[摘要]：高速公路橋梁下部結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土構(gòu)件的保護(hù)層十分重要，本文針對(duì)高速公路大量采用鋼筋混凝土墩柱的特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)的體會(huì)，探討墩柱保護(hù)層厚度控制的相關(guān)施工措施。
　　[關(guān)鍵詞]：橋梁，保護(hù)層，原因，控制方法
　　
　　目前高速公路橋梁下部結(jié)構(gòu)大量采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在鋼筋混凝土構(gòu)件中混凝土一方面與鋼筋共同參與受力，同時(shí)保護(hù)鋼筋免受外界侵蝕。但由于混凝土自身逐漸風(fēng)化的特性，混凝土表層會(huì)隨時(shí)間逐漸失去混凝土自身的密實(shí)的水泥石結(jié)構(gòu)，逐漸變得疏松，甚至出現(xiàn)裂隙。鋼筋混凝土中如果鋼筋的保護(hù)層不足會(huì)影響構(gòu)件的耐久性，嚴(yán)重的甚至使構(gòu)件早早失效。
　　一、研究背景
　　
　　對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件而言，保護(hù)層的重要性是不言而喻的。保護(hù)層過小，可能導(dǎo)致鋼筋在使用期限內(nèi)嚴(yán)重銹蝕失去功能；保護(hù)層過大有兩種情況，一種是構(gòu)件尺寸不變，縮小鋼筋尺寸來達(dá)到目的，這樣就導(dǎo)致了鋼筋位置偏移，減弱了鋼筋的承載作用，有可能引發(fā)安全事故；另一種情況是鋼筋尺寸不變，構(gòu)件尺寸變大，這將導(dǎo)致巨大的浪費(fèi)；有些構(gòu)件局限于周邊條件尺寸無法變大。筆者參與過多條高速公路的施工與監(jiān)理及竣工驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)圓柱墩的保護(hù)層合格率一直偏低，一般只有40%左右，尤其8m～15m高度的墩柱中部保護(hù)層厚度合格率最低。筆者經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)分析、改進(jìn)施工工藝，最終將保護(hù)層合格率由40%左右提高到70%。
　　
　　二、影響墩柱保護(hù)層厚度的因素分析
　　
　　目前墩柱的施工工藝比較簡(jiǎn)單，多為先行加工安裝鋼筋，采用定型鋼模板控制墩柱的幾何尺寸，澆筑混凝土并振搗密實(shí)，根據(jù)環(huán)境采用合適的養(yǎng)生措施。影響墩柱保護(hù)層厚度的因素有很多，筆者從工序上分為以下幾方面主要原因：
　　
　　（一）鋼筋加工安裝原因
　　
　　保護(hù)層厚度在施工過程中反映為鋼筋與模板的距離，因此，墩柱鋼筋的骨架幾何尺寸直接影響成型后墩柱的保護(hù)層厚度。在模板幾何尺寸一定的情況下，墩柱骨架鋼筋尺寸愈大，則相應(yīng)的保護(hù)層厚度愈小，反之亦然。其次，由于墩柱的平面位置要求比較嚴(yán)格，《公路工程質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定墩柱的軸線偏位為10mm，而墩柱保護(hù)層厚度的要求為±5mm，這就意味著墩柱鋼筋的安裝位置必須控制在設(shè)計(jì)位置±5mm內(nèi)，否則墩柱的平面位置與保護(hù)層無法同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，出現(xiàn)這種情況時(shí)一般以犧牲墩柱保護(hù)層厚度來保證平面位置的準(zhǔn)確，這也是目前的通病。另外墩柱鋼筋的骨架剛度也是很重要的方面，鋼筋的精確定位目前一般只控制頂與底，如果骨架自身剛度不足，勢(shì)必導(dǎo)致鋼筋中部位置失去控制，進(jìn)而影響到保護(hù)層的控制。
　　
　　（二）定型鋼模板原因
　　
　　定型模板的幾何尺寸直接決定成型后墩柱的幾何尺寸，墩柱的幾何尺寸與鋼筋骨架的幾何尺寸及平面位置共同決定了保護(hù)層。在其它影響因素不變的情況下，模板幾何尺寸愈大將導(dǎo)致保護(hù)層厚度愈大，反之亦然。在假設(shè)鋼筋平面位置與幾何尺寸嚴(yán)格與設(shè)計(jì)一致的情況下，模板的最大幾何尺寸誤差也不能超過5mm，如果考慮到鋼筋平面位置與幾何尺寸的合理誤差，模板加工要求的精度就更高。
　　
　　（三）混凝土澆筑
　　
　　混凝土澆筑工藝直接影響到已經(jīng)調(diào)整并加固完畢的鋼筋及模板，如下料方式不當(dāng)容易造成鋼筋與模板間墊塊脫離位置，振搗人員上下方式不當(dāng)容易引起鋼筋整體晃動(dòng)并導(dǎo)致位置偏移，振搗棒插入位置不當(dāng)容易導(dǎo)致鋼筋移位。
