橋梁墩柱混凝土保護層厚度控制

唐小軍，袁仕貴

(云南省鐵路總公司，云南 昆明 650118)

鋼筋混凝土結構的耐久性很大程度上體現在保護層的質量與厚度上[1][2]?；炷帘Ｗo層（簡稱保護層）是指鋼筋混凝土構件中最外層受力鋼筋的外緣到混凝土表面之間的混凝土層，保護鋼筋在一個封閉的環境內，保持鋼筋的強度和整體的結構穩定，混凝土保護層厚度是影響構件性能的重要因素之一。保護層過大會降低鋼筋混凝土構件的承載能力，過小則易造成表層混凝土剝落而使鋼筋外露，引起鋼筋銹蝕，隨著時間推移混凝土表層混凝土逐漸碳化，影響鋼筋混凝土構件的使用性能與壽命。而橋梁墩柱是橋梁的主要支撐構件，對橋梁的整體穩定性起著關鍵作用，因而要特別注重鋼筋保護層的厚度控制，鋼筋保護層厚度過大或過小都會對混凝土結構產生不利影響，所以在施工現場如何有效控制結構的鋼筋保護層厚度是工程施工中的重要問題，對鋼筋混凝土保護層厚度控制的施工工藝研究是必要的。本文以九龍立交特大橋墩柱為例探討保護層厚度控制方法，為后續混凝土保護層厚度施工控制提供依據。

1 工程實例

九龍立交特大橋橋全長3 342m，下部構造橋墩采用1.5m×1.5m 等截面方形柱式墩（圖1）。采用整體鋼模板施工，每節施工高度要求不小于2m，墩柱主筋為B32 鋼筋，箍筋為B12 的鋼筋，混凝土凈保護層厚度為4.8cm，根據規范要求允許偏差為±5mm。

圖1 方形橋墩

為滿足墩柱保護層厚度要求及高效完成施工項目，必須在鋼筋骨架制作安裝、模板安裝、墊塊制作定位、混凝土澆筑過程中進行嚴格控制。根據此項目的實際情況開發一套能有效控制方形墩柱保護層厚度的控制卡夾。

2 保護層厚度的影響因素

保護層作用是保護鋼筋不腐蝕，確保結構受力性能。在橋墩施工過程中常見影響保護層厚度的因素如下。

1）鋼筋籠誤差 鋼筋骨架、定位筋的制作不規范，鋼筋的綁扎、焊接不到位導致鋼筋的穩固性差；在鋼筋籠運輸、安裝過程中鋼筋骨架變形；墩柱鋼筋骨架定位不準確，導致混凝土保護層厚度產生偏差。

2）模板誤差 模板強度及剛度不滿足要求；模板安裝定位不準確；模板固定與限位措施不到位，在澆筑混凝土過程中出現脹模、移位等現象，導致墩柱保護層厚度出現偏差。

3）墊塊誤差 保護層墊塊強度不足，墊塊厚度與保護層設計值不一致，墊塊設置密度和數量不足，導致墊塊出現變形、移位和脫落等現象，對混凝土保護層厚度的影響較大。

4）施工誤差 在墩柱混凝土澆筑過程中，不注意對墊塊的保護，導致模板和墊塊發生移位和變形。

針對以上經常出的問題，在墩柱鋼筋籠制作、加工、運輸、安裝，模板制作、安裝、定位，墊塊制作、定位，混凝土澆筑過程等方面需依據規范要求進行操作。只要模板制作與定位準確，最難控制的仍是鋼筋籠變形引起保護層厚度差異問題，是保護層厚度控制的難點問題，就此問題設計保護層厚度的控制卡夾。

3 卡夾設計

3.1 卡夾制作

混凝土保護層厚度控制的卡夾自身要一定的強度、剛度和穩定性，因而選用性價比較好的鋼板進行制作。一組卡夾由四根鋼板加工而成，根據墩柱幾何尺寸并考慮鋼筋保護層厚度，在鋼板上標出鋼筋的準確位置，在鋼筋位置處把鋼板加工成半圓形缺口，相鄰兩邊安裝時用螺栓連接成需要的形狀與尺寸，如圖2。

