徐建國，陳葉剛

（浙江交工路橋建設(shè)有限公司，浙江杭州 310051）

0 引言

橋梁下部結(jié)構(gòu)大多采用圓形的鋼筋混凝土墩柱結(jié)構(gòu)，鋼筋保護(hù)層是墩柱鋼筋與混凝土共同工作的基本前提，也是墩柱避免外界侵害的重要保障。過大的鋼筋保護(hù)層厚度，將導(dǎo)致有效截面減小，進(jìn)而降低截面受彎承載力，導(dǎo)致橋梁存在嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)混凝土表面容易出現(xiàn)較大的收縮裂縫和溫度裂縫，影響墩柱的耐久性；過小的鋼筋保護(hù)層厚度，容易降低混凝土與受力縱筋共同作用產(chǎn)生的粘結(jié)力，削弱墩柱的承載力，可能會(huì)使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生徑向劈裂，造成鋼筋銹蝕，影響墩柱的耐久性。因此，保護(hù)層厚度對(duì)墩柱的內(nèi)在質(zhì)量及橋梁承載力、耐久性都有著明顯的影響，施工中鋼筋保護(hù)層厚度的控制非常重要。

根據(jù)質(zhì)量管理的相關(guān)理論，影響鋼筋保護(hù)層厚度的因素很多，但歸納起來主要有六個(gè)方面，即“5M1E”，分別是:人員（man）、機(jī)械（machine）、材料（material）、方法（method）、環(huán)境（environment）、測量（measure）[1]。

1 人員素質(zhì)

人是第一生產(chǎn)力，是鋼筋保護(hù)層厚度控制的操作者和決定者，施工參與人員的素質(zhì)決定著工程質(zhì)量。人員的素質(zhì)包括決策者、管理者和操作者的素質(zhì)，人員的素質(zhì)可從以下方面提高：

1.1 思想教育

通過教育，可統(tǒng)一思想，提高認(rèn)識(shí)，使施工參與人員充分認(rèn)識(shí)到鋼筋保護(hù)層的重要性，真正、牢固樹立“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”的思想，切實(shí)提高員工的質(zhì)量意識(shí)，最大限度地發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。

1.2 技術(shù)培訓(xùn)

分工種進(jìn)行技術(shù)交底，加強(qiáng)專業(yè)技能培訓(xùn)，提高員工的操作水準(zhǔn)，通過理論和操作技能考核，擇優(yōu)選用高素質(zhì)的操作人員進(jìn)行重點(diǎn)、關(guān)鍵工序的施工；同時(shí)可以通過參加施工現(xiàn)場交流會(huì)、技術(shù)比武等形式，促進(jìn)施工水平的不斷提高。

1.3 執(zhí)行制度

通過制訂和實(shí)施相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施，激勵(lì)、敦促施工和管理水平的提高，消除人為因素；建立、健全質(zhì)量保證體系，強(qiáng)化管理，明確分工，落實(shí)責(zé)任，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量責(zé)任追究制度。

2 機(jī)械設(shè)備

工欲善其事，必先利其器，施工人員要想控制好鋼筋保護(hù)層厚度，必須先準(zhǔn)備好工具，即施工機(jī)械設(shè)備，主要是施工過程中使用的各類機(jī)具設(shè)備。

2.1 擇優(yōu)選擇

盡可能選用性能穩(wěn)定、良好，而且選用性較強(qiáng)的鋼筋加工機(jī)械。具備條件的，可采用數(shù)控彎曲機(jī)進(jìn)行鋼筋籠加強(qiáng)箍筋的彎制、數(shù)控滾焊機(jī)進(jìn)行鋼筋籠的成型。

2.2 保養(yǎng)維護(hù)

檢查、調(diào)試設(shè)備和機(jī)械使用、管理方面存在的問題，如機(jī)械設(shè)備是否處于完好狀態(tài)，保養(yǎng)、維護(hù)是否正常，部件和配件是否及時(shí)更換，以便進(jìn)行分析和制定相應(yīng)對(duì)策措施。特別須檢查箍筋彎曲機(jī)的固定樁頭是否松動(dòng)、鋼套是否磨損而造成間隙過大。

2.3 技術(shù)革新

對(duì)操作工具進(jìn)行技術(shù)革新，改進(jìn)一些實(shí)用小工具，如在箍筋彎曲機(jī)上配制設(shè)計(jì)有鋼筋固定凹槽的標(biāo)準(zhǔn)模型圓盤，以提高工作效率和加工精度，確保鋼筋籠加工質(zhì)量。

