墩柱保护层怎样控制

~ 立柱钢筋保护层厚度控制方法

目前高速公路桥梁下部结构大量采用钢筋混凝土结构，在钢筋混凝土构件中混凝土一方面与钢筋共同参与受力，同时保护钢筋免受外界侵蚀。但由于混凝土自身逐渐风化的特性，混凝土表层会随时间逐渐失去混凝土自身的密实的水泥石结构，逐渐变得疏松，甚至出现裂隙。钢筋混凝土中如果钢筋的保护层不足会影响构件的耐久性，严重的甚至使构件早早失效。本文针对高速公路大量采用钢筋混凝土墩柱的特点，结合项目特点的体会，探讨墩柱保护层厚度控制的相关施工措施。

一、研究背景

对于钢筋混凝土构件而言，保护层的重要性是不言而喻的。保护层过小，可能导致钢筋在使用期限内严重锈蚀失去功能；保护层过大有两种情况，一种是构件尺寸不变，缩小钢筋尺寸来达到目的，这样就导致了钢筋位置偏移，减弱了钢筋的承载作用，有可能引发安全事故；另一种情况是钢筋尺寸不变，构件尺寸变大，这将导致巨大的浪费；有些构件局限于周边条件尺寸无法变大。笔者参与过多条高速公路的施工与监理及竣工验收，发现圆柱墩的保护层合格率一直偏低，一般只有40%左右，尤其8m～15m高度的墩柱中部保护层厚度合格率最低。笔者经过多次现场分析、改进施工工艺，最终将保护层合格率由40%左右提高到70%。

二、影响墩柱保护层厚度的因素分析

目前墩柱的施工工艺比较简单，多为先行加工安装钢筋，采用定型钢模板控制墩柱的几何尺寸，浇筑混凝土并振捣密实，根据环境采用合适的养生措施。影响墩柱保护层厚度的因素有很多，笔者从工序上分为以下几方面主要原因：

（一）钢筋加工安装原因

保护层厚度在施工过程中反映为钢筋与模板的距离，因此，墩柱钢筋的骨架几何尺寸直接影响成型后墩柱的保护层厚度。在模板几何尺寸一定的情况下，墩柱骨架钢筋尺寸愈大，则相应的保护层厚度愈小，反之亦然。其次，由于墩柱的平面位置要求比较严格，《公路工程质量验收评定标准》规定墩柱的轴线偏位为10mm，而墩柱保护层厚度的要求为±5mm，这就意味着墩柱钢筋的安装位置必须控制在设计位置±5mm内，否则墩柱的平面位置与保护层无法同时满足标准要求，出现这种情况时一般以牺牲墩柱保护层厚度来保证平面位置的准确，这也是目前的通病。另外墩柱钢筋的骨架刚度也是很重要的方面，钢筋的精确定位目前一般只控制顶与底，如果骨架自身刚度不足，势必导致钢筋中部位置失去控制，进而影响到保护层的控制。

（二）定型钢模板原因
定型模板的几何尺寸直接决定成型后墩柱的几何尺寸，墩柱的几何尺寸与钢筋骨架的几何尺寸及平面位置共同决定了保护层。在其它影响因素不变的情况下，模板几何尺寸愈大将导致保护层厚度愈大，反之亦然。在假设钢筋平面位置与几何尺寸严格与设计一致的情况下，模板的最大几何尺寸误差也不能超过5mm，如果考虑到钢筋平面位置与几何尺寸的合理误差，模板加工要求的精度就更高。

（三）混凝土浇筑

混凝土浇筑工艺直接影响到已经调整并加固完毕的钢筋及模板，如下料方式不当容易造成钢筋与模板间垫块脱离位置，振捣人员上下方式不当容易引起钢筋整体晃动并导致位置偏移，振捣棒插入位置不当容易导致钢筋移位。

三、针对性措施研究

控制保护层的总体工作思路在严格控制钢筋及模板平面位置、几何尺寸的基础上控制钢筋与模板的距离，并使钢筋、模板及相应的固定设施（垫块、模板固定支架及拉索）形成一个整体，在浇筑混凝土过程中避免破坏钢筋、模板的整体性，从而保证钢筋保护层厚度在控制范围内。遵照这一思路，结合前面的原因分析，针对性的进行措施研究。

