【摘要】近年來水利水電工程在施工中,鋼筋保護層的質(zhì)量要求越來越嚴格,鋼筋保護層在鋼筋混凝土構(gòu)件中的重要性很明確,繼而在施工過程中如何控制鋼筋保護層和偏差尤為重要。
【關鍵詞】提高鋼筋保護層;搭接長度;焊接長度;預防
石門水庫位于兵團第二師新建38團境內(nèi),莫勒切河出山口,距38團團部80km,距巴州且末縣城230km,距和田地區(qū)民豐縣城249km,距庫爾勒市800km,距烏魯木齊市1253km。由瀝青砼心墻砂礫石壩、左岸泄洪排沙洞、灌溉發(fā)電引水洞、右岸無閘溢洪道、電站廠房、尾水等工程組成。總庫容7362萬m3, 是以灌溉和發(fā)電為開發(fā)任務的攔河水庫,水庫控制灌溉面積18萬畝,水庫壩后電站裝機8000kW,多年平均發(fā)電量2913萬KW·h。
該項目在施工過程中,鋼筋的用量極大,對鋼筋保護層的質(zhì)量要求非常嚴格。大家都知道鋼筋保護層在鋼筋混凝土構(gòu)件中的重要性。但在施工過程中如何控制鋼筋保護層?偏差如何控制才合適?顯得非常棘手。
首先先了解一下鋼筋的力學特性。鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度,但作為抗壓使用時,由于受到截面尺寸和形狀的影響,會產(chǎn)生壓曲效應(一種在受壓時,材料未達到破壞強度而發(fā)生彎曲,失去穩(wěn)定,不能承受壓力的現(xiàn)象)不能充分發(fā)揮其強度作用;而混凝土則只具有較高的抗壓強度,抗拉強度卻很低,大約僅有抗壓強度的十分之一,混凝土抗拉強度低的缺陷大大限制了它的使用范圍,但是兩者的彈性模量較接近,還有足夠的粘結(jié)力,這樣既發(fā)揮了各自的受力性能,又能很好地協(xié)調(diào)工作;另外,鋼筋混凝土材料抗大氣和土壤腐蝕的耐久性比較好,也不會產(chǎn)生生物腐蝕,鋼筋包裹在混凝土內(nèi),混凝土的弱堿性保護了鋼筋不被銹蝕,共同承擔結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載,從而大大提高了構(gòu)件的承載能力。而在結(jié)構(gòu)計算時,鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體來承受外力的;如果放置錯誤或者鋼筋保護層過大,輕則降低了梁的承載能力,重則會發(fā)生重大事故。
鋼筋的保護層厚度與發(fā)揮粘結(jié)力有一定的影響,如果鋼筋保護層厚度過薄,則不能充分發(fā)揮粘結(jié)力的作用,也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè),一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落,另一方面隨著時間的推移,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作用,從而導致鋼筋銹蝕,斷面減小,強度降低,鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力,構(gòu)件整體性受到破壞,嚴重時還會導致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。
如何控制好鋼筋保護層呢?我認為重點應從五方面著手:
一是抓施工前技術(shù)交底:在施工前,應針對不同的工程部位,根據(jù)設計圖紙及施工驗收規(guī)范要求,確定正確的鋼筋保護層。在工作班組的技術(shù)交底時,對操作者進行崗前培訓,技術(shù)交底中必須明確施工各部位的具體厚度,否則很容易造成返工。
