摘要:隨著我國高速公建設(shè)的迅速發(fā)展,鋼筋混凝土工程作為大型橋梁隧道的主要結(jié)構(gòu)形式。其鋼筋保護層厚度的大小不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),還決定著結(jié)構(gòu)的使用壽命。試想某一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用壽命期為滿,其鋼筋就發(fā)生銹蝕斷裂的后果會怎么樣,筆者以多年的施工經(jīng)驗淺談兩種鋼筋保護層的控制的施工方法。 

關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土 保護層 預(yù)制梁板 鉆孔灌注樁 施工方法 
  1、設(shè)計及規(guī)范對鋼筋保護層的要求 
  現(xiàn)行施工《規(guī)范》中,對于鋼筋保護層的允許偏差要求為柱、梁類構(gòu)件偏差值±5mm,基礎(chǔ)、錨碇、墩臺為±10mm,板為±3mm。對于幾米、幾十米甚至上百米的結(jié)構(gòu)物,要求其精度要控制在10mm范圍內(nèi),本身就不是一件易事,況且鋼筋的安裝主要靠人工完成。骨架在未完成混凝土澆筑之前是一柔性體,因此要控制好保護層厚度困難就硬大。 
  2、鋼筋保護層質(zhì)量控制措施 
  早期原始的鋼筋保護層控制主要是將現(xiàn)場預(yù)制的混凝土砂漿墊塊綁扎在鋼筋骨架外側(cè)來實現(xiàn),其砂漿強度難以保證,有的在混凝土澆筑過程中就有被擠壓壓碎的情況,F(xiàn)發(fā)展為有卡口的高強度PVC塑料墊塊,工廠統(tǒng)一預(yù)制有卡口的高強度混凝土砂漿墊塊,雖然較早期原始的控制方法有較大的改進。但已有一定的弊端,聚合物墊塊其線性膨脹系數(shù)與混凝土、鋼材線性膨脹系數(shù)不同,早期易造成混凝表面開裂,潮濕空氣銹蝕鋼筋,工廠統(tǒng)一預(yù)制有卡口的高強度混凝土砂漿墊塊其由于抗壓體積較小也容易被破壞。目前還有采用勁性骨架的控制方法,但費用高,且不適用于梁、板類小截面的構(gòu)件及水下樁基等工程。下面以本人十余年的橋梁施工經(jīng)驗介紹兩種保護層的控制的施工方法。 
  2.1、梁板類構(gòu)件的控制 
  由于之前所介紹的幾種方法都有其自身的缺陷性,我們在梁板澆筑時采用鋼筋頭作為保護層墊塊。具體措施如下: 
  (1)、鋼筋的加工及安裝 
  鋼筋骨架的尺寸是影響保護層厚度的關(guān)鍵因素。在結(jié)構(gòu)尺寸固定的情況下,骨架尺寸偏大、則保護層厚度相應(yīng)的就變小,骨架尺寸小了,保護層就變大。因此在鋼筋下料,成型階段認真進行。一般在設(shè)計圖紙上未考慮鋼筋彎曲時彎折角處的加長值,因此下料時應(yīng)根據(jù)單根鋼筋的彎折角數(shù)量角度計算其下料長度。鋼筋在彎曲過程中角度控制也是一個重要的環(huán)節(jié),一般鋼筋在彎曲后有一個回彈,應(yīng)此在彎曲時要有一定的超彎曲,即比設(shè)計角度適當加大一點。做到鋼筋加工的尺寸滿足規(guī)范要求。鋼筋加工完成下一道工序即進入場內(nèi)運輸和安裝,在運輸過程中要避免鋼筋變形。安裝時首先進行精確放樣確保位置準確。骨架的綁扎定位要牢固,綁扎的點數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范,盡量采取所有焊點都進行綁扎或點焊,必要增加支撐鋼筋,已避免由于自重或模板安裝、混凝土澆筑過程中變形改變保護層的尺寸。 
 。2)、保護層墊塊的選取 
  由于采用混凝土砂漿墊塊和PVC塑料墊塊都有其自身的缺陷性,我們在施工過程中采用鋼筋頭作為墊塊,其膨脹系數(shù)和強度均與鋼筋混凝土完全一致。鋼筋頭采用φ12或φ16的鋼筋,將一端加工成錐形或楔形,將無錐形的一端焊接在鋼筋骨架的受力鋼筋上,將有錐形或楔形的一端朝向模板,伸除骨架的長度即為保護層的厚度。焊接鋼筋頭的位置選擇在有加力鋼筋的位置,若無加力鋼筋,則進行增加,這樣做的目的是保證鋼筋骨架有足夠的剛度以避免在混凝土澆筑過程中骨架發(fā)生變形。 
