一種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件的研制

薛思滔 金堅(jiān)強(qiáng)

【摘 要】在房屋建筑中工程中，混凝土保護(hù)層厚度至關(guān)重要，對(duì)混凝土構(gòu)件的耐久性，耐火性都有重要的影響。為控制保護(hù)層的厚度，本課題提出一種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件，通過(guò)結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)原材料分析，施工工藝，施工中容易產(chǎn)生的問(wèn)題及解決措施，與其他定位件的對(duì)比以及驗(yàn)算等方法來(lái)得出這種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件研制的可行性和研究的價(jià)值。這種定位件的研制說(shuō)明了混凝土保護(hù)層研究的意義重大，并且體現(xiàn)了很強(qiáng)的創(chuàng)新精神。

【關(guān)鍵字】混凝土保護(hù)層；耐久性；鋼筋加工定位件

鋼筋混凝土保護(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一部分混凝土。人們逐漸認(rèn)識(shí)到鋼筋混凝土保護(hù)層的重要性，對(duì)混凝土保護(hù)層的厚度及施工的精準(zhǔn)度就有了更加嚴(yán)格的要求。從傳統(tǒng)的保護(hù)層墊塊到主筋上焊接短鋼筋確定混凝土保護(hù)層，再到聚乙烯等高分子材料擠壓成型的定位件。在建設(shè)工地的實(shí)地考察中我們發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土保護(hù)層的做法不同于之前的做法，結(jié)合這些有啟發(fā)性的做法，通過(guò)自己的思考，提出了一種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件的做法。

1現(xiàn)狀分析

鋼筋混凝土保護(hù)層做法經(jīng)歷了多年的發(fā)展，從意識(shí)到鋼筋混凝土保護(hù)層的重要性到傳統(tǒng)的保護(hù)層墊塊，實(shí)現(xiàn)了混凝土保護(hù)層發(fā)展的第一次飛躍。人們逐漸地認(rèn)識(shí)到鋼筋混凝土保護(hù)層的重要性，在施工過(guò)程中對(duì)混凝土保護(hù)層厚度的精確性有了更加嚴(yán)格的要求。緊接著，從傳統(tǒng)的保護(hù)層墊塊到砂漿墊塊，可以說(shuō)這次的變革說(shuō)明了人們對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層引起了高度的重視。在此期間的也出現(xiàn)了許多新的嘗試及鋼筋混凝土保護(hù)層的做法，其中在主筋上焊接短鋼筋的做法較為合理，但是其本身就存在著缺陷。研究專(zhuān)家及學(xué)者都紛紛提出自己的意見(jiàn)及想法，發(fā)表了諸多的論文，從這些文獻(xiàn)中可以大致地概括出材料的發(fā)展對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層的做法具有舉足輕重的作用。他們結(jié)合歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼筋混凝土保護(hù)層的做法，提出聚乙烯等高分子材料擠壓成型的定位件，這種鋼筋混凝土保護(hù)層定位件具有強(qiáng)度高，定位準(zhǔn)，剛度好，施工方便等特點(diǎn)。這一理論的提出，促使申請(qǐng)鋼筋混凝土保護(hù)層定位件的專(zhuān)利大大增加，比如一些較為成功的專(zhuān)利，“馬蹬”定位件、C形定位件、Y形定位件等。而在我們施工工地的調(diào)研考察中驚奇地發(fā)現(xiàn)工地上的鋼筋混凝土保護(hù)層的做法略有不同，樓板的保護(hù)層是運(yùn)用形似馬蹬的定位件，而不是前些年使用的砂漿墊塊，從工地上的技術(shù)人員得知，目前的浙江省在建工地都限制使用砂漿墊塊定位件，是其砂漿強(qiáng)度不夠，細(xì)鋼絲與鋼筋結(jié)合地不牢固，容易脫落等因素造成的。梁的保護(hù)層是采用形似立方體定位件，是高分子材料擠壓成型，其中部是空心的，尺寸為2.5cm，剛好是鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度。施工十分方便，只要將其墊在梁的箍筋下端即可。柱子的保護(hù)層的做法的方法較多。對(duì)于定位準(zhǔn)確的柱子，在柱子的底部四個(gè)角或四個(gè)角加各邊的中點(diǎn)位置鉆孔，在孔洞中放入短鋼筋，用以固定模板，在柱子的中部和上部使用砌塊，砌塊的長(zhǎng)度是按照柱子的模數(shù)要求制作而成，將砌塊放入柱子中，使其左右都支撐著模板，當(dāng)柱箍箍緊時(shí)系統(tǒng)就穩(wěn)定了。但時(shí)常在建工地上的柱子都會(huì)有所偏差，這個(gè)時(shí)候柱子的底部需要用短鋼筋焊接在主筋上以達(dá)到滿(mǎn)足柱子標(biāo)準(zhǔn)尺寸的要求，中部和上部的做法和前者相同。

