建筑工程鋼筋混凝土樓板保護(hù)層質(zhì)量控制研究

夏勇和

(四川省第六建筑有限公司，四川成都 610081)

目前，在高層建筑工程中多采用框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土工程是建筑工程主體結(jié)構(gòu)施工階段重點(diǎn)控制項(xiàng)目，是影響結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的主要因素，其中鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制是鋼筋混凝土工程質(zhì)量中最重要的方面[1-2]。鋼筋保護(hù)層控制不到位是主體結(jié)構(gòu)施工中的質(zhì)量通病，而混凝土澆筑后，該缺點(diǎn)即被隱蔽，易被人忽視。由于鋼筋保護(hù)層控制問(wèn)題一直是鋼筋工程的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題[3]，且嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，它會(huì)對(duì)構(gòu)件受力的有效高度、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固、鋼筋的耐久性都有著嚴(yán)重的影響?？刂频牟缓?，則會(huì)極大地降低結(jié)構(gòu)的耐久性，致使整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力性能發(fā)生改變，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆[4-6]。鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制中以樓板的板筋的保護(hù)層最難控制，特別是上板筋的保護(hù)層，施工難度大，保護(hù)層質(zhì)量控制不好，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響最大。

本文以高層建筑樓板鋼筋混凝土保護(hù)層為研究對(duì)象，利用因果分析法分析造成樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量問(wèn)題的原因，并提出有針對(duì)性的控制措施。為了確保樓板保護(hù)層厚度，提高樓板的有效支撐作用，對(duì)固定樓板鋼筋的馬凳進(jìn)行了改良，從而提高樓板保護(hù)層厚達(dá)標(biāo)的成功率，降低質(zhì)量缺陷，使樓板鋼筋在混凝土澆注后有合理的保護(hù)層厚度，促進(jìn)對(duì)構(gòu)件的受力，提高鋼筋耐久性，充分保證樓板鋼筋混凝土的施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。

1 研究實(shí)例

鳳棲臺(tái)工程位于廣元市利州區(qū)，地下3層，地上33層，建筑體量較大，是由住宅樓和商業(yè)樓組成的綜合性高層樓盤，建筑面積近20×104m2。本工程采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地處市中心，對(duì)結(jié)構(gòu)要求極高。

為了確保鋼筋工程的施工質(zhì)量，項(xiàng)目部推行全面質(zhì)量管理，并成立了QC小組定期組織質(zhì)量討論活動(dòng)。質(zhì)量QC小組以公司總工程師為顧問(wèn)，以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)，質(zhì)量員、技術(shù)員等人員組成。根據(jù)項(xiàng)目提出的鳳棲臺(tái)工程質(zhì)量目標(biāo)，確定了QC活動(dòng)的目標(biāo)，積極開(kāi)展QC小組活動(dòng)。立足于“小、實(shí)、活、新”充分利用各種統(tǒng)計(jì)技術(shù)，積極運(yùn)作并取得了較好的活動(dòng)成果。通過(guò)QC小組的活動(dòng)，解決施工過(guò)程中的難點(diǎn)，形成企業(yè)施工工法，經(jīng)過(guò)不斷持續(xù)改進(jìn)創(chuàng)新，將施工質(zhì)量提升到一個(gè)更高的水平。

為了研究樓板鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量，質(zhì)量管理小組對(duì)樓板施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)研，掌握了施工一手資料。目前現(xiàn)澆板中雙層雙向鋼筋上層板筋通常采用鋼筋馬凳或塑料墊塊撐起。鋼筋馬凳高度難以控制、偏差較大、成本較高，且易導(dǎo)致局部鋼筋過(guò)高產(chǎn)生露筋；而塑料墊塊承載力較差，容易被踩碎。在樓面管線安裝及混凝土澆筑時(shí)，工人常在板面鋼筋上走動(dòng)，導(dǎo)致板筋嚴(yán)重變形、偏位和下陷，負(fù)筋的有效高度降低，上層板筋缺乏有效支撐，給現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成較大的影響。

為了確定現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度，QC小組對(duì)鳳棲臺(tái)工程7#樓進(jìn)行了實(shí)測(cè)，本次實(shí)測(cè)項(xiàng)目有上板鋼筋有效支撐、上板鋼筋保護(hù)層厚度、下板鋼筋保護(hù)層厚度共三個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目測(cè)試60個(gè)點(diǎn)，共計(jì)180個(gè)實(shí)測(cè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1所示。

根據(jù)7#樓現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量檢測(cè)表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，繪制出現(xiàn)澆混凝土樓板鋼筋保護(hù)層問(wèn)題項(xiàng)目排列圖，如圖1所示。

圖1 7#樓現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土保護(hù)層問(wèn)題排列

表1 7#樓現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量檢測(cè)

