預(yù)制T梁鋼筋保護(hù)層厚度控制的研究

蒙明俊

(貴州高速公路集團(tuán)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(yù)制采用后張法施工工藝，施工流程為準(zhǔn)備工作(預(yù)制場建設(shè))→鋼筋加工及安裝→預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力張拉→管道壓漿→封錨、鑿毛→出梁。

2 鋼筋保護(hù)層厚度合格率檢測

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

按照《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2017)中8.3.1條規(guī)定，T梁鋼筋保護(hù)層允許偏差為±5 mm。在預(yù)制場T梁混凝土澆筑完成后，隨機(jī)抽取3片T梁分腹板、馬蹄、橫隔板、翼緣板等4個(gè)部位多個(gè)測區(qū)采用電磁感應(yīng)法對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行合格率檢測，結(jié)果見表1。

根據(jù)檢測結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，單項(xiàng)合格率最低值為40.0%，單個(gè)構(gòu)件合格率最低值為68.0%，總體平均合格率為74.4%，鋼筋保護(hù)層厚度合格率總體偏低，亟需提高。

3 提高保護(hù)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(jìn)行調(diào)查和分析，影響鋼筋保護(hù)層厚度的原因可分為共性要因和個(gè)性要因兩部分。

表1 預(yù)制T梁鋼筋保護(hù)層厚度合格率檢測結(jié)果(改進(jìn)前)

(1)共性要因

①鋼筋加工精度不高、偏差大，導(dǎo)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(shè)置不合理，未能很好的對(duì)成品鋼筋骨架進(jìn)行有效地支墊。

③鋼筋半成品運(yùn)輸過程保護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致鋼筋骨架變形。

④鋼筋骨架的吊具設(shè)置不合理，吊點(diǎn)過大，導(dǎo)致吊裝時(shí)產(chǎn)生變形。

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

(2)個(gè)性要因

①腹板的合格率為T梁各部位中最高的，其中標(biāo)準(zhǔn)段的合格率可達(dá)到95%以上，腹板合格率偏低部分均集中在梁端兩側(cè)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(jìn)行加工，導(dǎo)致每組5根鋼筋就有4根不滿足設(shè)計(jì)尺寸要求，進(jìn)而致使該處的保護(hù)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(gè)側(cè)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(jìn)行彎折，導(dǎo)致搭接鋼筋的軸線未保持一致，進(jìn)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(shí)調(diào)整了橫隔板的斷面尺寸，該處設(shè)置為上大小小、內(nèi)大外小，但鋼筋尺寸仍按設(shè)計(jì)尺寸施工，從而導(dǎo)致保護(hù)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(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)層厚度偏厚。

3.2 采用對(duì)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(shè)備和鋼筋定位胎膜等設(shè)備，減小人為加工誤差，提高鋼筋加工精度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸施工。

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

(3)加強(qiáng)運(yùn)輸過程中對(duì)半成品的保護(hù)。半成品在使用手推車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，擺放整齊、有層次，嚴(yán)禁隨意堆疊轉(zhuǎn)運(yùn)。在轉(zhuǎn)運(yùn)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(gòu)件變形。

(4)合理確定吊點(diǎn)間距控制鋼筋骨架變形量。采用鋼筋骨架吊具對(duì)鋼筋骨架進(jìn)行試吊試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋼筋骨架變形量與吊點(diǎn)間距之間存在明顯的正相關(guān)的線性關(guān)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(diǎn)間距為1.0 m。

圖1 吊點(diǎn)間距-鋼筋變形量變化曲線圖

(5)振搗過程不觸碰鋼筋。加強(qiáng)技術(shù)交底，增加工人熟練性，專人負(fù)責(zé)振搗，以不觸碰鋼筋及模板為準(zhǔn)。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(qiáng)技術(shù)交底，杜絕為追求工效而偷工的行為，對(duì)漸變段的豎向鋼筋進(jìn)行編號(hào)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工。

(7)提升馬蹄合格率。采用鋼筋彎折機(jī)進(jìn)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(shè)計(jì)驗(yàn)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(shè)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(jìn)后效果

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

表2 預(yù)制T梁鋼筋保護(hù)層厚度合格率檢測結(jié)果(改進(jìn)后)

4 結(jié) 語

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