（一）墩柱钢筋加工安装

墩柱钢筋一般设计为竖向受力主筋按照一定间距焊接固定到环向骨架钢筋上，在主筋外侧按照一定间距盘绕螺旋形箍筋。因此，控制墩柱钢筋笼的几何尺寸关键在于控制环向骨架钢筋的几何尺寸。笔者经多个工地观察发现现场加工工人很难准确把握环形骨架钢筋的半径，图纸一般只提供环形骨架钢筋中心轴线半径，无法直接用于生产控制。经过多次数据测算调整，发现加工环形骨架筋的圆柱形构件半径＝环形骨架半径-环形骨架筋钢筋半径-4mm～6mm时效果最好。环形骨架钢筋直径16mm～20mm时取用4mm，22mm～25mm时取用5mm，大于25mm时取用6mm。

钢筋骨架整体刚度通过加强主筋与环形骨架筋焊接及主筋与外部螺旋形箍筋固定来实现。笔者在钢筋加工、安装现场发现，对于钢筋笼整体的刚度而言，主筋与螺旋形箍筋的固结尤为重要，建议在主筋与螺旋形箍筋交叉点采用点焊或铁丝梅花形固定，即间隔一个交叉点固定。另外螺旋形箍筋使用前先调直，在半径相近的圆形构件上弯曲成相近环形半径备用，保证螺旋形箍筋与主筋密贴。

钢筋安装定位先确定中心点，按照图纸设计半径±5mm在现场用墨线标出，钢筋安装时只有全部主筋都落在墨线形成的环内才可固定，完成钢筋的安装工作。

（二）墩柱模板加工

墩柱定型钢模板从模板设计、模板加工制作控制模板的几何尺寸。模板设计一方面保证构件的几何尺寸，同时考虑模板的周转次数，进行相应的刚度设计；定型钢模板在起吊、运输、使用时需要考虑模板的承载情况，确保使用过程中模板不变形。

模板加工需要设计相应的胎模，在胎模上进行预拼装，检查各项数据指标，合格后电焊固定。电焊焊接过程中一定要考虑电焊温度变化在模板内部形成的内应力，防止模板从胎模上落架后由于自身内应力过大逐步变形，根据模板刚度决定一次施焊长度，一般控制在2cm左右，并且实施跳焊，分散模板内部的温度应力，避免应力集中。

（三）墩柱混凝土浇筑

为减轻混凝土入模冲击力对钢筋与模板间垫块的影响，混凝土自由落体高度大于2m时采用串筒，必要时设置减速板。另外人员上下通过专用软梯，禁止通过攀爬固定完毕的钢筋。振捣时严格控制振捣棒的落点位置在距离钢筋10cm～15cm处，禁止振捣棒碰触钢筋。

四、实施效果

采取了相关措施后，通过钢筋保护层探测仪测定保护层厚度，基本上处于控制状态，合格率可以达到70%以上，远远高于现行水准。且不合格的点偏差较小，一般在10mm之内。考虑到仪器自身的精度误差在3mm，实际的保护层情况可能更好。

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青秀区17810851736： 目前在桥梁施工中墩身保护层用什么控制？
鞠伊尤尼： <p>水泥垫块啊,现在有厂家专门生产水泥垫块的,有3cm,有5cm不等,在合模前用绑扎丝绑扎在钢筋笼上(不过很多工人懒,不愿意这么搞),则要求他们合上模板后从墩顶下去卡垫块~首先你的墩柱中心一定要准确! </p> <p>湖北省高投不允许用塑料垫块,水泥垫款好的能达到50MPa强度,浙江做这个的多,价格在1毛/个~比较好~个人也推荐水泥垫块</p> <p></p>

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鞠伊尤尼： 1、从源头开始杜绝钢筋保护层不符合要求的人为因素.钢筋骨架在制作过程中,由于施工人员往往忽视钢筋骨架的制作精度,钢筋笼的加强筋圈制作不圆等原因.要求施工单位在今后的施工中加强自身管理,监理工程师加强现场检查,发现钢...

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鞠伊尤尼： 混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔,然后在孔内浇筑混凝土或安放钢筋笼再浇注混凝土而成的桩.与预制桩相比,具有施工低噪音、低振动、桩长和直径可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进入持力层或嵌入岩层、单桩承载力大...