2材料及加工

2.1原材料分析

一種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件的研制，很顯然原材料為鋼筋，采用HPB235鋼筋，以鋼筋為原材料具有剛度好，強(qiáng)度高，定位準(zhǔn)確，施工方便、取材方便等優(yōu)點(diǎn)。相比于砂漿墊塊，首先砂漿墊塊的強(qiáng)度不夠，很容易導(dǎo)致保護(hù)層厚度的不均勻，影響鋼筋的耐久性、耐火性、抗腐蝕性等。再者，砂漿墊塊在施工安裝和混凝土澆筑過(guò)程中容易偏移或脫落，造成保護(hù)層厚度的不規(guī)范性，從而影響鋼筋混凝土構(gòu)件的性能。相比于聚乙烯等高分子材料擠壓成型的定位件，雖然這類(lèi)定位件的強(qiáng)度夠，剛度也好，定位也很精確，但制作的價(jià)格較為昂貴，且取材較為困難，原材料也比較貴，制作過(guò)程也十分復(fù)雜。聚乙烯等高分子材料擠壓成型工藝在現(xiàn)場(chǎng)不可能實(shí)現(xiàn)，需要在工廠中批量生產(chǎn)，還需要良好的社會(huì)效應(yīng)和反映，如此一道復(fù)雜的程序，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而鋼筋加工就有很大的優(yōu)勢(shì)，它可以適應(yīng)工地現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)層做法的多樣性，多變性。

2.2加工工藝

原材料選用HPB235鋼筋，首先是鋼筋表面清潔，使其表面的油漬、漆皮、銹跡等清除干凈，再在其表面涂上防銹劑，以免使鋼筋在環(huán)境介質(zhì)的作用下而銹蝕，鋼筋生銹膨脹所產(chǎn)生的壓力會(huì)加速保護(hù)層混凝土的開(kāi)裂損壞，使箍筋筋的銹蝕提前開(kāi)始并加快發(fā)展。鋼筋應(yīng)平直，沒(méi)有局部彎曲，成盤(pán)的鋼筋和彎曲的部分需要調(diào)整成平直。鋼筋下料長(zhǎng)度的計(jì)算，鋼筋下料長(zhǎng)度=外包尺寸+彎鉤增長(zhǎng)值-量度差值。混凝土保護(hù)層定位件的鋼筋下料長(zhǎng)度是根據(jù)柱子的最小尺寸和柱子的模數(shù)來(lái)確定的，按照下料長(zhǎng)度截?cái)噤摻?，在箍筋操作臺(tái)上彎折鋼筋，在135°彎折處的彎鉤長(zhǎng)度為25mm，即鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度，在90°彎折處的彎鉤長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置適宜長(zhǎng)度，為了增加定位件與模板的接觸面積，從而更好的受力，使得整個(gè)系統(tǒng)更加的穩(wěn)定，確保鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的均勻、準(zhǔn)確性。整個(gè)定位件135°彎折處與箍筋的連接用焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩種鋼筋的連接焊接是比較常見(jiàn)的方式，焊接設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，焊件和被連接件連接牢固。

3施工工藝

3.1施工流程

定位放線(xiàn)——校驗(yàn)復(fù)核（包括軸線(xiàn)及方向）——主筋的電渣壓力焊——箍筋的綁扎——定位件的固定——模板、鋼筋的驗(yàn)收——封模板、箍緊柱箍——混凝土的澆筑——養(yǎng)護(hù)——紅外線(xiàn)抽檢

