談徐州某地鐵車站側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度控制

郭 恒 袁嘯巖 何化棟 佟錫愷 李業(yè)波

(1.中建市政工程有限公司，北京 100036； 2.徐州市城市軌道交通有限責(zé)任公司，江蘇 徐州 221018)

談徐州某地鐵車站側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度控制

郭 恒1袁嘯巖1何化棟1佟錫愷1李業(yè)波2

(1.中建市政工程有限公司，北京 100036； 2.徐州市城市軌道交通有限責(zé)任公司，江蘇 徐州 221018)

從鋼筋加工制作、混凝土澆筑振搗、保護(hù)層厚度測試等方面，分析了保護(hù)層厚度合格率低的原因，提出安裝保護(hù)層厚度控制筋、混凝土振搗后調(diào)整、優(yōu)化保護(hù)層厚度測試環(huán)境等控制措施，以提高鋼筋保護(hù)層厚度的合格率。

地鐵車站，鋼筋保護(hù)層厚度，合格率，測試環(huán)境

1 車站側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度偏差的危害性及控制的重要性

眾所周知，根據(jù)GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,鋼筋保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中起到保護(hù)鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分混凝土，即從混凝土表面到最外層鋼筋公稱直徑外邊緣之間的最小距離。鋼筋保護(hù)層厚度過大或者過小都會(huì)對其耐久性產(chǎn)生影響。一方面保護(hù)層厚度過小，容易造成鋼筋露筋或表面混凝土剝落，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體性受到破壞，縮短構(gòu)件使用年限。另一方面，保護(hù)層厚度太大，降低構(gòu)件承載力。根據(jù)GB 50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第7.2.1條中工程常用的單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算公式得知，同樣的配筋率，構(gòu)件的承載能力與截面的有效高度h0成線性比例。h0越大，承載力越高，反之越低。在截面高度不變的前提下，保護(hù)層厚度越大，h0越小，構(gòu)件承載力越小。此外，鋼筋保護(hù)層厚度越大，構(gòu)件受力后產(chǎn)生的裂縫寬度越大，影響其使用性能，同時(shí)過大的保護(hù)層厚度必然造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。

2 保護(hù)層厚度控制的研究現(xiàn)狀

目前關(guān)于鋼筋保護(hù)層厚度控制措施的研究相對較多。姚正國、屠林春[6]給出了鋼筋保護(hù)層厚度對混凝土耐久性的影響及控制措施，尤其是灌注樁的鋼筋保護(hù)層厚度控制；嚴(yán)祖彬[1]在系統(tǒng)研究了鋼筋保護(hù)層厚度控制過程中存在的問題；董武奎、張濤[2]給出了房建項(xiàng)目中各類構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度控制的改進(jìn)方法；董躍[3]給出了鋼筋混凝土保護(hù)層厚度質(zhì)量控制措施和保護(hù)層厚度檢測；蔣利學(xué)、陸偉杰[4]分析了我國現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度控制方面存在的問題；韋征等人[5]針對預(yù)制混凝土梁板構(gòu)件，給出了通過控制墊塊密度保證合格率的措施。實(shí)際工程的檢測數(shù)據(jù)表明,我國現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度控制存在較多問題，概括起來有三個(gè)方面：1)受力鋼筋保護(hù)層厚度偏差達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求是普遍現(xiàn)象；2)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度偏差過大成為影響結(jié)構(gòu)可靠性的主要因素；3)箍筋保護(hù)層厚度的控制普遍不受重視。地鐵車站側(cè)墻混凝土施工有其特殊性，為進(jìn)一步提高鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的合格率，本文從分析混凝土保護(hù)層厚度偏差的原因入手，通過對保護(hù)層厚度合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，給出控制保護(hù)層厚度的具體措施。

3 工程概況

徐州某地鐵車站為地下2層標(biāo)準(zhǔn)島式站臺(tái)車站，車站主體結(jié)構(gòu)為雙層三跨矩形框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置5個(gè)出入口，1個(gè)安全出口，2組風(fēng)亭，1座消防水池，典型標(biāo)準(zhǔn)斷面圖如圖1所示。

