配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工工藝

廖東峰，何向東，劉立平，鄧斌，蔡靜，胡皞

（1重慶大學土木工程學院，重慶 400045；2重慶第二建設(shè)有限責任公司，重慶 400030）

配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工工藝

廖東峰1，何向東2，劉立平1，鄧斌2，蔡靜2，胡皞2

（1重慶大學土木工程學院，重慶 400045；2重慶第二建設(shè)有限責任公司，重慶 400030）

我國現(xiàn)行規(guī)范給出了梁混凝土保護層配置表層鋼筋網(wǎng)片以控制混凝土裂縫的構(gòu)造措施，但目前尚沒有梁混凝土保護層中表層鋼筋網(wǎng)片的施工工藝。基于現(xiàn)有的鋼筋混凝土梁施工工藝，結(jié)合表層鋼筋網(wǎng)片施工特點，提出了4種配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工工藝；通過技術(shù)和經(jīng)濟對比，給出了較優(yōu)的實用的表層鋼筋網(wǎng)片的施工建議。

混凝土保護層；裂縫控制；表層鋼筋網(wǎng)片；施工工藝；混凝土墊塊定位；吊筋定位

混凝土劣化和鋼筋劣化是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的主要原因，而這兩方面的劣化均與混凝土的開裂有關(guān)。由于高強鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用，使得混凝土的裂縫寬度難以控制；同時，現(xiàn)行規(guī)范改進了保護層厚度的取值方法，相對提高了構(gòu)件的混凝土保護層厚度，混凝土裂縫更難以控制。為此，有研究者提出了在受拉區(qū)混凝土保護層內(nèi)設(shè)置細鋼筋焊接網(wǎng)以提高混凝土抗裂性能的措施。已有研究表明，增設(shè)表層鋼筋網(wǎng)片能有效減少鋼筋混凝土梁裂縫間距和裂縫寬度[1-2]。我國現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[3]亦規(guī)定，當梁、柱、墻中縱向受力鋼筋的保護層厚度大于50mm時，宜按如圖1所示的構(gòu)造要求在保護層內(nèi)配置防裂、防剝落的鋼筋網(wǎng)以減少混凝土開裂，提高鋼筋混凝土梁的耐久性。

圖1 配置表層鋼筋網(wǎng)片的構(gòu)造要求

目前研究主要集中在梁混凝土保護層內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)片的裂縫控制機理、效果和構(gòu)造措施等方面，但對其施工工藝的研究還鮮有報告，在實際工程施工中缺乏統(tǒng)一的做法和要求。鑒于此，本文在現(xiàn)有鋼筋混凝土梁施工工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合表層鋼筋網(wǎng)片施工特點，提出一種實用的表層鋼筋施工工藝，提高施工效率和工程質(zhì)量。

1 表層鋼筋網(wǎng)片的制作與定位

鋼筋混凝土梁鋼筋綁扎施工經(jīng)過長時間的發(fā)展，現(xiàn)其施工工藝已十分成熟。 其綁扎過程[4-6]如圖2，即先將主梁穿好箍筋，按圖紙要求的間距逐個分排好→固定主筋或彎起筋→穿次梁主筋或彎起筋并套好箍筋→放主次梁架立筋→按設(shè)計間距將梁底主筋與箍筋綁扎→綁扎架立筋→綁扎主筋。

圖2 普通鋼筋混凝土梁鋼筋綁扎示意

現(xiàn)行規(guī)范推薦的表層鋼筋網(wǎng)做法[3]是：在鋼筋混凝土梁底及梁兩側(cè)邊受拉區(qū)范圍內(nèi)保護層中配置表層鋼筋網(wǎng)片，梁側(cè)的網(wǎng)片鋼筋延伸至梁高2/3處。則配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工應(yīng)考慮表層鋼筋網(wǎng)片對原施工工藝的影響，盡量保證梁鋼筋綁扎工藝完整性，在其開始前和基本完成后再對表層鋼筋網(wǎng)片進行綁扎。表層鋼筋網(wǎng)片的施工主要有兩個問題：一是表層鋼筋網(wǎng)的制作及其拼接問題；二是表層鋼筋網(wǎng)的定位問題。

