預制T梁鋼筋保護層厚度控制的研究

蒙明俊

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

都(勻)香(格里拉)高速公路貴州境六盤水至威寧(黔滇界)段某橋梁T梁預制采用后張法施工工藝，施工流程為準備工作(預制場建設)→鋼筋加工及安裝→預應力管道安裝(鋼波紋管)→模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)生→拆模板→鋼絞線穿束→預應力張拉→管道壓漿→封錨、鑿毛→出梁。

2 鋼筋保護層厚度合格率檢測

預制T梁結構的可靠性和耐久性直接受鋼筋保護層厚度合格率的影響。預制T梁鋼筋保護層厚度偏大，會降低受力抵抗距離，直接降低實際承載能力；保護層厚度偏小，則很有可能由于鋼筋過早暴露產(chǎn)生銹蝕導致預制T梁使用壽命縮短。預制T梁鋼筋保護層厚度合格率是決定保護層厚度好壞的關鍵，鋼筋作業(yè)過程中的影響、鋼筋綁扎工作臺影響、保護層墊塊影響、模板作業(yè)影響、混凝土澆筑影響等均會不同程度的影響保護層厚度合格率。

按照《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2017)中8.3.1條規(guī)定，T梁鋼筋保護層允許偏差為±5 mm。在預制場T梁混凝土澆筑完成后，隨機抽取3片T梁分腹板、馬蹄、橫隔板、翼緣板等4個部位多個測區(qū)采用電磁感應法對鋼筋保護層厚度進行合格率檢測，結果見表1。

根據(jù)檢測結果數(shù)據(jù)顯示，單項合格率最低值為40.0%，單個構件合格率最低值為68.0%，總體平均合格率為74.4%，鋼筋保護層厚度合格率總體偏低，亟需提高。

3 提高保護層厚度合格率方法的研究

3.1 要因分析

根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進行調(diào)查和分析，影響鋼筋保護層厚度的原因可分為共性要因和個性要因兩部分。

表1 預制T梁鋼筋保護層厚度合格率檢測結果(改進前)

(1)共性要因

①鋼筋加工精度不高、偏差大，導致鋼筋成品安裝后超過允許偏差。

②墊石制作精度不高、偏差大，設置不合理，未能很好的對成品鋼筋骨架進行有效地支墊。

③鋼筋半成品運輸過程保護不當，導致鋼筋骨架變形。

④鋼筋骨架的吊具設置不合理，吊點過大，導致吊裝時產(chǎn)生變形。

⑤混凝土澆筑振搗過程中振搗棒對鋼筋、模板和墊塊等產(chǎn)生觸碰，導致鋼筋變形、墊塊脫落。

(2)個性要因

①腹板的合格率為T梁各部位中最高的，其中標準段的合格率可達到95%以上，腹板合格率偏低部分均集中在梁端兩側的漸變段。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，漸變段每根豎向鋼筋的尺寸均不一致，而工人為提高工效，將5根豎向鋼筋作為一組取中間值進行加工，導致每組5根鋼筋就有4根不滿足設計尺寸要求，進而致使該處的保護層厚度或偏厚或偏薄。

②馬蹄的平均合格率為72.8%，偏低部分主要集中在馬蹄的兩個側面。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，馬蹄的縱向鋼筋采用雙面電弧焊，但鋼筋搭接處未按要求進行彎折，導致搭接鋼筋的軸線未保持一致，進而影響了搭接處前后2 m左右范圍內(nèi)的合格率。

③橫隔板的合格率為T梁各部位中最低的，其中最低值僅為40%。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為了便于橫隔板處的脫模，在加工T梁模板時調(diào)整了橫隔板的斷面尺寸，該處設置為上大小小、內(nèi)大外小，但鋼筋尺寸仍按設計尺寸施工，從而導致保護層厚度的合格率不合格。

④翼緣板的平均合格率為68.9%，大部分為偏厚。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在澆筑混凝土過程中翼緣板鋼筋存在不同程度的上浮，進而導致保護層厚度偏厚。

3.2 采用對策及措施

(1)提高鋼筋加工精度。鋼筋加工采用數(shù)控鋼筋加工設備和鋼筋定位胎膜等設備，減小人為加工誤差，提高鋼筋加工精度，嚴格按照設計尺寸施工。

(2)提高墊塊制作精度和加強墊塊設置。嚴格控制墊塊的制作厚度，制作偏差不得大于1 mm；同時，應加強墊塊設置，墊塊應交錯呈梅花形設置于模板和鋼筋骨架之間，且不得設置于同一截面，墊塊設置數(shù)量不少于3個/m2，梁端鋼筋密集等重要位置可適當加密，并嚴格控制墊塊的緊固程度。

(3)加強運輸過程中對半成品的保護。半成品在使用手推車進行轉運時，擺放整齊、有層次，嚴禁隨意堆疊轉運。在轉運至加工現(xiàn)場后同樣擺放整齊，不隨意堆放，以防止因堆壓造成半成品構件變形。

(4)合理確定吊點間距控制鋼筋骨架變形量。采用鋼筋骨架吊具對鋼筋骨架進行試吊試驗，發(fā)現(xiàn)鋼筋骨架變形量與吊點間距之間存在明顯的正相關的線性關系(見圖1)：y=5.5x2-7.49x+4.225(R2=0.998 9)。根據(jù)曲線圖，在保證鋼筋變形量≤3 mm的前提下，本著施工高效的原則，確定吊點間距為1.0 m。

圖1 吊點間距-鋼筋變形量變化曲線圖

(5)振搗過程不觸碰鋼筋。加強技術交底，增加工人熟練性，專人負責振搗，以不觸碰鋼筋及模板為準。振搗過程中基本杜絕了振搗棒碰觸鋼筋及模板現(xiàn)象。

(6)提升腹板漸變段合格率。加強技術交底，杜絕為追求工效而偷工的行為，對漸變段的豎向鋼筋進行編號，嚴格按照設計尺寸進行加工。

(7)提升馬蹄合格率。采用鋼筋彎折機進行施工，提高鋼筋彎折精度，確保搭接鋼筋的軸線保持一致。

(8)提升橫隔板合格率。通過設計驗算并完善變更手續(xù)，優(yōu)化橫隔板斷面尺寸及鋼筋加工尺寸。

(9)提升翼緣板合格率。合理增設定位鋼筋或限位裝置，從而避免澆筑混凝土的過程中翼緣板鋼筋上浮。

3.3 改進后效果

經(jīng)過對鋼筋保護層厚度合格率偏低的要因分析及采取對策和措施后，再次隨機抽取3片T梁進行鋼筋保護層厚度合格率檢測，結果見表2。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：單項合格率最低值為82.5%，較改進前的40.0%提升42.5%；單個構件合格率最低值90.2%，較改進前的68.0%提升22.2%；總體平均合格率為93.6%，較改進前的74.4%提升19.2%，提升效果顯著。

表2 預制T梁鋼筋保護層厚度合格率檢測結果(改進后)

4 結 語

鋼筋保護層厚度是預制T梁質(zhì)量控制的關鍵指標，事關預制T梁的耐久性，通過對鋼筋保護層厚度合格率普遍低下的成因分析和對提高鋼筋保護層厚度合格率的研究，表明了只要找準成因、措施得當，鋼筋保護層合格率普遍低下的問題就可以得到顯著的改善，為進一步提升鋼筋保護層厚度合格率直至消除提供了一定的理論和實踐支持。