2 樓板鋼筋保護(hù)層質(zhì)量缺陷原因分析

為了分析樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量缺陷原因，本文采用質(zhì)量分析工具中的因果分析圖法進(jìn)行分析。因果分析圖又稱魚(yú)骨圖法，它直觀地反映了各種原因及其構(gòu)成因素同其他各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題之間的關(guān)系[7]，是分析質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的有效工具，其做法是把將要分析的問(wèn)題在圖形的左側(cè)，由一條帶箭頭的主干指向要解決的質(zhì)量問(wèn)題。按照質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生原因的類型是主觀還是客觀，可以將影響質(zhì)量因素分為五類：人(Man)的因素、材料(Material)因素、機(jī)械(Machine)因素、方法因素(Method)和環(huán)境(Environment)因素，簡(jiǎn)稱“4M1E”[8-9]。本文運(yùn)用“4M1E”質(zhì)量工具進(jìn)行分析，對(duì)樓板保護(hù)層質(zhì)量從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行分析。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，針對(duì)樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量缺陷進(jìn)行研究，攻關(guān)小組迅速組織召開(kāi)了小組討論會(huì)議，從人、機(jī)、料、法、環(huán)五方面進(jìn)行排查。通過(guò)質(zhì)量小組討論，樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量問(wèn)題的主要是由于人的因素、材料因素、方法因素、環(huán)境因素造成的，分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土保護(hù)質(zhì)量問(wèn)題因果分析

通過(guò)對(duì)影響樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量的因果分析，判斷哪些原因是樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量的重要影響因素，以便針對(duì)重要影響因素提出針對(duì)性的措施。

2.1 人的因素

(1)現(xiàn)場(chǎng)施工人員較年經(jīng)，經(jīng)驗(yàn)不足，施工操作中容易失誤。

(2)施工作業(yè)人員不夠細(xì)心，質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，鋼筋下料安裝綁扎時(shí)偏差過(guò)大，當(dāng)質(zhì)監(jiān)人員提出后部分地點(diǎn)也沒(méi)有及時(shí)整改。

(3)技術(shù)交底不到位，部分施工人員沒(méi)有對(duì)質(zhì)量控制點(diǎn)掌握清楚。

(4)施工人員踩踏，在鋼筋工程施工完成后，有施工人員由于作業(yè)需要在上面踩踏，影響了鋼筋位置，改變了保護(hù)層的厚度。

2.2 材料原因

(1)墊塊數(shù)量及間距不夠，施工現(xiàn)場(chǎng)存在墊塊距1.5 m放置，過(guò)于稀疏，不能對(duì)鋼筋進(jìn)行有效支撐。

(2)墊塊材料進(jìn)貨不規(guī)范，是指現(xiàn)場(chǎng)用于施工的墊塊存在部分強(qiáng)度不夠，材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)不嚴(yán)格。

2.3 方法因素

(1)馬凳類型不規(guī)范，在鋼筋下料用于固定鋼筋的馬凳因?yàn)槌省皫住弊中?，只能?duì)鋼筋上部網(wǎng)片進(jìn)行點(diǎn)支撐，不能形成有效的支撐。

(2)馬凳綁扎不牢固，容易與鋼筋發(fā)生碰撞變形，從而起不到有效的支撐作用。

2.4 環(huán)境因素

(1)保護(hù)措施不夠，施工作業(yè)中，鋼筋、混凝土、安裝等施工作業(yè)人員踩踏綁扎成型的鋼筋，對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)造成變形影響，破壞鋼筋的施工質(zhì)量。

(2)部分檢測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)板中配管直徑偏大，不能滿足保護(hù)層厚度的要求。

經(jīng)過(guò)QC質(zhì)量小組討論后，其中墊塊數(shù)量及間距不夠、馬凳綁扎不牢固、保護(hù)措施不夠三個(gè)方面是影響保護(hù)層質(zhì)量的重要因素。因此，對(duì)這三個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)采取重點(diǎn)控制措施，改善鋼筋保護(hù)層的質(zhì)量。

3 樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量控制措施

對(duì)影響樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量的重要影響因素進(jìn)行分析與研究后，針對(duì)問(wèn)題提出針對(duì)重要影響因素的質(zhì)量控制措施，以盡量降低施工對(duì)保護(hù)層質(zhì)量的影響，從而施工出質(zhì)量?jī)?yōu)良的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制措施見(jiàn)表2。

表2 樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制措施

將以上樓板保護(hù)層質(zhì)量控制措施用于后續(xù)樓板施工，以保證樓板的保護(hù)層厚度，提高現(xiàn)澆樓板鋼筋保護(hù)層質(zhì)量，并運(yùn)用PDCA質(zhì)量循環(huán)管理理論加強(qiáng)質(zhì)量管理[10]，持續(xù)對(duì)現(xiàn)澆樓板鋼筋保護(hù)層質(zhì)量管理制定質(zhì)量計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、檢查實(shí)施效果、處理質(zhì)量問(wèn)題，并循環(huán)往復(fù)執(zhí)行這一策略，從而不斷提高施工質(zhì)量。

