土木工程鋼筋施工技術(shù)與質(zhì)量?jī)?yōu)化策略分析

李金璽

中鐵十九局集團(tuán)廣州工程有限公司 廣東 廣州 510000

引言

當(dāng)前，在土木工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指利用鋼筋材料和混凝土材料共同組成的混凝土結(jié)構(gòu)。單一的混凝土結(jié)構(gòu)更容易受到外界作用力的影響而產(chǎn)生裂縫、位移等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)定；而僅由鋼筋材料制作而成的建筑結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生形變，且伴有支撐力不足等問(wèn)題。但如果將二者組成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則不僅能夠提高建筑物的抗壓能力，保證梁、板等建筑結(jié)構(gòu)具備足夠的支撐力，還能極大地改善建筑結(jié)構(gòu)的物理性能和穩(wěn)定性。

1 土木工程鋼筋施工前期準(zhǔn)備

①根據(jù)設(shè)計(jì)方案合理選擇鋼筋材料，準(zhǔn)確計(jì)算鋼筋抗壓強(qiáng)度，使其能夠發(fā)揮自身的剛度優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。按照土木工程抗震、防火等級(jí)要求，鋼筋強(qiáng)度應(yīng)控制在235～700MPa范圍內(nèi)。目前，熱軋鋼筋是土木工程中較為多見(jiàn)的鋼筋類(lèi)型，其力學(xué)性能符合土木工程各項(xiàng)要求，具體的規(guī)格參數(shù)。②對(duì)運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，檢查鋼筋外觀、標(biāo)牌，按照相關(guān)規(guī)定對(duì)鋼筋進(jìn)行取樣，根據(jù)機(jī)械性能檢驗(yàn)判斷質(zhì)量。檢查鋼筋標(biāo)牌時(shí)，應(yīng)結(jié)合施工設(shè)計(jì)方案，核查鋼筋級(jí)別、鋼號(hào)、生產(chǎn)日期、直徑等參數(shù)，確定鋼筋質(zhì)量無(wú)誤后方可允許鋼筋構(gòu)件入場(chǎng)，并投入使用[1]。

2 土木工程鋼筋施工技術(shù)與質(zhì)量?jī)?yōu)化策略分析

2.1 鋼筋綁扎

在工程施工過(guò)程中，施工單位必須嚴(yán)格控制鋼筋數(shù)量和型號(hào)，并確保所有鋼筋都能滿(mǎn)足鋼筋施工的基本要求。在綁扎施工時(shí)，施工人員需要用鐵絲來(lái)固定鋼筋，從而確保鋼筋的接頭位置與最大彎矩位置保持一致。在此過(guò)程中，施工人員需要在鋼筋與模板之間設(shè)置墊層，待完成綁扎后，還應(yīng)再次確認(rèn)鋼筋的長(zhǎng)度和綁扎數(shù)量，以避免綁扎密度過(guò)大或鋼筋間隙過(guò)寬等問(wèn)題的出現(xiàn)。在對(duì)雙層鋼筋網(wǎng)進(jìn)行綁扎時(shí)，施工人員必須仔細(xì)測(cè)量鋼筋的位置，以確保綁扎后的鋼筋接頭位置與最大彎矩位置保持一致。同時(shí)，施工人員還可以通過(guò)設(shè)置鋼筋撐腳來(lái)增強(qiáng)雙層鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)固性。對(duì)于靠近外圍的鋼筋，施工人員需要重點(diǎn)控制位置偏差，或者通過(guò)加密綁扎來(lái)保證鋼筋結(jié)構(gòu)的牢固性。