　　
　　三、針對(duì)性措施研究
　　
　　控制保護(hù)層的總體工作思路在嚴(yán)格控制鋼筋及模板平面位置、幾何尺寸的基礎(chǔ)上控制鋼筋與模板的距離，并使鋼筋、模板及相應(yīng)的固定設(shè)施（墊塊、模板固定支架及拉索）形成一個(gè)整體，在澆筑混凝土過程中避免破壞鋼筋、模板的整體性，從而保證鋼筋保護(hù)層厚度在控制范圍內(nèi)。遵照這一思路，結(jié)合前面的原因分析，針對(duì)性的進(jìn)行措施研究。
　　
　　1.墩柱鋼筋加工安裝
　　
　　墩柱鋼筋一般設(shè)計(jì)為豎向受力主筋按照一定間距焊接固定到環(huán)向骨架鋼筋上，在主筋外側(cè)按照一定間距盤繞螺旋形箍筋。因此，控制墩柱鋼筋籠的幾何尺寸關(guān)鍵在于控制環(huán)向骨架鋼筋的幾何尺寸。筆者經(jīng)多個(gè)工地觀察發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)加工工人很難準(zhǔn)確把握環(huán)形骨架鋼筋的半徑，圖紙一般只提供環(huán)形骨架鋼筋中心軸線半徑，無法直接用于生產(chǎn)控制。經(jīng)過多次數(shù)據(jù)測(cè)算調(diào)整，發(fā)現(xiàn)加工環(huán)形骨架筋的圓柱形構(gòu)件半徑＝環(huán)形骨架半徑-環(huán)形骨架筋鋼筋半徑-4mm～6mm時(shí)效果最好。環(huán)形骨架鋼筋直徑16mm～20mm時(shí)取用4mm，22mm～25mm時(shí)取用5mm，大于25mm時(shí)取用6mm。
　　
　　鋼筋骨架整體剛度通過加強(qiáng)主筋與環(huán)形骨架筋焊接及主筋與外部螺旋形箍筋固定來實(shí)現(xiàn)。筆者在鋼筋加工、安裝現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鋼筋籠整體的剛度而言，主筋與螺旋形箍筋的固結(jié)尤為重要，建議在主筋與螺旋形箍筋交叉點(diǎn)采用點(diǎn)焊或鐵絲梅花形固定，即間隔一個(gè)交叉點(diǎn)固定。另外螺旋形箍筋使用前先調(diào)直，在半徑相近的圓形構(gòu)件上彎曲成相近環(huán)形半徑備用，保證螺旋形箍筋與主筋密貼。
　　
　　鋼筋安裝定位先確定中心點(diǎn)，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)半徑±5mm在現(xiàn)場(chǎng)用墨線標(biāo)出，鋼筋安裝時(shí)只有全部主筋都落在墨線形成的環(huán)內(nèi)才可固定，完成鋼筋的安裝工作。
　　
　　2.墩柱模板加工
　　
　　墩柱定型鋼模板從模板設(shè)計(jì)、模板加工制作控制模板的幾何尺寸。模板設(shè)計(jì)一方面保證構(gòu)件的幾何尺寸，同時(shí)考慮模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)的剛度設(shè)計(jì)；定型鋼模板在起吊、運(yùn)輸、使用時(shí)需要考慮模板的承載情況，確保使用過程中模板不變形。
　　
　　模板加工需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的胎模，在胎模上進(jìn)行預(yù)拼裝，檢查各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，合格后電焊固定。電焊焊接過程中一定要考慮電焊溫度變化在模板內(nèi)部形成的內(nèi)應(yīng)力，防止模板從胎模上落架后由于自身內(nèi)應(yīng)力過大逐步變形，根據(jù)模板剛度決定一次施焊長(zhǎng)度，一般控制在2cm左右，并且實(shí)施跳焊，分散模板內(nèi)部的溫度應(yīng)力，避免應(yīng)力集中。
　　
　　3.墩柱混凝土澆筑
　　
　　為減輕混凝土入模沖擊力對(duì)鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土自由落體高度大于2m時(shí)采用串筒，必要時(shí)設(shè)置減速板。另外人員上下通過專用軟梯，禁止通過攀爬固定完畢的鋼筋。振搗時(shí)嚴(yán)格控制振搗棒的落點(diǎn)位置在距離鋼筋10cm～15cm處，禁止振搗棒碰觸鋼筋。
　　
　　四、實(shí)施效果
　　
　　采取了相關(guān)措施后，通過鋼筋保護(hù)層探測(cè)儀測(cè)定保護(hù)層厚度，基本上處于控制狀態(tài)，合格率可以達(dá)到70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行水準(zhǔn)。且不合格的點(diǎn)偏差較小，一般在10mm之內(nèi)。