3.2施工方法

定位放線(xiàn)：

1.在進(jìn)場(chǎng)之后先按照甲方提供的施工圖進(jìn)行圖上復(fù)核，保證設(shè)計(jì)圖的正確性。然后，進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的交接驗(yàn)收，如若發(fā)現(xiàn)誤差較大的點(diǎn)要與甲方或設(shè)計(jì)單位共同協(xié)商處理方法，討論后方可正式定位。2.施工現(xiàn)場(chǎng)建立控制坐標(biāo)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)。3.現(xiàn)場(chǎng)定位后需要經(jīng)過(guò)建設(shè)單位或規(guī)劃部門(mén)驗(yàn)收后才可以開(kāi)始施工。4.對(duì)于大面積的工程，必須測(cè)設(shè)場(chǎng)區(qū)平面控制網(wǎng)，它是建筑平面控制的上一級(jí)控制，根據(jù)建筑物的平面布置等特點(diǎn)來(lái)確定控制網(wǎng)的圖形，可以設(shè)置成十字形、田字形等。

校驗(yàn)復(fù)核：主要針對(duì)工程定位測(cè)量進(jìn)行復(fù)核。工程從開(kāi)工之日時(shí)要針對(duì)定位，要求項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目質(zhì)量工程師、施工員對(duì)定位測(cè)量進(jìn)行復(fù)核。沒(méi)有錯(cuò)誤后可以通知監(jiān)理復(fù)線(xiàn)，之后通知勘察院復(fù)線(xiàn)。經(jīng)過(guò)這一系列的程序之后方可進(jìn)行土方的開(kāi)挖。復(fù)核驗(yàn)收的內(nèi)容有：1.檢查審核規(guī)劃部門(mén)提供的建筑紅線(xiàn)的數(shù)據(jù)及平面控制坐標(biāo)和高程的數(shù)據(jù)。2.核算設(shè)計(jì)總圖的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的正確性，核對(duì)是否有相互矛盾的地方。3.審查測(cè)設(shè)施工軸線(xiàn)控制網(wǎng)（或建筑施工方格網(wǎng)）的技術(shù)方案。4.檢查驗(yàn)收施工軸線(xiàn)控制網(wǎng)（或建筑施工方格網(wǎng)）的測(cè)量資料。5.根據(jù)規(guī)劃紅線(xiàn)坐標(biāo)審核檢查測(cè)量員測(cè)設(shè)的建筑物周邊位置是否符合規(guī)劃部門(mén)的要求，協(xié)助規(guī)劃部門(mén)驗(yàn)收建筑紅線(xiàn)，與測(cè)繪部門(mén)做好文字交接手續(xù)。6.檢查護(hù)坡樁和降水井位置是否符合設(shè)計(jì)要求。7.檢查高程引測(cè)數(shù)據(jù)的正確性，校核高程控制是否符合規(guī)范要求。

定位件的固定：定位件與箍筋的連接方式采用焊接的工藝。將定位件斜搭在箍筋上再調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?，焊接點(diǎn)為定位件135°彎折處和箍筋的某個(gè)合適的點(diǎn)。

模板、鋼筋的驗(yàn)收：模板的驗(yàn)收主要從檢查模板的位置、模板的垂直度、頂模板的平整度、梁上下口的順直程度、模板加固等方面著手。鋼筋的驗(yàn)收主要從柱截面及變截面方向、鋼筋加密區(qū)及肢數(shù)、柱位移的加強(qiáng)措施、梁柱節(jié)點(diǎn)抗震箍筋、主次梁的吊筋和吊箍、錨固長(zhǎng)度、保護(hù)層厚度、箍筋間距等方面著手。

紅外線(xiàn)抽檢：采用測(cè)量構(gòu)件紅外輻射的辦法，取得其表面溫度或溫度分布，以確定其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或是否存在內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

3.3后期養(yǎng)護(hù)及拆除

為了保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，防止產(chǎn)生收縮和溫度裂縫，必須要做好混凝土的后期養(yǎng)護(hù)工作。通常采用覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，利用平均氣溫高于5℃的自然條件，用一些吸水的材料覆蓋在混凝土的表面并澆水，使混凝土在一定的時(shí)間內(nèi)能夠保持水泥水化熱作用所需要的溫度和濕度的條件。但應(yīng)注意以下的要求：1.覆蓋水養(yǎng)護(hù)需要在混凝土澆筑后的12h內(nèi)進(jìn)行。2.對(duì)采用硅酸鹽水泥，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，對(duì)摻用緩凝劑、礦物摻和料或有抗?jié)B性要求的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。3.澆水次數(shù)要按實(shí)際情況來(lái)確定。4.混凝土的養(yǎng)護(hù)用水要和伴制水相同。5.當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí)，不得澆水。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，方可拆除模板。模板拆除日期應(yīng)按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和混凝土所達(dá)到的強(qiáng)度來(lái)確定。1.不承重的側(cè)面模板，如果在其表面及棱角不因拆模而損壞，方可拆除。2.承重的模板的拆除時(shí)間應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行拆除。3.鋼筋混凝土構(gòu)件應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，復(fù)核結(jié)構(gòu)在實(shí)際荷載作用下的強(qiáng)度。4.已拆除模板及支架的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才允許承受全部計(jì)算荷載。當(dāng)承受的施工荷載大于計(jì)算荷載時(shí)，必須經(jīng)過(guò)核算設(shè)置臨時(shí)支架支撐。