為便于表層鋼筋網(wǎng)的施工，首先根據(jù)設(shè)計資料在工廠或施工現(xiàn)場采用焊接或其它連接方式制成鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片可以直接制作成U型（圖3a）；也可以按側(cè)面、底面制作成三塊鋼筋網(wǎng)片，在現(xiàn)場進行拼裝(圖3b)。當直接制作成U型時，則在施工時應(yīng)先放置表層鋼筋網(wǎng)，再進行其它鋼筋的綁扎。當采用三塊鋼筋網(wǎng)片拼接時，則在施工時應(yīng)先放置底部鋼筋網(wǎng)，再進行其它鋼筋的綁扎，最后再放置兩側(cè)鋼筋網(wǎng)，并應(yīng)注意鋼筋網(wǎng)片之間的定位和連接。當梁較長時，可將鋼筋網(wǎng)片沿縱向分段制作，再現(xiàn)場搭接。

圖3 表層鋼筋網(wǎng)片的制作

表層鋼筋網(wǎng)的定位包括確保其保護層厚度和其與梁受力鋼筋籠間的距離。為方便表層鋼筋網(wǎng)的定位，提出了混凝土墊塊（條）定位和吊筋定位兩種方法。

設(shè)計如圖4所示的兩種混凝土墊塊（條）分別用于梁底部鋼筋和梁側(cè)面鋼筋的定位。圖4(a)為階梯狀混凝土墊塊，下階用于放置表層鋼筋網(wǎng)的縱向鋼筋，上階用于擱置箍筋，這樣便可以控制梁底部受力鋼筋的保護層厚度、表層鋼筋網(wǎng)的保護層厚度、表層鋼筋網(wǎng)與受力筋間的距離。圖4(b)為齒形混凝土條，側(cè)面表層鋼筋網(wǎng)將卡在第一與第二齒之間，梁受力鋼筋籠的腰筋（如果有的話）或箍筋抵在第二齒內(nèi)側(cè)，以此來控制側(cè)面表層鋼筋網(wǎng)的保護層厚度及受力鋼筋籠的保護層厚度。

圖4 表層鋼筋網(wǎng)片定位混凝土墊塊（條）

吊筋定位如圖5所示，沿梁縱向間距一定距離布置，上部與梁負筋或架立筋連接，將表層鋼筋網(wǎng)箍住并吊起，利用梁受力鋼筋籠的定位來控制表層鋼筋網(wǎng)在模板中的定位，以保證其保護層厚度及與受力鋼筋籠之間的間距。吊筋只在混凝土澆筑前起表層鋼筋網(wǎng)的定位作用，不考慮其受力，有別于梁的箍筋。圖5(a)為矩形吊筋，其尺寸為表層鋼筋網(wǎng)外輪廓。圖5(b)為凸形吊筋，上部與梁箍筋寬度相同，下部寬度與側(cè)向鋼筋網(wǎng)片間距相同。

圖5 表層鋼筋網(wǎng)片定位吊筋

2 施工工藝設(shè)計

配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工過程應(yīng)考慮表層鋼筋網(wǎng)的影響，且盡量利用現(xiàn)有的普通鋼筋混凝土梁的施工工藝。表層鋼筋網(wǎng)片有U型整體式、三片分離式兩種，表層鋼筋網(wǎng)的定位有混凝土墊塊（條）和吊筋兩種，在普通鋼筋混凝土梁施工方法的基礎(chǔ)上，提出4種配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工工藝。

2.1 “U型表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法

“U型表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊”法的施工過程設(shè)計為：支模→制作U型表層鋼筋網(wǎng)→分段U型表層鋼筋網(wǎng)模內(nèi)連接→放置底部混凝土墊塊 （圖6a）→梁受力鋼筋籠綁扎→調(diào)整表層鋼筋網(wǎng)及梁受力鋼筋籠位置→放置側(cè)向表層鋼筋網(wǎng)固定混凝土條（圖6b）→澆筑混凝土。