 。3)、采用上述措施作為鋼筋保護層墊塊,其混凝土澆筑完成后,鋼筋頭有外露的可能,在潮濕空氣下發(fā)生修銹蝕,由于鋼筋銹蝕速度極慢,在結(jié)構(gòu)使用壽命周期內(nèi)不會達到鋼筋骨架層。但由于銹蝕后其顏色與混凝土不一至,影響外觀。因此在混凝土澆筑完成后采用環(huán)氧樹脂水泥漿(水泥用普通水泥與白水泥按7:3配設(shè))涂層對鋼筋頭保護層位置進行涂刷以防止保護層鋼筋頭墊塊銹蝕,其外觀已和混凝土結(jié)構(gòu)外觀一致。 
  施工完畢采用鋼筋雷達測定儀進行保護層的厚度檢測,其合格已能滿足規(guī)范的要求。 
  2.2鉆孔灌注樁保護層的控制 
  鉆孔灌注樁作為橋梁工程基礎(chǔ)的主要結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)的環(huán)境所處的環(huán)境復(fù)雜,常年受地下、地標水的浸蝕。若保護層控制不當,易造成鋼筋銹蝕。目前常用的做法是在樁基鋼筋籠主筋外側(cè)縱向每2米焊接4棵φ16的鋼筋作為保護層。由于鉆孔灌注樁地質(zhì)情況復(fù)雜,在粘性土、砂土等地質(zhì)條件下采用該方法控制保護層,保護層鋼筋易陷進孔壁,造成結(jié)構(gòu)鋼筋五保護層,廣東某高速公路特大橋地質(zhì)情況為砂土層,厚15~22m,第一批樁基施工完畢,在鑿出樁頭過程中,發(fā)現(xiàn)樁基表面部分面積主筋無保護層,向下開挖6m深仍有部分面積無保護層,對挖除段樁基鋼筋保護層進行分析,其原因為:鋼筋籠有一定的柔性,在下放鋼筋籠和混凝土澆筑過程中鋼筋籠發(fā)生偏位,其孔壁泥漿護壁和周圍砂土層強度底,致使保護層鋼筋陷入孔壁內(nèi),造成一方無保護層、另一方保護層偏大現(xiàn)象。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、施工、監(jiān)理四方召開專題會議決定在樁基周圍鉆孔灌注水泥漿進行補救。為避免類似問題的發(fā)生。經(jīng)過認真分析研究,采取圓形鋼筋圈作為樁基鋼筋籠定位及保護層墊塊,取得了良好的效果,具體施工方法如下: 
  1、樁基鋼筋籠的加工,如前所述,鋼筋籠骨架尺寸的精度直接影響著保護層的厚度,由于樁基鋼筋籠尺寸大、重量都大,要先預(yù)制,再行吊裝拼接。因此為確保鋼筋籠尺寸滿足規(guī)范要求,事先對場地進行硬化,在硬化的場地上每隔1.5m做一條長×高×寬為150×30×30cm的操作平臺,總長度在20m左右。各條操作平臺的頂面必須在同一水平面上,鋼筋籠就在該平臺上進行拼裝。為確保鋼筋籠在吊裝過程中不變形,在內(nèi)側(cè)加強鋼筋上臨時焊接十字交叉加強鋼筋,鋼筋采用φ20以上的螺紋鋼,在鋼筋籠下放過程中逐一拆除,以避免鋼筋籠在下放過程中變形,從而確保保護層的厚度。 
  2、保護層墊塊的安裝,由于設(shè)計采用在主筋上縱向焊接鋼筋作為定位及保護層墊塊,在鋼筋籠下放過程中,該鋼筋對護壁形成豎向切割,易造成該鋼筋嵌入孔壁土體,從而使鋼筋籠的保護層不是偏大就是偏小。為避免此情況發(fā)生,采用圓形鋼筋圈作為樁基鋼筋籠定位及保護層墊塊。若樁基的直徑D,則采用φ16鋼筋加工成外徑為D的圓形圈(因鉆孔樁有一定的擴孔系數(shù),因此不必擔心鋼筋籠會被卡。,用小鋼筋頭將該鋼筋圓形圈與鋼筋籠取同心圓焊接在鋼筋籠的外側(cè)作為定位及保護層墊塊。這樣在鋼筋籠下放過程中,圓形圈對孔壁形成剪切作用,與孔壁的接觸面積已比采用豎向定位筋大,因此不宜嵌入孔壁,所形成的保護層對于鋼筋籠的主筋已是固定不變,可有效確保鋼筋籠定位準確,保護層厚度滿足規(guī)范要求。在完成的樁基中抽取部分樁基對頂上6m范圍進行開挖檢查,其保護層完全滿足規(guī)范要求。 
  通過上述兩種方法分別控制梁板內(nèi)構(gòu)件和鉆孔灌注樁的保護層,無需增加施工成本、操作方便、質(zhì)量效果明顯,在今后的施工過程中可推廣運用。 
  參考文獻:
        1、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2001)人民交通出版社 2011年7月 
  2、簡明施工計算手冊 第三版 江正榮 朱國梁著 中國建筑工業(yè)出版社