地鐵車站主體結構鋼筋保護層控制措施

徐藝文

(河北雄安軌道快線有限責任公司，河北 保定 071700)

0 引言

近年來，以地鐵為主導的城市軌道交通持續快速發展，作為百年工程，對主體結構的質量要求很高，而鋼筋保護層是影響鋼筋混凝土結構力學性能和工程使用壽命的重要因素[1]。從材料的物理力學角度分析，鋼筋周圍包裹足夠的混凝土，才能使二者之間依靠膠結力、摩阻力和機械咬合力協同工作，充分發揮各自的性能，保證構件的承載能力。從耐久性角度，是為了保證構件在設計使用年限內，鋼筋不發生降低結構可靠度的銹蝕。從耐火性角度，是為了保證建筑物在發生火災時，在耐火等級規定的時間內構件不會失去承載能力。

1 工程概況

南通地鐵2號線北起港閘區幸福街道，經崇川區至終點通州區先鋒街道，是一條貫穿城市南北和東西方向的骨干線路，一期工程全長約21.04 km，設站17座，均為地下站。車站基坑根據開挖深度不同采用地下連續墻、鉆孔灌注樁+止水帷幕和SMW工法樁等圍護結構型式。南通地層為富水砂層，為強透水層，潛水穩定水位埋深1.70 m～2.01 m，承壓水水位埋深3.11 m～3.21 m，潛水和承壓水對混凝土結構中的鋼筋均具微腐蝕。

2 鋼筋保護層實測情況

通過對1號，2號線車站側墻、立柱保護層進行實際抽測，累計抽測側墻395段，立柱：73根；累計測點22 597個，合格點數14 789個，合格率：62.9%；1號線側墻319段，測點17 690個，合格點數11 180個，合格率：63.2%；1號線立柱28根，測點374個，合格點數220個，合格率：58.9%；2號線側墻76段，測點3 846個，合格點數3 042個，合格率：79.1%；2號線立柱45根，測點687個，合格點數346個，合格率：50.4%(具體情況見圖1)。

從整體數據對比來看，1號線前期側墻保護層整體數據偏大，如設計值35 mm，實測值基本在60 mm～75 mm之間，個別部位甚至數值較大，2號線的側墻整體合格率明顯高于1號線，而立柱保護層合格率與1號線相差不大。

各個標段的整體合格率見圖2，從圖2可以看出，1號線的01標、3-1標；2號線的02標、03標保護層控制效果相對較好，說明在施工過程中采取了相對應的控制措施，并取得相應成果；實測中發現洪江路站、振興路站、幸余路站較好(如圖2所示)。

3 不合格產生原因初步分析

3.1 管理原因

項目管理人員對鋼筋保護層的重視程度不夠，認為鋼筋綁扎規范，不偷筋漏筋，混凝土澆筑振搗到位，不出現過振、漏振，鋼筋保護層就是合格的。此外，管理人員認為保護層越大，對鋼筋的握裹力越到位，鋼筋越不會銹蝕。

3.2 施工原因

1)主筋排距小。

如700 mm厚的側墻，迎土面的保護層為45 mm，背土面保護層為35 mm，則鋼筋骨架間距應為620 mm。但實際施工過程中，如地墻外放量50 mm、個別位置地墻侵限、地墻還有異形變截面等因素，鋼筋半成品下料過程中，圖紙要求和現場實際情況不能有效統一。同時為了加快施工進度，則進行統一配料，導致在下料過程中，鋼筋長度尺寸偏小。

2)矮邊墻施工質量差。

對矮邊墻(約30 cm高)的施工重視程度不夠，認為矮邊墻僅僅30 cm高，模板澆筑過程中變形的可能性小，人為的輕視使得前期未調整鋼筋線形、未設置墊塊，導致側墻豎向主筋根部保護層偏大(小)，使得側墻施工過程中調整難度加大。