3 工程材料

工程材料分原材料、半成品、構(gòu)配件和成品，以及模板和過程消耗材料等方面。施工前需把住材料的檢測關(guān)、抽檢關(guān)、驗(yàn)收關(guān)，根據(jù)規(guī)定對(duì)原材料進(jìn)行進(jìn)場檢測，對(duì)模板和消耗材料定期進(jìn)行抽檢，對(duì)成品和半成品材料要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，必須將不合格材料和產(chǎn)品杜絕在施工現(xiàn)場以外。

3.1 鋼筋保護(hù)層墊塊

墩柱鋼筋的精確定位目前一般只能控制頂端與底端，如果骨架自身剛度不足，勢必導(dǎo)致鋼筋中部位置失去控制，從而影響到保護(hù)層的厚度[2]，因此，有必要采用保護(hù)層墊塊進(jìn)行固定，每平方米不少于1處。

根據(jù)圓形墩柱的特點(diǎn)，為方便固定，墊塊應(yīng)選用強(qiáng)度不小于C30等級(jí)的定制的特種砂漿或混凝土墊塊，宜為圓形，中間孔洞直徑大于螺旋筋直徑最多不超過2 mm，外圓直徑為保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度的2倍，鋼筋籠加工時(shí)用穿在螺旋筋內(nèi)，或單獨(dú)用螺旋筋等規(guī)格的圓鋼彎制成鋼筋籠相同的圓弧、長度大于主筋間距在6cm以上，采用焊接在主筋上，圓弧方向與螺旋筋相同。當(dāng)采用其他形狀的墊塊時(shí)，墊塊內(nèi)應(yīng)在制作時(shí)預(yù)埋固定用的扎絲或預(yù)留穿扎絲的孔洞，墊塊須綁扎在主筋與螺旋筋相交處，防止墊塊位置移動(dòng)。

3.2 模板

墩柱模板采用兩塊半墩柱形定型鋼護(hù)筒拼裝，其直徑直接影響到墩樁尺寸，偏差需與鋼筋籠直徑綜合考慮，不得同向累加，一般偏差允許為（-2 mm，0）。護(hù)筒加工前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計(jì)，宜在專業(yè)廠家進(jìn)行加工，單節(jié)制作長度不大于6 m，縱向設(shè)置有連接法蘭盤，可根據(jù)墩柱高度進(jìn)行拼接。護(hù)筒剛度須根據(jù)墩柱直徑、混凝土單次澆筑高度和施工方式等實(shí)際情況核算，確保滿足相應(yīng)的施工要求，面板厚度不小于6 mm，沿長度方向間隔0.4～0.6 m、環(huán)向間隔0.5～0.8 m分別設(shè)置一道不小于［12槽鋼的環(huán)形加強(qiáng)肋和豎向加強(qiáng)肋，電焊固定時(shí)采用跳焊，長度20 mm，以分散模板內(nèi)部的溫度應(yīng)力，避免應(yīng)力集中而導(dǎo)致模板局部變形。拼裝后采用與設(shè)計(jì)墩柱直徑的圓盤板檢查圓順度，偏差不得大于2 mm。

模板在運(yùn)輸、吊裝和使用過程需由專人負(fù)責(zé)維修和保養(yǎng)，變形處必須及時(shí)調(diào)整，嚴(yán)重者作報(bào)廢處理。拼裝完成的護(hù)筒未經(jīng)檢查，不得投入使用。

4 工藝方法

目前墩柱的施工工藝比較簡單，多為先行加工安裝鋼筋籠，采用定型鋼護(hù)筒控制墩柱的幾何尺寸，再澆筑混凝土。影響墩柱保護(hù)層厚度的工序有很多，主要從以下方面控制。