經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的嘗試性實(shí)施，現(xiàn)澆樓板底板鋼筋保護(hù)層質(zhì)量得到了有效地控制。但是，馬凳的高度控制總是有一些偏差且造價(jià)偏高，搭設(shè)的施工便道，耗工較大，影響工期，且安全系數(shù)不高。因此，QC小組經(jīng)過(guò)“頭腦風(fēng)暴法”集思廣益，大膽創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)和工程師、技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)量管理人員等討論后，小組決定取消使用馬凳，采用吊凳。

3.2 設(shè)計(jì)吊凳

為了改善馬凳的不足，QC小組決定取消使用馬凳，采用吊凳?，F(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋吊凳，采用φ16鋼筋焊接制作，長(zhǎng)×寬為200 mm×200 mm，吊凳高度與現(xiàn)澆板厚相同，吊凳高度偏差在3 mm以內(nèi)，見(jiàn)圖3所示。板筋綁扎時(shí)將上層鋼筋綁扎在鋼筋吊凳中間的φ16鋼筋下。鋼筋吊凳的安放間距為800 mm×800 mm，混凝土澆筑時(shí)，施工人員需要在現(xiàn)場(chǎng)選址可以直接在吊凳上走動(dòng)，而不必接觸結(jié)構(gòu)鋼筋。

圖3 吊凳實(shí)物

制作吊凳：主要控制好吊凳的高度，確保吊凳高度偏差在3 mm以內(nèi)。施工前技術(shù)負(fù)責(zé)人做好相應(yīng)的技術(shù)交底；對(duì)工人進(jìn)行專業(yè)知識(shí)和操作技能的培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)操作水平和質(zhì)量意識(shí)；施工時(shí)小組成員在現(xiàn)場(chǎng)另加監(jiān)督、指導(dǎo)、檢查；施工后及時(shí)組織相關(guān)人員進(jìn)行“三檢”、做好記錄。凡經(jīng)QC小組評(píng)比優(yōu)勝者給予獎(jiǎng)勵(lì)。將吊凳安裝于鋼筋內(nèi)，板筋綁扎時(shí)將上層鋼筋綁扎在鋼筋吊凳中間的φ16鋼筋下。鋼筋吊凳的安放間距為800 mm×800 mm。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)施工人員不應(yīng)在板筋上任意踩踏，如需行走，可從吊凳上或梁鋼筋上走動(dòng)。混凝土澆筑振搗時(shí)，用2 m長(zhǎng)的刮尺將混凝土面刮至與鋼筋吊凳上表面齊平，混凝土收光時(shí)將鋼筋吊凳取出以便周轉(zhuǎn)使用。吊凳施工現(xiàn)場(chǎng)放置圖見(jiàn)圖4，施工現(xiàn)場(chǎng)工人在吊凳上行走見(jiàn)圖5。

圖5 施工現(xiàn)場(chǎng)工人在吊凳上走動(dòng)

3.3 吊登凳使用效果檢測(cè)

采用吊凳之后，為了觀察吊凳對(duì)樓板鋼筋混凝土的保護(hù)層厚度所起的作用，在施工期間，QC小組對(duì)實(shí)施吊凳后的工程檢查了100個(gè)質(zhì)量點(diǎn)，分別對(duì)各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢查、統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 使用吊凳后樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

從表3可以看出，在采用吊凳之后，明顯改善了樓板板筋的保護(hù)層厚度，上板筋保護(hù)層厚度合格率達(dá)到98 %，下板筋保護(hù)層厚度達(dá)到97 %，與實(shí)施之前相比，現(xiàn)澆樓板鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量得到明顯的改善，充分說(shuō)明了吊凳對(duì)樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量的有效性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以具體工程為例，研究了樓板鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量問(wèn)題，采用“4M1E”分析法對(duì)質(zhì)量原因進(jìn)行分析定位，確定了造成樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量差的重要因素，從而針對(duì)重要原因，提出了有針對(duì)性的措施。取消了馬凳，設(shè)計(jì)了吊凳，制作吊凳的鋼筋主要是利用現(xiàn)場(chǎng)鋼筋加工剩余的鋼筋短頭，并可以在同規(guī)格樓面中重復(fù)使用，節(jié)約成本。澆筑混凝土?xí)r工人可以在吊凳上走動(dòng)，減少了對(duì)板筋的擾動(dòng)。通過(guò)采用吊凳，明顯提升了上下板筋保護(hù)層厚度的合格率。本文對(duì)樓板鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量控制措施以及吊凳設(shè)計(jì)可為今后類似工程提供借鑒和參考。