【摘要】由于一些施工單位在施工過(guò)程中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋保護(hù)層厚度控制不嚴(yán),造成鋼筋位置不準(zhǔn)。再加上模板尺寸偏差較大等因素造成鋼筋保護(hù)層超標(biāo),并且在混凝土澆筑后,又不能直觀的看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu),因而給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患。筆者結(jié)合實(shí)際,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的施工質(zhì)量控制做了分析
關(guān)鍵詞:住宅建設(shè) 鋼筋混凝土 保護(hù)層 質(zhì)量控制
鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓強(qiáng)度,而混凝土只具有較高的抗壓強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度卻很低,但是兩者的彈性模量較接近,還有較好的粘結(jié)力,這樣結(jié)合在一起,既發(fā)揮了各自的受力性能,又能很好地協(xié)調(diào)工作,共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在商品樓住宅、市政工程中被廣泛應(yīng)用。一般來(lái)講,無(wú)論是梁還是板,受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如果放置錯(cuò)誤或者鋼筋保護(hù)層過(guò)大,輕則降低了梁的承載能力,重則會(huì)發(fā)生重大事故。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護(hù)膜,不與外界接觸相對(duì)還比較安全,但如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小,也就是鋼筋過(guò)分靠近受拉區(qū)一側(cè),一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落,另一方面隨著時(shí)間的推移,表面的混凝土將逐漸碳化,用不了多久,鋼筋外混凝土就失去了保護(hù)作用,從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕,斷面減小,強(qiáng)度降低,鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力,構(gòu)件整體性受到破壞,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。下面,筆者就對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量控制,做簡(jiǎn)要探討。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度控制的重要性
1、從力學(xué)角度分析。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學(xué)性能而言,鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度;混凝土則具有較高的抗壓強(qiáng)度,而其抗拉強(qiáng)度卻很低。鋼筋混凝土組合發(fā)揮了它們各自的優(yōu)勢(shì)性能,共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因此,一般我們?cè)诳紤]鋼筋混凝土的受力條件時(shí),著重考慮的是混凝土的受壓應(yīng)力和鋼筋的受拉應(yīng)力。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的實(shí)際受拉應(yīng)力是否能與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)力相吻合,主要取決于鋼筋在結(jié)構(gòu)中的位置是否正確。這也正是我們要求控制鋼筋保護(hù)層厚度的主要原因。一般來(lái)講,無(wú)論是梁還是板,受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū),如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大,輕則由于鋼筋不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的抗拉作用,而使混凝土受拉應(yīng)力超標(biāo)產(chǎn)生裂縫,重則由于懸挑結(jié)構(gòu)上部鋼筋所受拉力的力矩高度(h0)變小,而使鋼筋受拉應(yīng)力超標(biāo)發(fā)生結(jié)構(gòu)斷裂。此類(lèi)事故在建設(shè)史上并不少見(jiàn)。再比如,大面積的現(xiàn)澆樓板,下排鋼筋如果墊得過(guò)高,保護(hù)層過(guò)大,在外加荷載作用下,混凝土下部受拉應(yīng)力超標(biāo),也會(huì)產(chǎn)生板底裂縫。
2 、從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析。鋼筋與混凝土之所以能共同工作,是因混凝土硬化并達(dá)到一定強(qiáng)度后,兩者之間建立了足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,這種相互作用力稱(chēng)為握裹力。鋼筋在混凝土中的保護(hù)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(hù)層厚度過(guò)小,鋼筋過(guò)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(shí)表面混凝土剝落,直接導(dǎo)致握裹力的減小。另外,鋼筋保護(hù)層過(guò)小,表層混凝土將隨著時(shí)間的推移而逐漸碳化,邊緣鋼筋失去保護(hù)作用而導(dǎo)致鋼筋銹蝕,鋼筋與混凝土之間也會(huì)失去粘結(jié)力,從而使構(gòu)件的承載力降低,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。