4.1 加強(qiáng)筋加工

鋼筋籠由主筋和加強(qiáng)筋組成，加強(qiáng)筋是支撐鋼筋籠的骨架鋼筋，其加工質(zhì)量決定了鋼筋籠的直徑，護(hù)筒直徑固定的情況下，也就決定了保護(hù)層厚度。根據(jù)長期的施工經(jīng)驗(yàn)和一般圖紙的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，加強(qiáng)筋直徑必須根據(jù)保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度經(jīng)計(jì)算確定，而不可直接采用設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)。部分圖紙按照理論，將作為主筋的螺紋鋼兩側(cè)的肋條和月牙紋計(jì)算成主筋和加強(qiáng)筋之間的間隙，而一般設(shè)計(jì)按標(biāo)注鋼筋保護(hù)層厚度為主筋外緣到混凝土面的距離（即凈保護(hù)層），因此，加強(qiáng)筋直徑應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的直徑基礎(chǔ)上，再酌情增大4～6 mm。其中加強(qiáng)筋母材直徑Φ16～20 mm時(shí)取用4 mm，Φ22～25 mm時(shí)取用5 mm，大于Φ25 mm時(shí)取用6 mm。彎制后的加強(qiáng)筋半成品，先檢查其直徑和圓順度，符合要求后再電焊固定，并及時(shí)焊接直徑與加強(qiáng)筋母材相同的鋼筋“十字”撐，確保不變形。

4.2 螺旋筋施工

由于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）中鋼筋保護(hù)層厚度的定義為“鋼筋保護(hù)層厚度為最外層鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離”，而螺旋筋就是鋼筋籠的最外層鋼筋，因此其加工和安裝質(zhì)量直接影響到保護(hù)層厚度。

目前部分單位采用先進(jìn)的數(shù)控鋼筋籠滾焊機(jī)安裝螺旋筋，由于作為螺旋筋的圓盤線材隨著鋼筋籠的滾動(dòng)，強(qiáng)拉通過固定卡口調(diào)直而纏繞在主筋上，因此，對(duì)于鋼筋籠圓斷面來說，二根主筋間的螺旋筋為“弦”，而非“圓弧”，也就是說螺旋筋是與主筋根數(shù)對(duì)應(yīng)的多邊形，而不是設(shè)計(jì)的圓形，則鋼筋籠外部“弦”和“弧”部分所測得的保護(hù)層厚度就有偏差，主筋間距越大，偏差也越大，因此，在使用滾焊機(jī)時(shí)，必須通過反復(fù)調(diào)整拉力，確保螺旋筋的安裝外形為直徑符合設(shè)計(jì)要求的圓形。

對(duì)于采用傳統(tǒng)工藝加工和安裝的螺旋筋，使用前必須先機(jī)械調(diào)直線材，再在與設(shè)計(jì)半徑相同的圓盤上彎制成環(huán)形筋，在主筋與螺旋形箍筋交叉點(diǎn)采用點(diǎn)焊或扎絲間隔一個(gè)交叉點(diǎn)梅花形固定，保證螺旋形箍筋與主筋密貼。

4.3 鋼筋籠吊裝

墩柱鋼筋籠的安裝采用吊車就位，使用定制的十字形、四個(gè)吊點(diǎn)的吊架，籠內(nèi)穿入剛度足夠的四根鋼管與主筋等間距用鐵絲臨時(shí)絞緊固定。吊機(jī)大小鉤分上下端二點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)處鋼筋籠加強(qiáng)筋和鋼管一起固定，以防止鋼筋籠變形。

鋼筋籠吊裝時(shí)，兩端緩慢起吊，頂端上升速度相對(duì)超過底端，待達(dá)到豎直后緩慢吊到墩柱鋼筋籠位置處。再由人工仔細(xì)調(diào)整對(duì)中，確保與樁基頂面事先放好的墩柱中心點(diǎn)豎直對(duì)齊，以保證墩柱底部的中心位置正確無誤。

4.4 鋼筋籠安裝

對(duì)于和樁基連接的墩柱，安裝前調(diào)直樁基預(yù)留鋼筋，在樁接柱漸變段上口設(shè)置一道墩柱加勁筋，并與每根主筋電焊固定，嚴(yán)格控制中心與樁基混凝土頂面測設(shè)的墩柱中心位置重合。墩柱鋼筋籠吊起后，要調(diào)整鋼筋籠的垂直度，可以采用線錘、鋼卷尺進(jìn)行校核。垂直度合格后，再緩慢下放到樁接柱位置，并與樁基預(yù)留鋼筋一一對(duì)應(yīng)，然后用兩個(gè)自制鋼筋扳手把墩柱鋼筋與樁基預(yù)留鋼筋搭接部分進(jìn)行固定焊接。焊接時(shí)要采取對(duì)稱焊接（通過圓心互相垂直的四根對(duì)稱主筋）。所有主筋焊接完成后，鋼筋籠必須再次與樁基中心進(jìn)行對(duì)中校核[3]。

