謝立超 沈正欽
摘 要:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要是由鋼筋和混凝土兩種性能不同的材料組成。由于二者之間有較好的粘結(jié)力且線膨脹系數(shù)相接近,所以能很好的結(jié)合在一起,并廣泛應用于建筑工程中。鋼筋保護層的作用是保護鋼筋不發(fā)生銹蝕,使鋼筋和混凝土很好的粘結(jié),保證鋼筋及混凝土的受力性能達到最佳狀態(tài),鋼筋保護層是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)力學性能和工程使用壽命的重要因素。本文分析了控制好鋼筋保護層厚度的重要性,闡述了保護層的作用,列出了規(guī)范對保護層厚度的要求,指出在施工時要實行全過程質(zhì)量控制的原則來控制鋼筋保護層厚度。
關鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);鋼筋保護層;厚度控制
一、對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度控制的重要性分析
(一)從力學角度分析
基礎工程是由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學性能而言,鋼筋具有較強的抗拉強度;混凝土則具有較高的抗壓強度,而其抗拉強度卻很低。因此,一般我們在考慮鋼筋混凝土的受力條件時,著重考慮的是混凝土的受壓應力和鋼筋的受拉應力。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的實際受拉應力是否能與設計計算應力相吻合,主要取決于鋼筋在結(jié)構(gòu)中的位置是否正確。一般來講,受拉鋼筋總是應盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。在外加荷載作用下,若基礎下部鋼筋保護層過大,則會產(chǎn)生板底裂縫。
(二)從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析
鋼筋與混凝土之所以能組合發(fā)揮各自優(yōu)勢,是因混凝土硬化并達到一定強度后,兩者之間建立了足夠的粘結(jié)強度,這種相互作用力稱為握裹力。鋼筋在混凝土中的保護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。如果鋼筋保護層厚度過小,鋼筋過分靠近結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊緣,容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落,直接導致握裹力的減小。鋼筋保護層過小,表層混凝土會逐漸碳化,邊緣鋼筋失去保護作用而導致鋼筋銹蝕,鋼筋與混凝土失去粘結(jié)力,從而使構(gòu)件的承載力降低,嚴重時會導致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。
(三)從結(jié)構(gòu)的耐久性分析
保護層的作用除上所述之外,顧名思義還起著保護鋼筋不被銹蝕的作用,以確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。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,主要考慮大氣的侵蝕而使鋼筋氧化生銹。保證保護層厚度在設計及規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi),就能最大程度的保護鋼筋免受銹蝕,延緩混凝土碳化深度到達鋼筋表面的時間,確保結(jié)構(gòu)的使用年限。
二、國家規(guī)范對鋼筋混凝土保護層厚度的要求
國標《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)對結(jié)構(gòu)實體鋼筋保護層厚度檢驗作了詳細說明。在執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)中,第5.5節(jié)鋼筋安裝要求:鋼筋安裝位置的偏差應符合表5.5.2的規(guī)定,其中受力鋼筋保護層厚度偏差應符合基礎偏差10mm。第10章第10.1.2條規(guī)定:“結(jié)構(gòu)實體檢驗的內(nèi)容應包括混凝土強度、鋼筋保護層厚度以及合同約定的項目?!钡?0.1.6條明確:“當鋼筋保護層厚度不滿足要求時,應委托具有相應資質(zhì)的監(jiān)測機構(gòu)按國家有關標準的規(guī)定進行檢測?!边@一系列針對鋼筋保護層厚度的條文,體現(xiàn)了鋼筋保護層厚度在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)中有著相當重要的地位,保護層厚度是對混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量進行檢驗的重要依據(jù)。
三、對鋼筋混凝土保護層的施工質(zhì)量控制措施
(一)認真做好圖紙會審,技術(shù)交底,特別是對施工班組的交底。在設計圖紙中,對保護層的厚度會根據(jù)情況有不同的要求。比如灌注樁與承臺的保護層厚度要求不一樣,當混凝土強度不同時,其要求的厚度是不一樣的,這都要根據(jù)圖紙的要求來綁扎鋼筋。
(二)注重鋼筋的放樣工作,嚴格控制鋼筋骨架的下料尺寸。首先應仔細復核鋼筋及結(jié)構(gòu)物的圖紙尺寸,對鋼筋的保護層進行校核,放樣人員應熟悉圖紙及規(guī)范的要求,箍筋的放樣尺寸要準確。對一些鋼筋密集,復雜的連梁、承臺交接處必須按實際放樣,合理安排各方向的主筋與副筋位置,同時確保鋼筋在下料時的尺寸準確。避免由于交接點處鋼筋密集無法安裝而造成鋼筋擠占保護層位置,從而發(fā)生露筋的情況。
(三)加強鋼筋接頭的質(zhì)量控制。鋼筋連接可采用綁扎搭接、機械連接或焊接,不同的接頭型式有不同要求的規(guī)范標準。如采用直螺紋套筒連接,則必須保證兩根鋼筋在同一軸線上,兩絲頭必須頂緊,防止套筒內(nèi)空隙累積誤差導致保護層偏??;如采用搭接焊,應防止搭接長度的累積誤差導致保護層偏小。
(四)模板制作的尺寸偏差也會導致保護層的超標,所以還要注意模板工程的制作和安裝。模板制作要規(guī)范、尺寸要精確,同時要考慮模板的周轉(zhuǎn)次數(shù),進行相應的剛度設計,特別是縮模現(xiàn)象很容易導致鋼筋保護層偏小甚至發(fā)生露筋現(xiàn)象。
(五)重視鋼筋的綁扎成型工序。綁扎時要按圖紙、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確,綁扎時要注意施工順序,是避免出現(xiàn)鋼筋保護層偏差的前提。
(六)墊塊設置要合理。安放、綁扎固定鋼筋保護層墊塊應作為鋼筋工程施工中的一個重要環(huán)節(jié),要按照要求合理設置墊塊,鋼筋骨架底部的墊塊設置是整個鋼筋保護層控制的重點,要防止因墊塊數(shù)量不夠或墊塊強度不足導致鋼筋下沉或墊塊被壓碎、變形的情況發(fā)生,我們一般要求是間距0.8~1m應設置一只墊塊。
(七)澆注混凝土時需全過程控制,防止墊塊脫落、骨架偏移,注意成品保護。澆注前,必須對保護層厚度進行驗收,合格后方可澆注,傾倒混凝土或采用泵送混凝土時,盡量減小對鋼筋的沖擊,減少施工干擾,澆注時,應采用“后退法”以避免工人反復踩踏。
(八)強化過程檢查,牢牢抓住事前指導、事中檢查、事后驗收三個環(huán)節(jié)。對上述控制措施的落實情況進行檢查,從源頭上控制,從形成鋼筋分項工程的每道工序進行控制,鋼筋綁扎及澆注過程中,隨時檢查保護層厚度,動態(tài)控制,發(fā)現(xiàn)問題及時整改。
四、結(jié)束語
鋼筋保護層是一個容易被忽視,然而卻非常重要的問題,看起來操作簡單,真正控制到設計及施工規(guī)范允許的偏差內(nèi),還需要從施工管理人員到班組工人一起努力才能實現(xiàn)。我們要充分認識到鋼筋保護層厚度對工程結(jié)構(gòu)的重要性,加強對施工人員的教育和管理,認真對待施工的每一個環(huán)節(jié),提高工程質(zhì)量。