實際施工中，應(yīng)在梁受力鋼筋籠綁扎施工前將圖4a混凝土墊塊放入模板內(nèi)(圖6a)，圖4b混凝土墊塊應(yīng)在鋼筋綁扎完成之后布置，避免對鋼筋綁扎造成阻礙。當梁高較高時可先扎筋，后關(guān)側(cè)模。最后放置圖4b混凝土墊塊，將側(cè)模頂緊，并將表層鋼筋網(wǎng)卡在齒內(nèi)(圖6b)。

圖6 混凝土墊塊(條)布置示意

2.2 “U型表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法

“U型表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法的施工過程設(shè)計為：支?！谱鱑型表層鋼筋網(wǎng)→放入吊筋→將U型表層鋼筋網(wǎng)穿入鋼筋吊筋→分段U型表層鋼筋網(wǎng)模內(nèi)連接→放置梁底部受力鋼筋定位混凝土墊塊→梁受力鋼筋籠綁扎、吊筋與鋼筋籠連接→調(diào)整表層鋼筋網(wǎng)及梁受力鋼筋籠位置→澆筑混凝土。

該工藝采用吊筋對表層鋼筋網(wǎng)進行位置控制，相對簡單、方便。但吊筋加工復(fù)雜，定位精度不高。吊筋與梁上部縱筋連接時應(yīng)緊靠箍筋，以減小鋼筋吊環(huán)對澆筑混凝土時的影響。

2.3 “三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法

與“U型表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法類似，只是梁底部和兩側(cè)的表層鋼筋分為三片，分開施工，減少與梁原與鋼筋的相互影響。該法的施工過程設(shè)計為：支?！谱鞯撞亢蛢蓚?cè)的三片表層鋼筋網(wǎng)→模內(nèi)放入混凝土墊塊(圖6a)→放入下片表層鋼筋網(wǎng)并連接→梁受力鋼筋籠綁扎→分別放入左右片表層鋼筋網(wǎng)并連接→調(diào)整表層鋼筋網(wǎng)及梁受力鋼筋籠位置→放置側(cè)向表層鋼筋網(wǎng)固定混凝土條（圖6b）→澆筑混凝土。

2.4 “三片表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法

與“U型表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法類似，只是梁底部和兩側(cè)的表層鋼筋分為三片，分開施工，減少與梁原與鋼筋的相互影響。該法的施工過程設(shè)計為：支?！谱鞯撞亢蛢蓚?cè)的三片表層鋼筋網(wǎng)→放入鋼筋吊環(huán)→分段放入梁底部表層鋼筋網(wǎng)片并穿入到吊筋內(nèi)并連接→放置梁底部受力鋼筋定位混凝土墊塊→梁受力鋼筋籠綁扎→分段放入梁兩側(cè)面表層鋼筋網(wǎng)片穿入到吊筋內(nèi)并連接→鋼筋吊環(huán)與鋼筋籠連接→調(diào)整表層鋼筋網(wǎng)及梁受力鋼筋籠位置→澆筑混凝土。

3 施工工藝對比分析

根據(jù)表層鋼筋網(wǎng)片形式和定位方法，提出了4種不同的施工工藝。下面從技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面分析其優(yōu)缺點，給出較優(yōu)的施工工藝。

3.1 技術(shù)分析

“U型表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法和“U型表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法均采用的是整體制作的U型表層鋼筋網(wǎng)。其主要的不足是彎曲成型增加了施工難度和成本，不利于快速加工生產(chǎn)和運輸；其次，成型后的U型表層鋼筋網(wǎng)的側(cè)面鋼筋網(wǎng)在梁的受力鋼筋籠綁扎時會對施工造成影響，特別是在梁中下部縱向鋼筋與箍筋綁扎時，由于鋼筋網(wǎng)的存在，使得工人不好操作，質(zhì)量難以保證。

