中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
混凝土鋼筋保護(hù)層厚度是指從混凝土表面到鋼筋公稱直徑外邊緣之間的距離，它是關(guān)系到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件力學(xué)性能和使用壽命的重要因素。保護(hù)層能否起到應(yīng)有的作用，直接影響到結(jié)構(gòu)承載力、耐久性和安全性。下面就筆者在工程質(zhì)量監(jiān)督工作中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，從施工工藝方面對(duì)混凝土鋼筋保護(hù)層厚度的控制提出一些見解，供大家參考。
一、鋼筋制作及安裝
目前在公路施工中，鋼筋加工場(chǎng)地、加工機(jī)械及加工步驟的一般要求如下：鋼筋加工場(chǎng)搭設(shè)棚架，場(chǎng)內(nèi)配備自動(dòng)數(shù)控鋼筋彎曲機(jī)和自動(dòng)數(shù)控彎箍機(jī)，下部結(jié)構(gòu)鋼筋籠加工配備滾焊機(jī)，加工機(jī)械設(shè)備根據(jù)加工工藝的流水線要求合理布設(shè)。箍筋、彎起鋼筋等采用數(shù)控加工設(shè)備在鋼筋加工場(chǎng)統(tǒng)一加工成型，并編號(hào)分類存放。在鋼筋下料加工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確控制彎起位置，蓋梁、承臺(tái)、梁板等構(gòu)件的箍筋、彎起鋼筋等彎折鋼筋，應(yīng)按每工作班同一類型鋼筋、同一加工設(shè)備為一批次抽檢彎折角度和加工尺寸。
梁板腹板箍筋的制作是管控重點(diǎn)，其制作精度直接影響到腹板和底板的保護(hù)層厚度。腹板箍筋加工完成后可將箍筋開口處進(jìn)行點(diǎn)焊，形成環(huán)狀閉合，三分之一處分別用短鋼筋支撐加固，防止變形。為了消除帶肋鋼筋縱橫肋尺寸對(duì)保護(hù)層墊塊安裝的影響，要求腹板箍筋制作時(shí)縱肋的方向與梁長的方向一致。梁板鋼筋骨架綁扎中經(jīng)常出現(xiàn)端部截面漸變段箍筋尺寸不準(zhǔn)確的問題，造成漸變區(qū)域腹板鋼筋保護(hù)層厚度偏大，有些案例超標(biāo)甚至達(dá)設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度的一倍以上，嚴(yán)重超出質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)允許偏差。究其原因一是鋼筋加工時(shí)對(duì)此區(qū)域箍筋尺寸未按梁長方向進(jìn)行準(zhǔn)確下料計(jì)算，二是鋼筋綁扎時(shí)未按設(shè)計(jì)斷面尺寸正確選用。因此對(duì)此部位箍筋加工和安裝應(yīng)重點(diǎn)控制，準(zhǔn)確下料、嚴(yán)格編號(hào)存放、正確選用。
鋼筋骨架綁扎中常見問題之一就是鋼筋骨架強(qiáng)度、剛度不足，造成骨架在吊裝、合模、澆筑過程中發(fā)生扎點(diǎn)松脫、焊點(diǎn)脫落，骨架變形、移位、上浮等。主要原因是普遍存在綁扎扎結(jié)點(diǎn)密度不足、綁扎不牢。我省施工標(biāo)準(zhǔn)化管理要求中規(guī)定：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件拐角處的鋼筋交叉點(diǎn)要全部綁扎；中間平直部分的交叉點(diǎn)不少于50%；必要時(shí)可采用點(diǎn)焊焊牢。注意綁扎鋼筋的鐵絲絲頭均應(yīng)要求彎曲向里，防止侵入保護(hù)層，以免影響保護(hù)層厚度。
樁基、立柱、梁板等鋼筋骨架在運(yùn)輸過程中要采取措施保證不發(fā)生變形。立柱鋼筋籠吊裝就位后應(yīng)該進(jìn)行臨時(shí)固定，否則會(huì)由于風(fēng)力作用或長時(shí)間不進(jìn)行下步工序造成鋼筋籠偏歪，模板支立后很難調(diào)整，以致立柱鋼筋保護(hù)層厚度大小不一。筆者在監(jiān)督檢查過程中多次發(fā)現(xiàn)此類問題。規(guī)范操作是用至少三道攬風(fēng)繩進(jìn)行臨時(shí)固定，并且攬風(fēng)繩拉結(jié)強(qiáng)度要滿足要求。
二、保護(hù)層墊塊制作及安裝
鋼筋保護(hù)層的控制主要是通過墊塊來實(shí)現(xiàn)，墊塊的制作及選擇是鋼筋保護(hù)層厚度控制的關(guān)鍵之一。墊塊制作一般為專業(yè)廠家定制，采用專業(yè)精制模具加工，使用高強(qiáng)砂漿制作成型。保護(hù)層墊塊形狀一般為梅花形或圓柱形，強(qiáng)度應(yīng)不低于結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度。
施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求，針對(duì)不同的工程部位，選擇合適的鋼筋保護(hù)層墊塊。樁基、立柱保護(hù)層墊塊可采用圓心有孔、厚度在5cm以上的圓柱形墊塊；墩臺(tái)身、梁板等構(gòu)件一般選用梅花形墊塊，梁板腹板位置可采用圓柱形墊塊，避免梅花形墊塊在模板安裝后出現(xiàn)脫落、變形。墊塊厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，正誤差不得大于2mm，負(fù)誤差為0。
墊塊設(shè)置間距應(yīng)按設(shè)計(jì)要求布置。一般樁柱鋼筋籠沿鋼筋籠長度方向每間隔2m在箍筋四周環(huán)形均勻布置不少于4處，其余構(gòu)件底板不少于6個(gè)/m2，側(cè)面不少于4個(gè)/m2，相鄰墊塊應(yīng)呈梅花形錯(cuò)開布置，雙層墊塊位置對(duì)稱布置，鋼筋密集區(qū)或鋼筋易偏位區(qū)應(yīng)加密布置，并綁扎牢固。綁扎鋼絲一律朝混凝土內(nèi)側(cè)按倒，嚴(yán)禁向外伸入保護(hù)層內(nèi)。