圖2 卡夾示意圖

3.2 卡夾作用

在準確定出墩柱位置后，可利用定位鋼筋對卡夾進行定位，使其不發生偏離與移位，再按卡夾對鋼筋定位與間距的控制綁扎鋼筋，可確保鋼筋不發生變形與位移從而可確保鋼筋混凝土保護層的設計厚度。在墩柱上控制混凝土保護層厚度施工時需用兩組卡夾進行定位，如圖3。使用卡夾對墩柱混凝土保護層厚度進行控制，可避免在施工過程中施工人員的拉拽、振搗、傾倒混凝土等人為擾動及風力作用使墩柱鋼筋發生移位的現象；使墩柱鋼筋始終處于既定位置，從而確?；炷恋脑O計厚度。

圖3 承臺澆筑前卡夾定位墩柱鋼筋

4 施工控制

4.1 澆筑承臺混凝土時的墩柱鋼筋控制

在承臺鋼筋安裝時，根據墩柱的設計尺寸及位置對墩柱進行準確放樣，標出墩柱縱橫軸線，并對墩柱鋼筋進行定位。利用卡夾對承臺以上的墩柱鋼筋進行定位（圖4），其位置應準確無誤、無偏差。在澆筑承臺混凝土時按卡夾位置準確安插墩柱鋼筋?？▕A可控制鋼筋的變形與移位問題，以防鋼筋出現變形與移位而影響保護層厚度的準確性。

圖4 墩柱鋼筋定位

4.2 墩柱鋼筋控制

在承臺混凝土振搗結束后，應再次校核卡夾及墩柱鋼筋位置的準確性。墩柱鋼筋綁扎前應重新標出墩柱位置縱橫軸線，然后再準確安裝卡夾，如圖5，綁扎鋼筋，設置與墩柱強度相同的混凝土墊塊，立墩柱模板，澆筑墩柱混凝土。

圖5 承臺澆筑后卡夾定位墩柱鋼筋

4.3 保護層墊塊的布置

混凝土墊塊的放置、綁扎、固定亦是鋼筋保護層控制的一個重要環節。該橋墩的混凝土墊塊采用高強度水泥制作成與墩柱混凝土強度一致，并按墩柱主筋直徑制成半圓形，用細鐵絲將墊塊綁扎在鋼筋上，按梅花形布置，以便更好地控制保護層厚度。

4.4 墩柱鋼模板施工控制

在墩柱模板入場后要進行驗收，并且在正式使用之前要進行試拼，檢查鋼模的尺寸大小是否符合要求。將合格的鋼模按照墩柱的放樣位置進行安裝并采取一定的加固措施，在鋼模安裝完成后要對其內側進行模板垂直度校核，確保不產生偏移現象。

4.5 墩柱混凝土澆筑控制

為減輕混凝土進入墩柱鋼模時的沖擊力對鋼筋、模板及混凝土墊塊的影響，當混凝土自由落體高度超過2m 時需采用串筒，或加長混凝土輸送泵車的軟管，必要時甚至可考慮設置減速板。施工人員禁止通過攀爬已固定完畢的鋼筋上下墩柱，需要設置專用梯子供上下通行。振搗時嚴格控制振搗棒的落點位置在距離鋼筋，禁止振搗棒碰觸鋼筋。

5 保護層厚度檢測

鋼筋保護層厚度測試采用無損檢測，檢測儀器為智博聯zbl-r620 混凝土鋼筋檢測儀，儀器使用前進行嚴格標定，保證測試精度及結果的可靠性。檢測方法依據JGJ/T152-2008《混凝土中鋼筋檢測技術規程》。通過混凝土保護層控制卡夾及以上控制措施，該橋橋墩保護層厚度檢測合格率達95%以上，符合相關要求。

6 結語

在鋼筋混凝土施工過程中對保護層厚度控制是比較困難的，本文利用卡夾對橋梁墩柱鋼筋進行加固與定位控制，經過實測鋼筋保護層厚度，符合規范要求，說明卡夾可有效地解決鋼筋混凝土保護層厚度問題。但使用卡夾對墩柱鋼筋定位時，在施工過程中要注意模板的安裝與定位、混凝土墊塊的綁扎定位、混凝土澆筑過程控制等問題則效果更佳。在今后的施工過程中逐步完善與改進，可向自動及自能化方向發展。