“三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法和“三片表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法將U型鋼筋網(wǎng)分片制作，省去彎曲成型的工序，提高施工速度，利于批量生產(chǎn)和運輸；其次，在梁受力鋼筋籠綁扎時，沒有側(cè)面表層鋼筋網(wǎng)的影響，施工時與普通鋼筋混凝土梁的鋼筋綁扎施工沒有大的差別，不會影響工人的熟練操作。但由于鋼筋網(wǎng)片由三片組成，則存在底部鋼筋網(wǎng)與兩側(cè)面鋼筋網(wǎng)的連接問題。其可采用鋼筋網(wǎng)的特點，將兩側(cè)面鋼筋網(wǎng)豎向鋼筋略超過其最下一排水平筋，將超過部分卡在底部鋼筋網(wǎng)上實現(xiàn)。方案三最主要的問題是，側(cè)面表層鋼筋網(wǎng)與梁受力鋼筋籠之間的間距不好控制。相對而言，“三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法采用混凝土墊塊定位，其定位精度比“三片表層鋼筋網(wǎng)+吊筋定位”法的定位精度高。

基于普通鋼筋混凝土施工工藝，考慮施工難易程度和保護層控制精度，“三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法是配置表層鋼筋網(wǎng)片鋼筋混凝土梁的較優(yōu)施工工藝。

3.2 經(jīng)濟分析

上述提出的4種施工工藝，其施工成本主要體現(xiàn)在材料和人工費。U型表層鋼筋網(wǎng)和三片表層鋼筋網(wǎng)的材料成本相差不大，但前者的施工過程中的人工工時要高于后者，即U型表層鋼筋網(wǎng)的施工費用略高。

吊筋的成本會略高于預(yù)制混凝土墊塊（條）的成本。因此宜采用預(yù)制混凝土墊塊（條）定位。

因此宜采用“三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法進行配置表層鋼筋網(wǎng)片鋼筋混凝土梁的施工。

4 結(jié)論

鋼筋混凝土梁保護層中配置表層鋼筋網(wǎng)是控制裂縫的有效措施?；诂F(xiàn)有的鋼筋混凝土梁施工工藝，結(jié)合表層鋼筋網(wǎng)片施工特點，提出了4種配置表層鋼筋網(wǎng)片的鋼筋混凝土梁的施工工藝?？紤]施工難易程度和保護層厚度控制精度，通過技術(shù)和經(jīng)濟對比，給出了配置表層鋼筋網(wǎng)片鋼筋混凝土梁的“三片表層鋼筋網(wǎng)+混凝土墊塊定位”法的施工工藝。

[1]李志華，蘇小卒.配置表層鋼筋的混凝土梁裂縫寬度計算方法[J].東南大學學報：自然科學版,2009,39(1):112-116.

[2]趙勇,王曉峰，蘇小卒，等.表層鋼筋對混凝土梁的裂縫影響試驗研究[J].工業(yè)建筑,2009,29(11):29-32.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[4]李曉輝.淺析高層建筑鋼筋工程施工[J].建筑工程，2012 (08）:77-78.

[5]重慶大學，同濟大學，哈爾濱工業(yè)大學.土木工程施工(上冊）:第二版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[6]編寫委員會.建筑施工手冊:第五版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

Construction Technology for Reinforced Concrete Beams with Skin Reinforcement

Measures to control concrete cracks of reinforced concrete beams with skin reinforcement are offered in the existing Code,but there is a lack of construction technologies.Based on the existing construction technology for reinforced concrete beam,and combined with the skin reinforcement construction characteristics,four kinds of construction technologies for reinforced concrete beams with skin reinforcement are put forward.Through technical and economic comparison,a better construction technology for this kind of beams is advised.

concrete cover;crack control;skin reinforcement;construction technology;concrete block localization;hanging bar localization

TU375.1

A

1671-9107（2014）05-0038-04

基金論文：該論文為重慶市建設(shè)科技計劃項目（項目編號：2012-No02-24）論文之一。

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.05.038

2014-02-06

廖東峰（1991-），男，重慶人，碩士研究生，研究方向為結(jié)構(gòu)工程。

何向東（1967-），男，四川峨嵋人，本科，高級工程師，從事建筑工程施工和管理工作。

劉立平（1971-），男，安徽太湖人，博士，教授，主要從事工程抗震、結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與方法、土-結(jié)構(gòu)相互作用等科研和教學工作。

孫蘇，李紅

能工巧匠