二是抓過程中要素控制:在施工過程中,需重點做到規(guī)范操作,特別是在混凝土現(xiàn)澆振搗過程中,尤其需要重視;往往是鋼筋綁扎時位置都很正確,但一到澆搗時情況就變了樣,不是人踩就是工器具壓在上面,造成支撐鋼筋的馬墩被踩倒,混凝土上層鋼筋彎曲變形,保護層的厚度也就得不到保證。首先是模板質(zhì)量控制:⑴模板定位、架設之前,施工班組必須認真按照設計圖紙校核定位墨線,確認無誤后方可進行支撐定位;模板倉內(nèi)嚴格控制設計尺寸,誤差控制在±2cm以內(nèi),平整度控制在3mm以內(nèi),垂直度控制在10mm以內(nèi)。⑵鋼管支撐架設:a、豎向鋼管支撐采用入土固定,進入地下深度不小于40cm,間距不大于70cm;邊墻等重力墻式施工時,底部必須設置地腳螺栓或地腳拉筋,間距不大于45cm。b、水平支撐及斜撐施工時,較深的上下游齒槽水平支撐及斜撐不得少于四層,左右堵頭部位不少于二層,間距應與豎向支撐相同。⑶對拉件安裝:第一層對拉件距模板底部不大于20cm;上下游齒槽部位應最少設五層對拉件,間距不超過70cm;重力墻施工時,對拉件間距不大于45cm。
其次是鋼筋工程質(zhì)量控制:⑴鋼筋下料前必須校核設計圖紙,確定無誤后方可下料,在加工廠成型,用鋼筋運輸平板車分類運至現(xiàn)場進行安裝; ⑵鋼筋加工時嚴格控制設計形狀及尺寸,避免出現(xiàn)倉內(nèi)二次加工現(xiàn)象,鋼筋安裝前,先依據(jù)施工詳圖所示尺寸、位置進行精確的測量放樣,然后按照測量點放線標點,定點、定位安裝。⑶鋼筋綁扎①鋼筋彎鉤朝向符合設計要求,冷搭接長度按規(guī)范要求計算,同一排鋼筋間距偏差不大于0.1倍間距;②鋼筋長度方向偏差不大于±0.5倍凈保護層,保護層厚度偏差不大于±0.25倍保護層;③缺扣、松扣數(shù)量不大于10%,且不集中,鋼筋搭接的接頭部位必須符合設計要求,冷搭接部位最少要綁扎3道;④墻板鋼筋綁扎時,要及時按圖紙要求綁扎拉結(jié)筋,以保證鋼筋網(wǎng)片整體性及牢固性,并搭設定位腳手架,平面位置及豎向位置定位偏差不大于10mm;⑷馬凳筋布置應采用現(xiàn)場定位、焊接橫撐的支撐方式,間距不大于1m,直徑以φ12-φ18鋼筋為宜,要求支撐焊接牢固,不晃動,不下沉。先搭設骨架支撐鋼筋,然后按主要受力鋼筋和分布鋼超長鋼筋的搭接長度、焊接長度。
再次,控制好鋼筋的搭接長度及焊接長度。目前最基本的方法就是焊接,焊接方式分為兩種,一種為單面焊,單面焊焊接長度滿足10d,另一種為雙面焊,焊接長度滿足5d。而在實際施工當中,由于鋼筋太長,焊接比較危險的情況下可以采用“套筒”連接,這樣可以大大減小施工工期。
最后,做好預防鋼筋銹蝕。在工程實踐中人們發(fā)現(xiàn),盡管鋼筋有混凝土保護層的保護,但是混凝土中的鋼筋仍然會生銹。怎樣才能避免或延緩水泥混凝土中鋼筋腐蝕破壞,關鍵在于預防。高堿性物質(zhì)ca (0H):與鋼筋發(fā)生化學反應后,會形成一層致密的鈍化層, 阻止堿性物質(zhì)與鋼筋的進一步反應,從而保護了鋼筋。防止鋼筋腐蝕的技術(shù)措施有多種,歸納起來可分為兩大類:內(nèi)部措施,主要是提高混凝土及其鋼筋自身的防護能力,如采用高性能混凝土和特種鋼筋(如不銹鋼鋼筋);外部措施,主要包括混凝土外涂層、鋼筋涂層、陰極保護及鋼筋緩蝕劑。
根據(jù)調(diào)查施工現(xiàn)場及查閱相關資料,以上措施和方案可有效的提高鋼筋保護層、搭接長度、除銹且節(jié)省時間、降低成本。