本車站鋼筋混凝土構(gòu)造保護(hù)層要求為頂(底)外側(cè)45 mm，內(nèi)側(cè)35 mm，中板內(nèi)外側(cè)均為30 mm；側(cè)墻外側(cè)45 mm，內(nèi)側(cè)35 mm；頂(底)板梁外側(cè)45 mm，內(nèi)側(cè)40 mm，中板梁40 mm。

4 保護(hù)層厚度偏差原因分析

4.1 鋼筋加工

施工操作人員為了防止漏筋、安裝的方便，在鋼筋下料、制作的過程中人為減小鋼筋撐筋的尺寸，導(dǎo)致側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度偏大。

4.2 成品保護(hù)

側(cè)墻鋼筋綁扎調(diào)整完畢，大鋼模安裝加固澆筑混凝土前，混凝土澆筑工澆筑過程中隨意移動(dòng)鋼筋，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度發(fā)生變化。鋼筋班組完成鋼筋綁扎、墊塊安裝后，木工班組在關(guān)模過程中為了方便，惡意摘除墊塊，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層厚度與設(shè)計(jì)得有偏差。

4.3 墊塊使用

鋼筋班組完成鋼筋綁扎、安裝墊塊過程中，為了節(jié)省工時(shí)，安裝墊塊的數(shù)量不符合規(guī)范要求(4個(gè)/m2)，有時(shí)個(gè)別工人不負(fù)責(zé)任，亂用墊塊，用錯(cuò)墊塊現(xiàn)象亦有發(fā)生。鋼筋定位不準(zhǔn)確造成保護(hù)層厚度一側(cè)偏大一側(cè)偏小。

4.4 保護(hù)層厚度測試

鋼筋保護(hù)層厚度測試的結(jié)果具有偶然性，周邊環(huán)境對測試結(jié)構(gòu)存在一定的影響。鋼保儀測試過程中經(jīng)常會(huì)遇到拉筋和直螺紋套筒，導(dǎo)致測試的結(jié)果偏小，降低合格率。若測試過程中，周圍存在鋼管架亦會(huì)對測試的結(jié)果造成干擾，影響結(jié)果的正確性。

5 鋼筋保護(hù)層厚度控制措施

1)在施工前，組織項(xiàng)目管理人員認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙，確定鋼筋保護(hù)層厚度；編制施工方案，明確保護(hù)層墊塊的尺寸和強(qiáng)度要求、布置方式、間距。2)對工班組進(jìn)行交底，要求讓每一個(gè)工人清楚每一個(gè)部位的鋼筋保護(hù)層厚度，控制方法和措施，使每一位工人提高鋼筋保護(hù)層厚度的意識(shí)。3)鋼筋綁扎過程中，安排專職質(zhì)檢人員進(jìn)行監(jiān)督工人嚴(yán)格按照方案及交底安裝足量的墊塊(4個(gè)/m2)，并焊制梯子定位筋。4)混凝土澆筑完成后，及時(shí)安排工人調(diào)整鋼筋，確保保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。5)整理數(shù)據(jù)時(shí)，若某條測線的某個(gè)數(shù)據(jù)變化異常，則應(yīng)進(jìn)行剔除處理，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。6)使用鋼保儀測定保護(hù)層厚度時(shí)應(yīng)避開鋼管架等金屬環(huán)境，且測試時(shí)的測線應(yīng)避開下料時(shí)的機(jī)械連接接頭斷面，以保證測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

6 鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)分析

該車站側(cè)墻內(nèi)側(cè)保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為35 mm，合格范圍為30 mm～43 mm。為了提高車站側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度，在每次的樣本中抽取125個(gè)檢測點(diǎn)對鋼筋保護(hù)層進(jìn)行測定，根據(jù)每次的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果分析導(dǎo)致混凝土保護(hù)層厚度不合格的原因，并采取有效的措施進(jìn)行改正。

6.1 實(shí)測鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)

2016年3月～2016年4月，該車站施工第一～第三施工段的主體結(jié)構(gòu)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出(見圖2)，側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度普遍偏大，合格率僅為35.2%。

