水利工程中超長(zhǎng)鋼筋的保護(hù)層控制

【摘要】近年來(lái)水利水電工程在施工中，鋼筋保護(hù)層的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，鋼筋保護(hù)層在鋼筋混凝土構(gòu)件中的重要性很明確，繼而在施工過(guò)程中如何控制鋼筋保護(hù)層和偏差尤為重要。

【關(guān)鍵詞】提高鋼筋保護(hù)層；搭接長(zhǎng)度；焊接長(zhǎng)度；預(yù)防

石門(mén)水庫(kù)位于兵團(tuán)第二師新建38團(tuán)境內(nèi)，莫勒切河出山口，距38團(tuán)團(tuán)部80km，距巴州且末縣城230km，距和田地區(qū)民豐縣城249km，距庫(kù)爾勒市800km，距烏魯木齊市1253km。由瀝青砼心墻砂礫石壩、左岸泄洪排沙洞、灌溉發(fā)電引水洞、右岸無(wú)閘溢洪道、電站廠(chǎng)房、尾水等工程組成。總庫(kù)容7362萬(wàn)m3， 是以灌溉和發(fā)電為開(kāi)發(fā)任務(wù)的攔河水庫(kù)，水庫(kù)控制灌溉面積18萬(wàn)畝，水庫(kù)壩后電站裝機(jī)8000kW，多年平均發(fā)電量2913萬(wàn)KW·h。

該項(xiàng)目在施工過(guò)程中，鋼筋的用量極大，對(duì)鋼筋保護(hù)層的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。大家都知道鋼筋保護(hù)層在鋼筋混凝土構(gòu)件中的重要性。但在施工過(guò)程中如何控制鋼筋保護(hù)層？偏差如何控制才合適？顯得非常棘手。

首先先了解一下鋼筋的力學(xué)特性。鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓強(qiáng)度，但作為抗壓使用時(shí)，由于受到截面尺寸和形狀的影響，會(huì)產(chǎn)生壓曲效應(yīng)（一種在受壓時(shí)，材料未達(dá)到破壞強(qiáng)度而發(fā)生彎曲，失去穩(wěn)定，不能承受壓力的現(xiàn)象）不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度作用；而混凝土則只具有較高的抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度卻很低，大約僅有抗壓強(qiáng)度的十分之一，混凝土抗拉強(qiáng)度低的缺陷大大限制了它的使用范圍，但是兩者的彈性模量較接近，還有足夠的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作；另外，鋼筋混凝土材料抗大氣和土壤腐蝕的耐久性比較好，也不會(huì)產(chǎn)生生物腐蝕，鋼筋包裹在混凝土內(nèi)，混凝土的弱堿性保護(hù)了鋼筋不被銹蝕，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載，從而大大提高了構(gòu)件的承載能力。而在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)整體來(lái)承受外力的；如果放置錯(cuò)誤或者鋼筋保護(hù)層過(guò)大，輕則降低了梁的承載能力，重則會(huì)發(fā)生重大事故。

鋼筋的保護(hù)層厚度與發(fā)揮粘結(jié)力有一定的影響，如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)薄，則不能充分發(fā)揮粘結(jié)力的作用，也就是鋼筋過(guò)分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落，另一方面隨著時(shí)間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強(qiáng)度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。

如何控制好鋼筋保護(hù)層呢？我認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)從五方面著手：

一是抓施工前技術(shù)交底：在施工前，應(yīng)針對(duì)不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工驗(yàn)收規(guī)范要求，確定正確的鋼筋保護(hù)層。在工作班組的技術(shù)交底時(shí)，對(duì)操作者進(jìn)行崗前培訓(xùn)，技術(shù)交底中必須明確施工各部位的具體厚度，否則很容易造成返工。