青秀区17810851736： 墩柱保护层厚度定义 - ？
鞠伊尤尼： 墩柱混凝土钢筋保护层厚度既是墩柱内部钢筋离墩柱混凝土侧表面的距离,为什么叫保护层呢因为为混凝土是碱性的材料,可以起到保护钢筋不被锈蚀的作用,但是混凝土在自然环境中会受到酸性气体CO2的侵蚀,以及氯离子的侵蚀,CO2侵蚀入混凝土中,会与混凝土中的Ca(OH)2反应生成CaCO3,降低混凝土的碱性,被CO2侵蚀的混凝土就会变得脆而疏松,强度下降,CO2不断侵入混凝土内部更会腐蚀钢筋,导致结构严重损坏,施工一年的混凝土CO2侵入深度约 3-5mm,所以规范规定的钢筋保护层厚度一般在80mm左右,是为了防止CO2过早侵入钢筋层影响构件安全.

青秀区17810851736： 桥梁墩柱混凝土构件保护层厚度允许偏差是多少? - ？
鞠伊尤尼： 一般桥梁墩柱混凝土构件保护层的厚度的允许偏差是±5(mm). 备注:详见《混凝土纤空含结构工程施工质量验收规范》表5.5.2中所规定的保护层厚度的允许偏差:柱、梁允许偏差 ±5mm、板±3mm,而结构实体钢筋保护层厚度对梁类构件为﹢...

青秀区17810851736： 钢筋保护层的作用及控制? - ？
鞠伊尤尼： 1.保护钢筋不被锈蚀(空气中含水量,空气中二氧化碳含量越高需要的保护层越厚) 2.粘结锚固(钢筋要通过保护层把均匀力传到混凝土中,保护层厚度不够的话,会过早出现裂缝,钢筋不能充分受力,同时水和二氧化碳又能大量入侵,锈蚀钢筋)

青秀区17810851736： 建筑保护层是如何来控制的/ - ？
鞠伊尤尼： 是指钢筋混凝土结构的保护层吗?结构设计规范中有明确要求. 如果说施工时控制保护层厚度,一般是用砂浆垫块,也有用钢马蹬的,特别是厚保护层的时候.

青秀区17810851736： 如何保证桩基础钢筋保护层的有效厚度 - ？
鞠伊尤尼： 想要保证桩基础钢筋保护层的有效厚度,可以在钢筋笼四周焊接几字型的耳朵,保证钢筋位置.根据11G101-1,桩基础钢筋保护层是指砼面到最外层钢筋面.而根据03G101则是指砼面到主筋,也就是箍筋不算.柱到柱主筋,梁到梁主筋.室内正常环境下:板、墙保护层15mm,梁、柱保护层25mm 露天或室内高湿度环境:1、砼强度小于等于C20时,板、墙保护层35mm,梁、柱保护层45mm2、砼强度C25或C30时,板、墙保护层25mm,梁、柱保护层35mm3、砼强度大于等于C35时,板、墙保护层15mm,梁、柱保护层25mm 基础按有无垫层区分:有垫层时35mm,无垫层时70mm 保护层具体还要按设计图纸定,图纸设计保护层厚度有可能有小幅调整.

青秀区17810851736： 混凝土中钢筋保护层怎么怎么固定? - ？
鞠伊尤尼： 钢筋保护层:最外层钢筋外边缘至混凝土表面的距离.在耐久性设计中,如无特殊标明,这一保护层应为最外侧钢筋的保护层,通常情况下应为箍筋或外侧分布筋而不是主筋. 作用 1.保护钢筋不被锈蚀(空气中含水量,空气中二...

青秀区17810851736： 高速公路桥梁的承台和墩柱的施工要点... - ？
鞠伊尤尼： 承台的施工中只要注意下桩位校核,高程控制,模板的支设和钢筋支架的制作和绑扎及需要预埋的柱筋位置就行了,要注意保证柱中心位置的校核,并在浇筑承台时注意钢筋位置有无偏移现象并及时解决.在墩柱施工时主要是控制柱子的竖向垂直度和立模时保护层的设置,高程控制.如果柱过高的话要注意设置串筒并保证柱浇注时内部操作人员的通风工作,做好砼的捣固和拆模后的养护和修补,做好记录.