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浅析公路桥梁施工中混凝土钢筋保护层厚度控制

发布日期:2019-04-25 16:14 信息来源:河北交通报 访问量:? 字体 :[ 大 ][ 中 ][ 小 ]

混凝土钢筋保护层厚度是指从混凝土表面到钢筋公称直径外边缘之间的距离,它是关系到钢筋混凝土结构构件力学性能和使用寿命的重要因素。保护层能否起到应有的作用,直接影响到结构承载力、耐久性和安全性。下面就笔者在工程质量监督工作中积累的经验和体会,从施工工艺方面对混凝土钢筋保护层厚度的控制提出一些见解,供大家参考。

一、钢筋制作及安装

目前在公路施工中,钢筋加工场地、加工机械及加工步骤的一般要求如下:钢筋加工场搭设棚架,场内配备自动数控钢筋弯曲机和自动数控弯箍机,下部结构钢筋笼加工配备滚焊机,加工机械设备根据加工工艺的流水线要求合理布设。箍筋、弯起钢筋等采用数控加工设备在钢筋加工场统一加工成型,并编号分类存放。在钢筋下料加工时,应准确控制弯起位置,盖梁、承台、梁板等构件的箍筋、弯起钢筋等弯折钢筋,应按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备为一批次抽检弯折角度和加工尺寸。

梁板腹板箍筋的制作是管控重点,其制作精度直接影响到腹板和底板的保护层厚度。腹板箍筋加工完成后可将箍筋开口处进行点焊,形成环状闭合,三分之一处分别用短钢筋支撑加固,防止变形。为了消除带肋钢筋纵横肋尺寸对保护层垫块安装的影响,要求腹板箍筋制作时纵肋的方向与梁长的方向一致。梁板钢筋骨架绑扎中经常出现端部截面渐变段箍筋尺寸不准确的问题,造成渐变区域腹板钢筋保护层厚度偏大,有些案例超标甚至达设计保护层厚度的一倍以上,严重超出质量评定标准允许偏差。究其原因一是钢筋加工时对此区域箍筋尺寸未按梁长方向进行准确下料计算,二是钢筋绑扎时未按设计断面尺寸正确选用。因此对此部位箍筋加工和安装应重点控制,准确下料、严格编号存放、正确选用。

钢筋骨架绑扎中常见问题之一就是钢筋骨架强度、刚度不足,造成骨架在吊装、合模、浇筑过程中发生扎点松脱、焊点脱落,骨架变形、移位、上浮等。主要原因是普遍存在绑扎扎结点密度不足、绑扎不牢。我省施工标准化管理要求中规定:结构或构件拐角处的钢筋交叉点要全部绑扎;中间平直部分的交叉点不少于50%;必要时可采用点焊焊牢。注意绑扎钢筋的铁丝丝头均应要求弯曲向里,防止侵入保护层,以免影响保护层厚度。

桩基、立柱、梁板等钢筋骨架在运输过程中要采取措施保证不发生变形。立柱钢筋笼吊装就位后应该进行临时固定,否则会由于风力作用或长时间不进行下步工序造成钢筋笼偏歪,模板支立后很难调整,以致立柱钢筋保护层厚度大小不一。笔者在监督检查过程中多次发现此类问题。规范操作是用至少三道揽风绳进行临时固定,并且揽风绳拉结强度要满足要求。

二、保护层垫块制作及安装

钢筋保护层的控制主要是通过垫块来实现,垫块的制作及选择是钢筋保护层厚度控制的关键之一。垫块制作一般为专业厂家定制,采用专业精制模具加工,使用高强砂浆制作成型。保护层垫块形状一般为梅花形或圆柱形,强度应不低于结构物强度。

施工前应根据设计图纸及施工规范要求,针对不同的工程部位,选择合适的钢筋保护层垫块。桩基、立柱保护层垫块可采用圆心有孔、厚度在5cm以上的圆柱形垫块;墩台身、梁板等构件一般选用梅花形垫块,梁板腹板位置可采用圆柱形垫块,避免梅花形垫块在模板安装后出现脱落、变形。垫块厚度应符合设计规定,正误差不得大于2mm,负误差为0。