3、從構(gòu)件的耐久性分析。保護(hù)層的作用除上所述之外,顧名思義還起著保護(hù)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,在一般使用條件下,主要考慮大氣的侵蝕而使鋼筋氧化生銹。而混凝土不密實(shí)、裂縫、鋼筋保護(hù)層偏小,再加上混凝土碳化以及鋼筋的電化學(xué)反應(yīng)等因素就會(huì)因此加速這種侵蝕過(guò)程。鋼筋氧化銹蝕又會(huì)導(dǎo)致體積膨脹,致使混凝土保護(hù)層開(kāi)裂造成惡性循環(huán),更加加快鋼筋銹蝕進(jìn)程,從而大大縮短建筑物的使用壽命。
4、從混凝土的防火要求分析。保護(hù)層對(duì)混凝土內(nèi)部的鋼筋還具有一定的防火功能。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時(shí),環(huán)境溫度急劇升高,鋼筋與混凝土的熱膨脹系數(shù)是不同的。當(dāng)鋼筋的膨脹值逐漸大于混凝土的膨脹值時(shí),就會(huì)損傷和破壞混凝土與鋼筋之間的握裹力;此外,當(dāng)鋼筋溫度上升到700℃時(shí),鋼筋屈服強(qiáng)度大幅度降低,就會(huì)失去與混凝土共同工作的條件,而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。
由于以上諸多原因,國(guó)家規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的提出強(qiáng)制性要求(國(guó)標(biāo)GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,)詳見(jiàn)下表:
在強(qiáng)制性條文中明確規(guī)定:縱向受力的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋,其混凝土保護(hù)層最小厚度(鋼筋外邊緣至混凝土表面距離)不應(yīng)小于鋼筋的公稱(chēng)直徑,且應(yīng)符合表2.1的規(guī)定。
二、鋼筋保護(hù)層施工的質(zhì)量控制
1、明確各部位混凝土保護(hù)層的厚度。認(rèn)真做好圖紙會(huì)審,技術(shù)交底,特別是施工單位對(duì)施工班組的交底。在有的設(shè)計(jì)圖紙中,對(duì)保護(hù)層的厚度會(huì)根據(jù)情況有不同的要求。比如現(xiàn)澆樓板和梁的保護(hù)層厚度,當(dāng)混凝土強(qiáng)度不同時(shí),其要求的厚度是不一樣的。而基礎(chǔ)的迎水面保護(hù)層厚度通常為5cm,有時(shí)甚至要求達(dá)到10cm。
2、控制鋼筋骨架尺寸。注重鋼筋的翻樣工作。施工單位的翻樣人員應(yīng)熟悉圖紙及規(guī)范的要求。翻樣時(shí)箍筋的翻樣尺寸要正確。對(duì)一些鋼筋密集,復(fù)雜的梁、柱交接處,主梁與次梁的交接處必須放實(shí)樣,合理安排各方向的主筋與副筋位置。同時(shí)確保鋼筋在制作時(shí)的尺寸正確,給施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋安裝、綁扎節(jié)點(diǎn)創(chuàng)造條件。避免由于交接點(diǎn)處鋼筋密集無(wú)法安裝而造成鋼筋擠占保護(hù)層位置,從而發(fā)生露筋的情況。
3、模板制作的尺寸偏差也會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層的超標(biāo),所以還要注意模板工程的制作和安裝。制作要規(guī)范、尺寸要精確,特別是縮?,F(xiàn)象很容易導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層偏小甚至發(fā)生露筋現(xiàn)象。
4、做好鋼筋限位措施。在實(shí)際施工中,對(duì)鋼筋、模板的限位主要做了一下措施:(1)墻柱控制。①在放線后,綁扎好鋼筋后,早鋼筋骨架上根據(jù)控制線焊定位鋼筋,并在鋼筋骨架上安放水泥撐棍,間距0.6m并與鋼筋骨架綁扎在一起,防止支設(shè)模板和澆注混凝土?xí)r造成水泥撐棍滑落。(2)梁板的控制。①梁下部和板下層筋下墊同保護(hù)層厚度相同的與混凝土強(qiáng)度相等或高于混凝土強(qiáng)度的墊塊,用的為大理石墊塊,密度為0.8-1m間距。②梁側(cè)同樣架設(shè)墊塊,防止梁鋼筋移位。③鋼筋上層筋用鋼筋馬凳墊設(shè),保證上層鋼筋位置,滿足鋼筋骨架要求。④板上層筋上綁扎同混凝土保護(hù)層厚度相同的PVC管,在澆筑混凝土?xí)r澆注到PVC管一平,在二次扎找平時(shí)將PVC管取出,找平即可保證保護(hù)層厚度。
5、在混凝土澆搗過(guò)程中提倡文明施工,注意成品保護(hù)。施工澆搗混凝土?xí)r,統(tǒng)一指揮與監(jiān)督。在已綁扎成型并經(jīng)驗(yàn)收的鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)專(zhuān)門(mén)的施工馬道,施工人員不得隨意亂踩亂踏,更不可將設(shè)備器具壓在上面,造成支撐馬凳和墊塊被壓扁或踩倒,以及混凝土內(nèi)鋼筋彎曲變型或位移。在混凝土澆搗過(guò)程中有序振搗,避免局部振搗過(guò)分或振動(dòng)棒觸及鋼筋骨架。在混凝土澆注過(guò)程中,應(yīng)有鋼筋工隨時(shí)對(duì)偏位的鋼筋應(yīng)作有效的固定,進(jìn)一步保證澆筑質(zhì)量。