對(duì)于承臺(tái)或基礎(chǔ)接樁基的墩柱，鋼筋籠須外加多根斜向支撐鋼筋固定，與承臺(tái)（基礎(chǔ)）骨架形成整體，防止?jié)仓信_(tái)或基礎(chǔ)頂層時(shí)，混凝土下放和振搗的沖擊力導(dǎo)致鋼筋籠移位。

5 環(huán)境條件

環(huán)境條件是指對(duì)控制鋼筋保護(hù)層厚度起重要作用的環(huán)境因素，包括工程技術(shù)環(huán)境、工程施工環(huán)境和周邊環(huán)境等。

5.1 鋼筋籠存放環(huán)境

鋼筋籠存放場所必須平整，堆放層數(shù)視鋼筋籠剛度而定，一般不超過二層，防止鋼筋籠變形，

5.2 鋼筋籠運(yùn)輸環(huán)境

鋼筋籠在劇烈振動(dòng)下容易變形，因此運(yùn)輸?shù)缆沸杵秸?，拖車長度需與鋼筋籠長度匹配，兩端懸空長度不大于3 m。

5.3 纜風(fēng)繩地錨條件

護(hù)筒安裝調(diào)整后，須在四角設(shè)置纜風(fēng)繩以固定。纜風(fēng)繩下端的地錨須牢固，在松軟土場地，纜風(fēng)繩容易拔松，因此宜采用重量和面積符合實(shí)際需要的定制配重塊。

5.4 施工平臺(tái)

施工人員的操作平臺(tái)應(yīng)是獨(dú)立的體系，必須與護(hù)筒分離，防止平臺(tái)搖晃聯(lián)動(dòng)護(hù)筒偏移，影響墩柱垂直度。

6 測試測量

檢測工具的適用性、測量方法和測量人員操作造成的誤差等因素，也會(huì)影響保護(hù)層厚度合格率。

6.1 加強(qiáng)筋直徑測量

普通鋼尺測量鋼筋籠加強(qiáng)筋加工直徑，存在著端面難以對(duì)齊、視覺誤差引起的偏差，因此宜采用與標(biāo)準(zhǔn)圓比對(duì)的方法間接檢查。

6.2 垂直度檢測

傳統(tǒng)的垂直度檢查采用線錘法，受風(fēng)吹影響和錘球重量限制，精度難以保證，特別對(duì)于高墩柱，誤差會(huì)更大，因此宜采用電子垂準(zhǔn)儀，避免外界影響。條件受限時(shí)，也可將垂球掛到護(hù)筒上口中心，對(duì)準(zhǔn)底面的測設(shè)中心位置，既檢查垂直度，也可復(fù)核中心位置。

6.3 平面中心位置測放

目前平面位置的精確測量定位一般采用全站儀，全站儀經(jīng)過國家法定計(jì)量部門檢定，從理論上講由儀器造成的誤差可以忽略不計(jì)，但是中心點(diǎn)的多次測（引）設(shè)或由不同人員、不同儀器、從不同的測站和基準(zhǔn)點(diǎn)引設(shè)測放，均可能導(dǎo)致中心點(diǎn)偏離于首次測點(diǎn)，引起鋼筋籠和護(hù)筒前后安裝的中心位置不重合，造成保護(hù)層厚薄不均勻。因此，應(yīng)固定在前后測設(shè)過程中的測量人員、儀器和測站、基準(zhǔn)點(diǎn)。條件具備時(shí)，可在不妨礙施工的牢固處，四角引設(shè)中心點(diǎn)的保護(hù)樁（點(diǎn)），在后續(xù)需要時(shí)可予以恢復(fù)中心，既省時(shí)又準(zhǔn)確。

7 結(jié)語

墩柱鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁的使用安全和壽命具有極其重要的影響，施工單位可綜合質(zhì)量管理的理論和施工實(shí)踐進(jìn)行詳細(xì)分析，制訂相應(yīng)對(duì)策，強(qiáng)化施工細(xì)節(jié)，墩柱鋼筋保護(hù)層厚度必能得到良好控制，同時(shí)工程管理水平也能顯著提高。

[1]中國建筑業(yè)協(xié)會(huì)工程建設(shè)質(zhì)量管理分會(huì).工程建設(shè)QC小組基礎(chǔ)教材[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2]劉文猛,黃鑫,李清燕.橋梁立柱鋼筋保護(hù)層控制方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2011(27).

[3]李曉步.淺談墩柱鋼筋保護(hù)層厚度的施工控制[J].價(jià)值工程,2012(15):111.