3)墊塊尺寸不匹配。

側墻鋼筋施工完成之后，未按要求設置保護層墊塊，或者墊塊布置數量不足、墊塊未綁扎牢固(脫落、變形較多)；墊塊綁扎位置不符，同一梅花形墊塊，厚度25 mm，橫向寬度30 mm，縱向長度35 mm，施工中綁扎方向不統一。

4)主筋傾覆變形。

側墻豎向鋼筋高度平均4.5 m以上，在施工過程中易傾覆變形，導致豎向垂直度偏差較大，使得過程中定位不準確。

5)鋼模調整難度大。

側墻模板采用鋼模板，相對比較笨重、調整難度較高、調整周期較長，影響施工進度，因此，對保護層調整控制不夠嚴格。

6)澆筑速度快，模板變形。

據初步統計，側墻混凝土到場坍落度在190 mm～210 mm之間，混凝土流動性較好，每車方量18 m3左右，平均澆筑時間15 min，即1.2 m3/min；過快的澆筑速度導致鋼模板出現上浮、變形、模板收縮、鋼筋骨架變形等。

4 施工控制措施

4.1 墊塊加工

1)輪式墊塊。

輪式墊塊具有易安裝、可調整位置及受力面積小、能更好保證混凝土表面的平整和光滑度等優點，用于側墻、梁柱的保護層厚度控制[2]。定制輪式墊塊強度應高于對應部位混凝土強度一個標號，墊塊厚25 mm，環向寬度和直徑可根據各部位設計保護層厚度確定，輪式墊塊定制尺寸見圖3，現場安裝采用梅花形布置，墊塊間距不大于750 mm，使用φ8鋼筋進行串聯固定。

2)條形墊塊尺寸。

條形墊塊受力面積大，多用于受力較大的板底及腋角部位。墊塊長度250 mm，寬40 mm，厚度按照各部位設計保護層厚度確定，間距按不大于750 mm布置。

3)調節墊塊預制。

為防止底板墊層等區域有欠高現象出現，保證鋼筋安裝標高滿足設計要求。應根據現場標高實際情況及作業面大小預制部分調節墊塊。調節墊塊長50 mm、寬50 mm，高度根據15 mm，20 mm，25 mm，30 mm進行預制。

4.2 底板鋼筋保護層厚度控制

1)施工準備。

a.檢查防水施工質量，保證防水卷材無破損、無空鼓等問題。b.測量人員復核圍護結構尺寸，保證不侵入主體結構界限。c.對墊層標高進行測量復核，鑿除超高區域墊層。

2)測量放樣。

a.側墻內側混凝土邊線及鋼筋定位線測量放樣，直線段：每5 m一個定位控制點，曲線段：根據曲線半徑加密至2 m～3 m。b.根據施工段長度進行施工縫位置測量放樣。c.墊層標高復核，超高位置進行修整。d.根據下層鋼筋底標高進行不同尺寸墊塊組合安裝，底板下層調節墊塊設置見圖4，保證墊塊頂部為鋼筋設計底標高。e.與上一施工段點位進行標高及邊線位置復核，確保測量工作的準確性。

3)底板鋼筋安裝。

a.底板調節墊塊安裝完成后，進行底板定制墊塊安裝。因底板主筋一般直徑大、間距小、自重較大，所以墊塊采用板底定制墊塊(混凝土或鋼制，厚30 mm，槽內高25 mm，寬50 mm)，墊塊橫向間距不大于1.5 m，縱向間距不大于450 mm。b.底板筋下層墊塊安裝完成后，在縱向主筋按照設計間距進行劃線定位擺放并進行機械連接作業。c.腋角位置因模板需考慮混凝土澆筑時的浮力，所以模板安裝時需設置拉桿加固，該區域模板受力較大，使用條形墊塊增加受力面積，保證混凝土澆筑時模板不變形。