4施工中容易產(chǎn)生的問(wèn)題及解決途徑

4.1設(shè)計(jì)時(shí)考慮得不夠周到

鋼筋定位不夠準(zhǔn)確有可能是由于設(shè)計(jì)方面造成的。例如梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋布置得很多較為復(fù)雜，尤其在有抗震要求的結(jié)構(gòu)中。目前在設(shè)計(jì)中大多數(shù)是電腦直接出圖，圖紙中的表達(dá)方式趨于簡(jiǎn)單，或者只給出幾個(gè)控制面簡(jiǎn)單的做法，甚至粗糙地表達(dá)鋼筋的布置形式，更不必說(shuō)畫(huà)出節(jié)點(diǎn)大樣圖了。因此，對(duì)于復(fù)雜位置的鋼筋的具體布置形式，在熟悉圖紙與施工時(shí)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且給予糾正，那么會(huì)導(dǎo)致在鋼筋綁扎時(shí)往往會(huì)將錯(cuò)就錯(cuò)?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的工人無(wú)法也無(wú)力重新調(diào)整，這樣的話(huà)，混凝土保護(hù)層厚度也無(wú)法保障了。我們只能盡量避免此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生，在電腦出圖之前就應(yīng)該在鋼筋布置較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)認(rèn)真檢查、審查。盡量使出圖的結(jié)果讓人更容易理解，讀懂圖紙所表達(dá)的真正含義。在審圖與施工時(shí)認(rèn)真仔仔細(xì)細(xì)地檢查下容易犯錯(cuò)誤的地方，以減少不必要的麻煩。

4.2施工時(shí)所引起的誤差

在施工過(guò)程中，混凝土保護(hù)層的厚度受鋼筋位置和混凝土施工質(zhì)量很大的影響。

1.為了保證鋼筋位置的準(zhǔn)確。采用這種鋼筋加工的混凝土保護(hù)層定位件。2.板面負(fù)筋處的保護(hù)層厚度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制。3.支座處負(fù)筋應(yīng)下沉產(chǎn)生裂縫。由于施工工藝的不當(dāng)使支座處負(fù)筋下沉，保護(hù)層變厚，使固定支座變成塑形鉸支座。4.混凝土構(gòu)件上的裂縫。在惡劣的環(huán)境下，當(dāng)裂縫寬度超過(guò)一定的寬度時(shí)，會(huì)加速鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性。

結(jié)束語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)閱讀大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，鋼筋混凝土保護(hù)層做法主要是依靠定位件來(lái)實(shí)現(xiàn)。定位件的發(fā)展趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單地概括如下：（1）從施工現(xiàn)場(chǎng)的廢料到聚乙烯等高分子材料，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)還會(huì)采用高強(qiáng)度，高剛度，成本低的材料。（2）從單個(gè)的定位件到成套的保護(hù)層定位系統(tǒng)，成套的保護(hù)層定位系統(tǒng)還有待研究，這個(gè)系統(tǒng)不需要借助與鋼筋的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，其本身就可以達(dá)到定位的目的。（3）從定位件消耗在建筑物中到定位件可以回收，循環(huán)利用。經(jīng)過(guò)以上的論證就某些方面來(lái)進(jìn)行淺顯的研究，在前人的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出一種（鋼筋加工）柱保護(hù)層定位件的定位系統(tǒng)，使其成為一種經(jīng)濟(jì)合理的，市場(chǎng)更加需求的施工工藝。在此，如有錯(cuò)誤之處請(qǐng)讀者批評(píng)指正，我們會(huì)虛心接受，并使其更趨于完善合理，廣泛應(yīng)用于在建工地。