2.2 鋼筋焊接

鋼筋焊接是土木工程中鋼筋施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為有效改善鋼筋結(jié)構(gòu)的受力性能，提升施工效率，一般會(huì)采用焊接的方式。鋼筋施工中常用的焊接方法包括壓焊、熔焊兩種。其中壓焊包括氣壓焊、閃光對(duì)焊，熔焊則包括電渣壓力焊、電弧焊。鋼筋焊接施工時(shí)，施工人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，確定焊接方式適用后方可進(jìn)行焊接作業(yè)。①焊接帶肋鋼筋時(shí)，應(yīng)通過(guò)縱肋對(duì)縱肋安放焊接，閃光對(duì)焊時(shí)，重點(diǎn)控制鋼筋調(diào)伸長(zhǎng)度、鋼筋燒化留量、焊接時(shí)變壓器級(jí)數(shù)等參數(shù)。焊接過(guò)程中，引弧需要集中在鋼筋幫條、焊縫處，引弧過(guò)程中注意避免燒傷主筋。②焊接期間需要清渣，并保證焊縫表面平整與光滑，鋼筋上的焊坑需要及時(shí)填滿(mǎn)。焊接鋼筋接頭時(shí)，盡量采用雙面焊縫，焊縫長(zhǎng)度不小于5d（d為鋼筋直徑），通過(guò)搭接方式焊接鋼筋時(shí)，應(yīng)使鋼筋軸線保持一致。幫條焊時(shí)，幫條直徑、鋼筋級(jí)都應(yīng)和被焊鋼筋相同，且所設(shè)置的單面焊縫長(zhǎng)度不小于10d，雙面焊縫不小于5d。焊縫高度應(yīng)控制在0.3d左右，但不得小于4mm，鋼筋焊接時(shí)的焊縫寬度則應(yīng)大于0.8d，同時(shí)不小于8mm。焊接完搭接區(qū)域的接頭后，檢查焊縫外觀，確定焊縫表面有無(wú)夾渣、裂紋等質(zhì)量通病[2]。

2.3 鋼筋保護(hù)層厚度控制

鋼筋材料在存儲(chǔ)過(guò)程中，極易受到自然環(huán)境的影響而出現(xiàn)銹蝕等問(wèn)題。對(duì)此，施工單位可通過(guò)選購(gòu)性能穩(wěn)定的環(huán)氧涂層鋼筋，或者在鋼筋材料表面涂抹具有防腐蝕作用的材料來(lái)避免鋼筋銹蝕，進(jìn)而在保證鋼筋性能的同時(shí)，保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的支撐力符合施工要求。此外，當(dāng)前市面上有多種用來(lái)保護(hù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的新型材料，但施工單位必須根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際需要選擇合適的新型材料。①箍筋制作過(guò)程，嚴(yán)格控制精度和箍筋的外緣尺寸，固定鋼筋骨架，以此防止偏移問(wèn)題產(chǎn)生。②澆筑混凝土過(guò)程中應(yīng)盡量避免人工踩踏水平鋼筋，澆筑混凝土前必須對(duì)踩踏部位鋼筋應(yīng)采取焊接或綁扎的形式進(jìn)行加密設(shè)置，防止其在澆筑過(guò)程中由于人員操作不當(dāng)而產(chǎn)生的鋼筋位移問(wèn)題。

2.4 基于BIM技術(shù)的箱梁施工鋼筋碰撞檢查應(yīng)用

根據(jù)圖紙構(gòu)建箱梁模型，賦予材質(zhì)定義混凝土構(gòu)件，通過(guò)繪制輔助線，精準(zhǔn)定位后在混凝土構(gòu)件中添加鋼筋。某大橋64m節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋錯(cuò)落交織排布，因此振搗孔布置困難，但鋼筋長(zhǎng)度和數(shù)量、振搗孔及不同鋼筋之間的干擾問(wèn)題，可以通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)行業(yè)不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)采取相關(guān)措施?？赏ㄟ^(guò)增減鋼筋間距使其符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，避免施工前期的干擾和不必要的返工，施工效率也能得到保障。利用BIM3D模型，對(duì)鋼筋進(jìn)行碰撞仿真，得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)后以圖像和報(bào)表方式進(jìn)行記錄。通過(guò)適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋位置，但不任意截?cái)嗟姆绞剑蓽p少64 m節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁梁段預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋相互干擾的情況。根據(jù)項(xiàng)目施工圖數(shù)據(jù)創(chuàng)建BIM三維模型，檢查各個(gè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)之間的碰撞、不合理、錯(cuò)誤、達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或施工要求等設(shè)計(jì)問(wèn)題，并向設(shè)計(jì)單位反饋問(wèn)題和修改建議[3]。