4)注意事項。

a.底板穿梁部位應根據設計要求對保護層厚度進行相應調整。b.馬凳筋安裝時需定位準確且按照梅花形間隔設置斜撐，保證馬凳筋穩定性。

4.3 側墻及剪力墻鋼筋保護層厚度控制

1)施工準備。

a.復核已施工矮邊墻邊線、混凝土保護層、鋼筋間距與排距施工質量情況。b.復核基坑圍護結構是否侵限。c.防水施工質量檢查。

2)測量放樣。

a.側墻邊線外放30 cm作為模板安裝控制線。b.在防水板上部(未施工防水板處)使用膨脹螺栓安裝鋼筋，便于懸掛吊錘，以進行垂直度控制，縱向每5 m設置一處，當位于曲線段時應加密至2 m～3 m一處。c.先在吊垂線處進行主筋安裝定位，調整好垂直度后進行固定。

3)鋼筋安裝。

a.輪式墊塊使用3 m長φ8～φ10鋼筋進行串聯固定，接頭位置與主筋進行點焊，防止受外力松動。b.墻體模板施工應根據模板支架專項方案要求，進行精確定位并安裝加固，側墻墊塊設置見圖5，安裝完成后對模板垂直度和保護層厚度進行檢查驗收。

4)注意事項。

a.墊塊及卡具設置應避開接頭位置，墊塊強度應保證比墻體混凝土高一等級。b.當墻體模板使用鋼模時，因其剛度大、變形量較小，應按照設計保護層厚度進行控制；當墻體模板使用木模時，應按照設計保護層厚度縮小2 mm～5 mm，作為脹模控制量。c.混凝土澆筑時盡量避免泵管碰撞主筋，在不可避免發生碰撞時應及時檢查鋼筋位置并在混凝土初凝前及時調整。

4.4 中板及頂板鋼筋保護層厚度控制

中板及頂板鋼筋保護層厚度及鋼筋間距、排距質量控制方法與底板相同。中板及頂板鋼筋安裝前，應加強模板支架驗收，保證架體驗收合格、穩定性滿足要求，模板標高滿足設計圖紙要求[3-4]。

4.5 梁、柱鋼筋保護層厚度控制

1)測量放樣。

a.測量人員復核板預埋梁柱主筋位置是否滿足設計要求，不符合要求時采取修正措施及時進行調整。b.測放模板安裝線及外放30 cm設置模板控制線。

2)主筋安裝。

a.梁、柱主筋安裝時，先安裝四個角點(圓柱時選擇垂直四點)主筋，并通過周邊支架體系對其進行定位固定，保證四角點位置及垂直度滿足設計要求。b.主筋安裝時，注意機械連接位置漏絲和扭力滿足規范要求，且頂部保護帽確保全部設置到位。

3)模板墊塊安裝。

a.鋼筋安裝完成后對鋼筋安裝位置及垂直度進行復核驗收。b.在梁柱四周安裝輪式墊塊，墊塊在滿足間距不大于750 mm的同時，應保證每面設置數量不小于2塊。c.模

板按照測放模板線進行安裝固定，安裝完成后，對模板垂直度及鋼筋保護層厚度進行復核驗收。

4)注意事項。

a.在箍筋綁扎固定前應在模板支架上部先進行主筋測量定位，定位準確后進行箍筋綁扎，防止箍筋先行固定后鋼筋骨架位置調整困難。b.梁、柱類一般主筋間距小且會設置多支箍筋，應加強梁、柱箍筋預制尺寸質量管理，箍筋偏大或偏小會出現骨架整改困難和主筋間距不可控等問題。c.梁、板、柱節點位置鋼筋擺放位置遇沖突時，應遵循立柱主筋優先，梁主筋次之，板筋最后原則。

5 結語

對使用墊塊后的鋼筋保護層檢測結果(見圖6)，通過對比發現使用墊塊后，鋼筋保護層均滿足規范要求。

地鐵車站主體結構鋼筋保護層厚度不合格屬于質量通病，應從管理和施工兩方面控制，對底板、側墻、梁、柱等不同部位的鋼筋保護層采取不同的針對性措施，且措施具有實用性和可操作性，提高鋼筋保護層厚度的合格率，確保地鐵車站主體結構施工的安全性、耐久性及耐火性。