在鋼筋骨架入模后，應(yīng)組織人員對(duì)鋼筋骨架進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整變形的鋼筋骨架或者調(diào)整砂漿墊塊的位置。
三、混凝土澆筑
澆筑混凝土前應(yīng)嚴(yán)格檢查鋼筋保護(hù)層墊塊質(zhì)量及布置密度，發(fā)現(xiàn)不符合要求及時(shí)處理。傾倒混凝土?xí)r要盡量減少對(duì)鋼筋的沖擊。采用料斗澆筑時(shí)，不得使料斗下料口一次全部打開，同時(shí)操作人員盡量避免踩踏鋼筋，不得隨意在安裝好的鋼筋上踩踏。
對(duì)澆筑完成的構(gòu)件應(yīng)盡可能少的在上面行走。當(dāng)澆筑特殊構(gòu)件或確實(shí)需要在剛澆筑好的混凝土上行走時(shí)，必須采用膠合板等鋪設(shè)在混凝土面上，所有的操作必須在混凝土初凝前全部完成。在混凝土澆筑振搗過程中應(yīng)注意對(duì)墊塊的保護(hù)，避免振搗棒觸碰鋼筋、模板及墊塊，嚴(yán)禁通過振搗鋼筋的方法進(jìn)行趕料。在澆筑過程中應(yīng)安排專人檢查固定模板的風(fēng)纜及支撐情況，如模板出現(xiàn)跑位，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固調(diào)整。
四、鋼筋保護(hù)層厚度評(píng)價(jià)方法
公路橋梁鋼筋保護(hù)層厚度評(píng)價(jià)方法,分為工前檢測(cè)和工后檢測(cè),即混凝土澆筑前檢測(cè)和混凝土成品檢測(cè)。
保護(hù)層厚度工前檢測(cè)評(píng)價(jià)方法在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1—2017）8.3.1 鋼筋加工及安裝中明確規(guī)定：梁、板、拱肋及拱上建筑允許偏差為±5mm，基礎(chǔ)、錨碇、墩臺(tái)身、墩柱允許偏差為±10mm，檢測(cè)方法為直接量取模板支立完成后的鋼筋保護(hù)層厚度。
保護(hù)層厚度工后檢測(cè)基本采用目前國內(nèi)外使用最為廣泛的電磁感應(yīng)檢測(cè)法，即通過測(cè)量混凝土內(nèi)部鋼筋感應(yīng)電磁場(chǎng)的變化來測(cè)量保護(hù)層厚度和鋼筋直徑等參數(shù)。但對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià)方法在公路工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中未有明確規(guī)定，目前各省交通行業(yè)采用的評(píng)價(jià)方法不盡相同，其中主要的是特征值法和合格率法。
特征值法是參照《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011），按統(tǒng)計(jì)評(píng)定方法計(jì)算單個(gè)構(gòu)件（或部位）保護(hù)層厚度檢測(cè)值的特征值，特征值與設(shè)計(jì)值的比值在0.9～1.3之間判定為合格，不計(jì)算單個(gè)構(gòu)件（或部位）合格率，可計(jì)算所有構(gòu)件（或部位）的總體合格率。該方法用于評(píng)定在用公路橋梁鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響，能科學(xué)有效地評(píng)價(jià)在用橋梁承載能力指標(biāo)。但是由于只是通過計(jì)算檢測(cè)點(diǎn)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來確定特征值，沒有關(guān)于變異系數(shù)的具體要求，應(yīng)用于施工階段過程控制時(shí)，會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)值有大有小或從大控制也能夠滿足要求的情況，易引發(fā)為追求合格率而有意減小鋼筋骨架尺寸、增大鋼筋保護(hù)層厚度的現(xiàn)場(chǎng)施工控制問題。雖然較多省份采用此種方法，但筆者不建議采用。
合格率法是通過計(jì)算所有檢測(cè)值中不超出允許偏差的比例來評(píng)價(jià)鋼筋保護(hù)層的現(xiàn)場(chǎng)控制水平。部分省份采用單點(diǎn)檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值比值在0.9～1.3之間判為合格點(diǎn)，有的省份制定了單點(diǎn)檢測(cè)值允許偏差標(biāo)準(zhǔn)，如橋梁上部工程單點(diǎn)值允許偏差為：現(xiàn)澆構(gòu)件-5～15mm，預(yù)制構(gòu)件-5～10mm。該方法優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單,控制直觀。筆者認(rèn)為此種方法相較于特征值法更加簡(jiǎn)單易行，且與工前檢查標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)，對(duì)施工質(zhì)量控制更加有利。
總之， 各公路施工單位及質(zhì)量監(jiān)督單位應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到合理的鋼筋保護(hù)層對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的重要性，結(jié)合自身工程實(shí)際，深入研究細(xì)化措施，切實(shí)提高橋梁水泥混凝土鋼筋保護(hù)層厚度控制水平，從而保證橋梁在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)正常使用。（閻世龍）