2.5 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)損檢測(cè)即非破壞性檢測(cè)，就是在不破壞待測(cè)物質(zhì)原來(lái)的狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等前提下，為獲取與待測(cè)物的品質(zhì)有關(guān)的內(nèi)容、性質(zhì)或成分等物理、化學(xué)信息所采用的檢查方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確率非常高。在土木工程中，施工人員應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能夠檢測(cè)出工程中存在的裂縫、凹陷等問(wèn)題，進(jìn)而提高工程建設(shè)質(zhì)量，降低工程事故發(fā)生的概率。在我國(guó)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，比如橋梁設(shè)計(jì)、地基基礎(chǔ)工程施工、地下空間建造及管線鋪設(shè)等方面一般都會(huì)用到無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。鋼筋強(qiáng)度是決定土木工程結(jié)構(gòu)承載力的核心因素，其強(qiáng)度指標(biāo)主要分為屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩類(lèi)。鋼筋數(shù)量、直徑、排列等能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，鋼筋的綁扎和腐蝕狀況等都是工程質(zhì)量驗(yàn)收的重要內(nèi)容。為了能更好地了解鋼筋的具體狀況，檢測(cè)人員往往會(huì)采用電磁感應(yīng)、電化學(xué)檢測(cè)等手段對(duì)鋼筋進(jìn)行檢測(cè)。電磁感應(yīng)是一種物理檢測(cè)法，檢測(cè)人員通過(guò)物理方法可以確定鋼筋銹蝕時(shí)的電阻、電磁等各種物理變化，從而反映鋼筋的銹蝕狀況。該方法操作簡(jiǎn)便，不受周?chē)h(huán)境的影響。電化學(xué)檢測(cè)法是根據(jù)恒電量法和交流阻抗法等來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的，具有檢測(cè)速度快、可操作性強(qiáng)、測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)可靠等優(yōu)點(diǎn)[4]。

2.6 加強(qiáng)土木工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展，增大土木工程建設(shè)規(guī)模，為獲得預(yù)期建設(shè)效果，達(dá)到行業(yè)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，就需注重建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的同時(shí)可保障工程整體建設(shè)質(zhì)量。但對(duì)當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究能夠發(fā)現(xiàn)，仍存有較多問(wèn)題，不利于建設(shè)作業(yè)的持續(xù)、安全推進(jìn)。這就需要分析設(shè)計(jì)出針對(duì)性的問(wèn)題處理方案，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的全面優(yōu)化，為土木工程高質(zhì)量、高效率建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)工作時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員著重考慮六項(xiàng)因素。一是提高結(jié)構(gòu)墻強(qiáng)度，增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)多層磚混墻體結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)墻不僅要具備能夠承受自身重量的能力，還需為上層樓板、屋頂提供可靠支撐力，并可將所有荷載有效作用于地基上。若工程建設(shè)在地震多發(fā)區(qū)域，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)墻時(shí)，應(yīng)系統(tǒng)化分析地震對(duì)墻體穩(wěn)固性的不良影響，再對(duì)墻體最大荷載力進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合墻體施工材料性能，著手于墻體厚度、支撐強(qiáng)度的準(zhǔn)確核算，并對(duì)墻體荷載、長(zhǎng)度及高度加以科學(xué)控制。二是賦予結(jié)構(gòu)墻更高隔熱保溫性能。墻體設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員需以工程建設(shè)最終目標(biāo)為依據(jù)，結(jié)合建筑在性能方面的需求，執(zhí)行墻體材料的選擇工作，盡可能選用高密度墻體材料，施工時(shí)，分別在內(nèi)、外墻面增設(shè)抹灰層，促使墻體保溫性能大幅提高，同時(shí)還需對(duì)應(yīng)用到的構(gòu)件進(jìn)行處理。三是滿(mǎn)足建筑防水、防潮需求。合理選擇防材料，打造高質(zhì)量防水層，避免空氣中水分以及雨水長(zhǎng)時(shí)間侵蝕對(duì)墻體內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)造成的影響。四是構(gòu)墻防火需要。根據(jù)土木工程防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同建筑對(duì)耐火等級(jí)的要求選用相應(yīng)的耐火材料。五是強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)墻隔音性能。比如，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)墻上的窗戶(hù)時(shí)，可選用雙層玻璃，既能夠增強(qiáng)建筑整體美觀性，還可降低噪音對(duì)室內(nèi)環(huán)境的干擾。六是滿(mǎn)足土木工程建筑工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展需求。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)墻時(shí)，應(yīng)注重新技術(shù)、新材料的使用，不僅與建設(shè)行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展相適應(yīng)，還可從根本上減輕墻體自重，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)墻穩(wěn)定性的進(jìn)一步增強(qiáng)[5]。

2.7 鋼筋籠現(xiàn)澆墩柱施工技術(shù)

