澆注混凝土的速度適當放緩，待澆筑的混凝土高度高出鋼筋籠子底面12米時，再加快混凝土的澆注速度，這時樁中的混凝土已經(jīng)將鋼筋籠子裹住，鋼筋籠子將不會再上浮。（2）控制混凝土的塌落度與連續(xù)性澆筑，要根據(jù)攪拌機的規(guī)格、型號，滿足規(guī)定的攪拌時間要求，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，則要嚴格控制混凝土出廠時間不能過長，尤其在夏季天熱的時候，混凝土在運輸途中不能過長，這些都是造成混凝土流動性與和易性喪失的原因等。在澆筑樁基混凝土時，要格外注意的是：當鋼筋籠子頂面距離孔口較深

14、時，在澆筑混凝土時，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兒向上“攛”時，就已經(jīng)表明鋼筋籠子已經(jīng)上浮了，此時要立即采取措施，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計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，在主筋外側按照一定間距盤繞螺旋箍筋。因此控制墩柱鋼筋籠的幾何尺寸關鍵在于控制環(huán)向加強箍筋的幾何尺寸。具體采用以下措施：3.2.1加強箍筋的制作有圖紙?zhí)峁┑沫h(huán)形加強箍筋中心軸線尺寸，無法直接用于生產控制。經(jīng)過多次調整，發(fā)現(xiàn)如下關系：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標準的不同直徑的圓。在環(huán)形骨架的彎制過程中，采用專門的鋼筋鉗，一點一點地將鋼筋貼靠在模具上，最后在接頭處預留足夠的焊接搭接長度，先點焊，然后取下加焊，加焊時箍圈內需作支撐，確保骨架不變形，對制作好的箍圈應妥善保管，并按主筋間距在鋼筋上做好等分點，以便于綁扎。3.2.2現(xiàn)場綁扎受地形的限制，大部分鋼筋籠需要現(xiàn)場綁扎，所以對綁扎場地的要求比較高。鋼筋籠加工的場地要平整且壓實，長度必須長于鋼筋籠至少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，采用直角尺控制環(huán)形骨架鋼筋的垂直度。所有主筋必須點焊在骨架鋼筋上事先畫好的等分點上，以保證鋼筋籠主筋的順直度。主筋與螺旋形箍筋交叉點采用點焊或扎絲梅花形綁扎固定，即間隔一個交叉點固定，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直，在與半徑相近的圓形構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應先確定墩位或樁位中心點，按照圖紙設計半徑±5mm在現(xiàn)場用墨線標出，再將樁柱連接部分鋼筋調整到合適角度，保證墩柱鋼筋安裝時全部主筋都落在墨線形成環(huán)內可固定，完成鋼筋的安裝工作。在鋼筋籠的起吊過程中應盡量避免拖動、

17、滾動和碰撞。同時鋼絲繩一定要居中保持鋼筋籠的垂直度。3.3保護層墊塊布置1、保護層墊塊應采用高強度砂漿墊塊代替塑料墊塊，以保證立模后墊塊不變形。2、嚴格控制保護層墊塊間距，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，必須保證模板的圓心與墩柱中心重合，偏差按設計半徑的±5mm采用吊線錘控制。模板安裝完成后，應從上至下檢查墊塊與模板的貼合情況，對于偏差較大的情況應及時調整。3.5混凝土澆筑為減輕混凝土入模沖擊力對鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土高度落差大于2m時采用串筒，必要時設置減速板。另外人員上下要通過專用軟梯，禁止通過攀爬固定完畢的鋼筋。振搗時嚴格控制振搗棒的落點位置在距離鋼筋10cm-15cm處，禁止振搗棒碰觸鋼筋。4 結語通過