二是抓過(guò)程中要素控制：在施工過(guò)程中，需重點(diǎn)做到規(guī)范操作，特別是在混凝土現(xiàn)澆振搗過(guò)程中，尤其需要重視；往往是鋼筋綁扎時(shí)位置都很正確，但一到澆搗時(shí)情況就變了樣，不是人踩就是工器具壓在上面，造成支撐鋼筋的馬墩被踩倒，混凝土上層鋼筋彎曲變形，保護(hù)層的厚度也就得不到保證。首先是模板質(zhì)量控制：⑴模板定位、架設(shè)之前，施工班組必須認(rèn)真按照設(shè)計(jì)圖紙校核定位墨線(xiàn)，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行支撐定位；模板倉(cāng)內(nèi)嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)尺寸，誤差控制在±2cm以?xún)?nèi)，平整度控制在3mm以?xún)?nèi)，垂直度控制在10mm以?xún)?nèi)。⑵鋼管支撐架設(shè)：a、豎向鋼管支撐采用入土固定，進(jìn)入地下深度不小于40cm，間距不大于70cm；邊墻等重力墻式施工時(shí)，底部必須設(shè)置地腳螺栓或地腳拉筋，間距不大于45cm。b、水平支撐及斜撐施工時(shí)，較深的上下游齒槽水平支撐及斜撐不得少于四層，左右堵頭部位不少于二層，間距應(yīng)與豎向支撐相同。⑶對(duì)拉件安裝：第一層對(duì)拉件距模板底部不大于20cm；上下游齒槽部位應(yīng)最少設(shè)五層對(duì)拉件，間距不超過(guò)70cm；重力墻施工時(shí)，對(duì)拉件間距不大于45cm。

其次是鋼筋工程質(zhì)量控制：⑴鋼筋下料前必須校核設(shè)計(jì)圖紙，確定無(wú)誤后方可下料，在加工廠(chǎng)成型，用鋼筋運(yùn)輸平板車(chē)分類(lèi)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝； ⑵鋼筋加工時(shí)嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)形狀及尺寸，避免出現(xiàn)倉(cāng)內(nèi)二次加工現(xiàn)象，鋼筋安裝前，先依據(jù)施工詳圖所示尺寸、位置進(jìn)行精確的測(cè)量放樣，然后按照測(cè)量點(diǎn)放線(xiàn)標(biāo)點(diǎn)，定點(diǎn)、定位安裝。⑶鋼筋綁扎①鋼筋彎鉤朝向符合設(shè)計(jì)要求，冷搭接長(zhǎng)度按規(guī)范要求計(jì)算，同一排鋼筋間距偏差不大于0.1倍間距；②鋼筋長(zhǎng)度方向偏差不大于±0.5倍凈保護(hù)層，保護(hù)層厚度偏差不大于±0.25倍保護(hù)層；③缺扣、松扣數(shù)量不大于10%，且不集中，鋼筋搭接的接頭部位必須符合設(shè)計(jì)要求，冷搭接部位最少要綁扎3道；④墻板鋼筋綁扎時(shí)，要及時(shí)按圖紙要求綁扎拉結(jié)筋，以保證鋼筋網(wǎng)片整體性及牢固性，并搭設(shè)定位腳手架，平面位置及豎向位置定位偏差不大于10mm；⑷馬凳筋布置應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)定位、焊接橫撐的支撐方式，間距不大于1m，直徑以φ12-φ18鋼筋為宜，要求支撐焊接牢固，不晃動(dòng)，不下沉。先搭設(shè)骨架支撐鋼筋，然后按主要受力鋼筋和分布鋼超長(zhǎng)鋼筋的搭接長(zhǎng)度、焊接長(zhǎng)度。

再次，控制好鋼筋的搭接長(zhǎng)度及焊接長(zhǎng)度。目前最基本的方法就是焊接，焊接方式分為兩種，一種為單面焊，單面焊焊接長(zhǎng)度滿(mǎn)足10d，另一種為雙面焊，焊接長(zhǎng)度滿(mǎn)足5d。而在實(shí)際施工當(dāng)中，由于鋼筋太長(zhǎng)，焊接比較危險(xiǎn)的情況下可以采用“套筒”連接，這樣可以大大減小施工工期。

最后，做好預(yù)防鋼筋銹蝕。在工程實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，盡管鋼筋有混凝土保護(hù)層的保護(hù)，但是混凝土中的鋼筋仍然會(huì)生銹。怎樣才能避免或延緩水泥混凝土中鋼筋腐蝕破壞，關(guān)鍵在于預(yù)防。高堿性物質(zhì)ca （0H）：與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，會(huì)形成一層致密的鈍化層， 阻止堿性物質(zhì)與鋼筋的進(jìn)一步反應(yīng)，從而保護(hù)了鋼筋。防止鋼筋腐蝕的技術(shù)措施有多種，歸納起來(lái)可分為兩大類(lèi)：內(nèi)部措施，主要是提高混凝土及其鋼筋自身的防護(hù)能力，如采用高性能混凝土和特種鋼筋（如不銹鋼鋼筋）；外部措施，主要包括混凝土外涂層、鋼筋涂層、陰極保護(hù)及鋼筋緩蝕劑。

根據(jù)調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)及查閱相關(guān)資料，以上措施和方案可有效的提高鋼筋保護(hù)層、搭接長(zhǎng)度、除銹且節(jié)省時(shí)間、降低成本。