①清理墩臺(tái)下部承臺(tái)混凝土的表面并進(jìn)行鑿毛處理，保持承臺(tái)預(yù)留鋼筋垂直，通過(guò)水準(zhǔn)儀準(zhǔn)確定墩柱的中心位置的標(biāo)高、中軸線、四周外圍的邊線及立柱模板外圍邊線；定位后設(shè)置防護(hù)樁，便于后期墩柱中心復(fù)位。根據(jù)水準(zhǔn)儀測(cè)出的墩柱周線，再一次測(cè)量墩柱底標(biāo)高，在墩柱外邊線周?chē)褂酶邩?biāo)號(hào)水泥砂漿抹帶，方便后期架設(shè)模具。②架設(shè)腳手架。通常情況下一般采用扣件式鋼管搭設(shè)腳手架，腳手板可以由多種材料制作，包括鋼材、木材、竹等材料。每根立桿的底部都應(yīng)該包括可以調(diào)節(jié)的支托底座，使立桿高度可以在5～15cm之間調(diào)節(jié)，安裝螺桿時(shí)，螺桿外徑與立桿內(nèi)徑的間隙必須不大于30mm，并且要保證上下的螺桿和立桿同心。腳手架架設(shè)鋼管要求為橫平豎直，整齊明了，上下連貫，連接扣牢固，受到荷載保證安全，整體不變形、上下不發(fā)生搖晃。立桿采用一字型扣件對(duì)接，兩個(gè)相鄰立桿接頭不能設(shè)置在同步同跨范圍內(nèi)，兩根相鄰的立桿在垂直方向的接頭距離小于步距的1/3，立桿的垂直偏差不大于架高的1/400，立桿在離地腳20cm處設(shè)置掃地桿。腳手架搭設(shè)順序?yàn)椋合冗M(jìn)行畫(huà)線放樣，在底部放置木制墊塊接著架設(shè)縱向掃地桿，然后架設(shè)立桿（加臨時(shí)拋桿），再放置橫向掃地桿，然后放置第一步縱向水平桿接著放置第一步橫向水平桿，之后架設(shè)第二步縱向水平桿，最后放置第二步橫向水平桿，以此類(lèi)推，完成腳手架縱橫向搭設(shè)，然后鋪設(shè)腳手片。③模板拼裝。要注意合理布置吊裝模板時(shí)的吊裝點(diǎn)，為了避免因?yàn)榕鲎惨鸬膭×易冃?，在吊?chē)吊裝到指定地點(diǎn)時(shí)，下落速度一定要盡量放慢。吊裝時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員專(zhuān)門(mén)指揮，按之前對(duì)模板進(jìn)行的編號(hào)逐塊起吊模板并進(jìn)行組裝。圓柱形墩柱模板為兩個(gè)半圓形，安裝時(shí)先安放一側(cè)半圓，再安放另一側(cè)半圓，螺栓連接成圓，再與下節(jié)螺栓連接。之后澆筑混凝土，立柱澆注時(shí)應(yīng)設(shè)減速漏斗和串筒，混凝土面與串筒底口距離必須小于2m，在整個(gè)澆筑過(guò)程中都應(yīng)該用全站儀測(cè)量墩柱模板的垂直度，防止其發(fā)生傾斜，若發(fā)生傾斜應(yīng)馬上停止?jié)仓⑵浠卣?。墩柱澆筑完成后?yīng)檢查其高度是否超出5cm，該距離便于后期連接蓋梁和立柱。用振搗棒振搗混凝土，避免混凝土發(fā)生分層現(xiàn)象。插入振搗棒的速度應(yīng)較快，提出時(shí)的速度稍慢，并且在提出振搗棒的過(guò)程中應(yīng)該邊提邊振搗，避免振搗棒在混凝土中留下孔洞。為保證上下兩層混凝土之間的結(jié)合質(zhì)量，混凝土澆筑后立即進(jìn)行振搗，振搗時(shí)間一般需要控制在30s以上，使用振搗棒時(shí)一定要適度，必須避免漏搗和貼著墩柱模板振搗的情況出現(xiàn)。④養(yǎng)護(hù)拆模。必須保證相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時(shí)間[6]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了在土木工程建設(shè)中高質(zhì)量地應(yīng)用鋼筋施工技術(shù)，還應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)對(duì)鋼筋施工質(zhì)量控制，規(guī)范鋼筋綁扎、鋼筋連接、鋼筋焊接的施工流程；同時(shí)結(jié)合鋼筋施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)施工人員及管理人員的技術(shù)培訓(xùn)，使他們掌握關(guān)鍵控制點(diǎn)，總結(jié)鋼筋施工經(jīng)驗(yàn)，健全施工技術(shù)體系，為我國(guó)土木工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供助力。