垫块设置间距应按设计要求布置。一般桩柱钢筋笼沿钢筋笼长度方向每间隔2m在箍筋四周环形均匀布置不少于4处,其余构件底板不少于6个/m2,侧面不少于4个/m2,相邻垫块应呈梅花形错开布置,双层垫块位置对称布置,钢筋密集区或钢筋易偏位区应加密布置,并绑扎牢固。绑扎钢丝一律朝混凝土内侧按倒,严禁向外伸入保护层内。

在钢筋骨架入模后,应组织人员对钢筋骨架进行检查,及时调整变形的钢筋骨架或者调整砂浆垫块的位置。

三、混凝土浇筑

浇筑混凝土前应严格检查钢筋保护层垫块质量及布置密度,发现不符合要求及时处理。倾倒混凝土时要尽量减少对钢筋的冲击。采用料斗浇筑时,不得使料斗下料口一次全部打开,同时操作人员尽量避免踩踏钢筋,不得随意在安装好的钢筋上踩踏。

对浇筑完成的构件应尽可能少的在上面行走。当浇筑特殊构件或确实需要在刚浇筑好的混凝土上行走时,必须采用胶合板等铺设在混凝土面上,所有的操作必须在混凝土初凝前全部完成。在混凝土浇筑振捣过程中应注意对垫块的保护,避免振捣棒触碰钢筋、模板及垫块,严禁通过振捣钢筋的方法进行赶料。在浇筑过程中应安排专人检查固定模板的风缆及支撑情况,如模板出现跑位,应及时进行加固调整。

四、钢筋保护层厚度评价方法

公路桥梁钢筋保护层厚度评价方法,分为工前检测和工后检测,即混凝土浇筑前检测和混凝土成品检测。

保护层厚度工前检测评价方法在《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2017)8.3.1 钢筋加工及安装中明确规定:梁、板、拱肋及拱上建筑允许偏差为±5mm,基础、锚碇、墩台身、墩柱允许偏差为±10mm,检测方法为直接量取模板支立完成后的钢筋保护层厚度。

保护层厚度工后检测基本采用目前国内外使用最为广泛的电磁感应检测法,即通过测量混凝土内部钢筋感应电磁场的变化来测量保护层厚度和钢筋直径等参数。但对于检测结果的评价方法在公路工程相关标准规范中未有明确规定,目前各省交通行业采用的评价方法不尽相同,其中主要的是特征值法和合格率法。

特征值法是参照《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011),按统计评定方法计算单个构件(或部位)保护层厚度检测值的特征值,特征值与设计值的比值在0.9~1.3之间判定为合格,不计算单个构件(或部位)合格率,可计算所有构件(或部位)的总体合格率。该方法用于评定在用公路桥梁钢筋保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响,能科学有效地评价在用桥梁承载能力指标。但是由于只是通过计算检测点的平均值和标准差来确定特征值,没有关于变异系数的具体要求,应用于施工阶段过程控制时,会出现检测值有大有小或从大控制也能够满足要求的情况,易引发为追求合格率而有意减小钢筋骨架尺寸、增大钢筋保护层厚度的现场施工控制问题。虽然较多省份采用此种方法,但笔者不建议采用。

合格率法是通过计算所有检测值中不超出允许偏差的比例来评价钢筋保护层的现场控制水平。部分省份采用单点检测值与设计值比值在0.9~1.3之间判为合格点,有的省份制定了单点检测值允许偏差标准,如桥梁上部工程单点值允许偏差为:现浇构件-5~15mm,预制构件-5~10mm。该方法优点是计算简单,控制直观。笔者认为此种方法相较于特征值法更加简单易行,且与工前检查标准相对应,对施工质量控制更加有利。

总之, 各公路施工单位及质量监督单位应充分认识到合理的钢筋保护层对混凝土结构的重要性,结合自身工程实际,深入研究细化措施,切实提高桥梁水泥混凝土钢筋保护层厚度控制水平,从而保证桥梁在设计寿命期内正常使用。(阎世龙)

(审核专家 王一臣)



责任编辑:孙悦

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