6.2 澆筑完混凝土后安排專職人員調(diào)整鋼筋后的數(shù)據(jù)

2016年5月～2016年6月，在施工第四段及第五段主體側(cè)墻時(shí)，每次澆筑完混凝土，及時(shí)安排專人矯正被人為移位的鋼筋。

圖3給出的是第四、第五段側(cè)墻的保護(hù)層厚度與前三段保護(hù)層厚度的數(shù)據(jù)及對比。從圖3中可以看出：1)采取措施后鋼筋保護(hù)層厚度得到有效的控制，合格率能達(dá)到52.8%；2)鋼筋保護(hù)層偏大的數(shù)據(jù)依然占有相當(dāng)大的比例，達(dá)到44.8%。混凝土澆筑完成后安排專職人員調(diào)整被移位的鋼筋不僅可以保證鋼筋保護(hù)層的合格率，同時(shí)對后續(xù)側(cè)墻鋼筋的施工起到一定的定位作用。

6.3 嚴(yán)格控制墊塊數(shù)量及增加梯子定位筋后的數(shù)據(jù)

在施工第六段及第七段側(cè)墻時(shí)，要求鋼筋班組綁扎鋼筋時(shí)增加墊塊數(shù)量并使用梯子定位筋以控制保護(hù)層厚度。

圖4給出的第六段及第七段施工完成后的側(cè)墻實(shí)測保護(hù)層厚度以及同前兩次實(shí)測數(shù)據(jù)的對比。

從圖4中可以看出：1)鋼筋保護(hù)層厚度的合格率大幅度提升，可高達(dá)78.4%；2)合格的鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)中多數(shù)集中在35 mm～40 mm的范圍內(nèi)，占合格總數(shù)的47.9%，說明現(xiàn)場實(shí)際鋼筋保護(hù)層厚度同設(shè)計(jì)值(35 mm)相差甚少。由此可得出，現(xiàn)場施工過程中嚴(yán)格控制墊塊、梯子定位筋的使用可以有效的控制車站側(cè)墻的保護(hù)層厚度。

7 結(jié)語

本文開展了針對地鐵車站側(cè)墻保護(hù)層厚度進(jìn)行實(shí)測實(shí)量，分析了鋼筋保護(hù)層厚度合格率較低的原因，提出了提高鋼筋保護(hù)層厚度合格率的方法，主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：1)對于地鐵車站側(cè)墻而言，鋼筋保護(hù)層厚度偏大是現(xiàn)場實(shí)際施工過程中存在的普遍問題，要給予其足夠重視。2)鋼筋應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行下料，且鋼筋綁扎過程中應(yīng)采取有效的鋼筋定位措施，譬如足量的墊塊、梯子定位筋等，以保證施工質(zhì)量。3)混凝土澆筑完成后，應(yīng)安排專職人員進(jìn)行鋼筋位置恢復(fù)，保證鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，這一點(diǎn)要特別注意。

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[3] 董 躍.鋼筋混凝土保護(hù)層厚度質(zhì)量控制[J].百年大計(jì),2009(12)：14-17.

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[5] 韋 征，戴曉棟，蔣天恩，等.澆注過程鋼筋保護(hù)層質(zhì)量問題分析與治理[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2013(12):14-18.

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The steel bar protection layer thickness control of a metro station side wall in Xuzhou

Guo Heng1Yuan Xiaoyan1He Huadong1Tong Xikai1Li Yebo2

(1.ChinaConstructionMunicipalEngineeringLimitedCompany,Beijing100036,China;2.XuzhouUrbanRailTransitLimitedLiabilityCompany,Xuzhou221018,China)

From the steel bar process and production, concrete pouring and vibrating, protection layer thickness test and other aspects, this paper analyzed the reasons for low qualified rate of protection layer thickness, put forward the installation of protection layer thickness control reinforcement, concrete vibration after the adjustment, optimization of protection layer thickness test environment and other control measures, to improve the qualified rate of steel bar protection layer thickness.

subway station, steel bar protection layer thickness, qualified rate, test environment

1009-6825(2017)01-0053-02

2016-10-21

郭 恒(1986- )，男，碩士，工程師

U291

A