浅谈利用焊接钢筋支架工艺控制楼板上排钢筋保护层技术

所属栏目：机电一体化论文发布日期：2010-10-04 08:23 热度：

　　[摘要]众所周知，钢筋保护层是保障钢筋混凝土构件耐久性和构件受力情况符合设计的重要因素。其中楼板的上排钢筋，尤其是支座负筋的钢筋保护层在施工过程中很难控制，笔者试从钢筋与混凝土共同作用的受力机理，一些的工程项目施工实例，谈谈利用焊接马凳技术控制钢筋保护层的技术。
　　[关键词]楼板，上排钢筋，保护层，厚度，支架
　　在21世纪的今天，高层建筑数量如春笋般增加。于是，新建的建筑物中已大部分采用钢筋混凝土结构作为建筑结构体系。钢筋混凝土结构体系是由钢筋和混凝土组成，二者共同作用和互相保护，共同承担结构构件所承受的外部荷载。
　　钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。
　　在钢筋混凝土共同作用的体制中，钢筋保护层的起到以下作用：
　　1、保护钢筋免受外界酸性物质的腐蚀。、
　　由于铁的化学性质较活泼，容易受水和酸性物质的腐蚀而造成自身受力截面的缩小，而混凝土性质较稳定，且本身与钢筋粘结牢固又可以为钢筋提供碱性环境，从而保护钢筋免受外界的侵蚀。但混凝土也会空气中的二氧化碳的缓慢侵蚀，所以钢筋保护层必须有足够的厚度才能对钢筋起到足够的作用，钢筋保护层的厚度直接影响到钢筋可以受到保护的时间，从而影响到结构的而久性。所以钢筋保护层进度不能太薄。
　　2、控制钢筋位置处于合适的受力位置。
　　由于钢筋混凝土构件若要按设计要求承受荷载，就必须有足够的截面，对于水平受力构件尤其是要有足够受力截面的高度。这就要求：在钢筋混凝土构件中，钢筋的位置必须尽量处于构件的边缘地带，越向截面中心靠近就越减少了受力构件的实际受力截面，降低了结构构件的承载力。而钢筋在构件的位置与钢筋保护层有密切关系，所以钢筋保护层厚度不能太厚。
　　因此，钢筋保护层只能在设计和规范允许范围内才能保证构件的结构安全性。
　　而楼板又是钢筋保护层较难控制的一个部位，在一些已竣工工程中已出现由于楼板的弯矩负筋位置过低，降低了楼板的承载力，从而导致板边出现不同程度的结构裂缝。
　　楼板上排钢筋的保护层位置难以控制的的原因如下：
　　（1）楼板构件本身的截面就小，一般为100mm～150mm左右，保护层厚度小一般为15mm，允许偏差值更小，《混凝土结构施工质量验收规范》（GB50204-2002）中规定：板的保护层厚度偏差为±3mm。
　　（2）由于是水平构件，施工人员经常在钢筋上行走、踩踏，施工中的机械也对其产生压力，极易造成钢筋位置偏离原有位置，从而导致较大偏差。
　　（3）板筋一般直径较小，刚度低，若长度较大则容易被变形从而影响到构件的整体受力性能。
　　现在大部分施工企业对板面的钢筋保护层采用以下措施进行控制：
　　（1）板底（下排钢筋）采用垫块（一般用砂浆、塑料、金属等材料制成）控制。
　　（2）板面（上排钢筋）采用支架（一般用钢筋、塑料等材料制成）控制，支架与钢筋绑扎连接。
　　这样的措施对板底的下排钢筋保护层厚度控制还比较有效，而对板面的上排钢筋控制效果就不太理想了，就算在浇筑混凝土过程安排专人去调整上排钢筋位置，得到效果也不尽如人意。
　　原因有以下几个方面：
　　上排钢筋的支架与钢筋之间采用采用绑扎连接，二者连接不牢固，上排钢筋轻易就从支架上被踩落，导致钢筋支架失效；钢筋支架的局部失效又导致支架布置过于稀疏，从而严重影响到了钢筋保护层厚度的控制。
　　为了保证钢筋支架与钢筋之间的牢固连接，我公司某项目采用焊接工艺，将钢筋支架与楼板上排钢筋焊接在一起。该措施的应用使该项目的钢筋保护层厚度的控制工作取得了良好的成绩。
　　该措施具体如下：
　　1、钢筋支架采用钢筋弯曲或焊接制作而成。当板面受力钢筋和分布钢筋的直径均小于10mm时，应采用图1所示支架，支架间距为：当采用6分布筋时不大于500mm，当采用8分布筋时不大于800mm，支架与受支承钢筋应绑扎牢固。当板面受力钢筋和分布钢筋的直径均不小于10mm时，可采用图2所示马蹬作支架。马蹬在纵横两个方向的间距均不大于800mm，并与受支承的钢筋绑扎牢固。当板厚h≤200mm时马蹬可用10钢筋制做；当200mm≤h≤300mm时马蹬应用12钢筋制做；当h>300mm时，制作马蹬的钢筋应适当加大。
　　
表1.jpg
　　2、钢筋支架在板内的布置情况如下：
　　（1）钢筋支架平面上呈梅花型布置。
　　（2）钢筋支架布置于板的上下二排钢筋之间，支架顶与上排钢筋点焊连接，支架底与下排钢筋点焊连接，如图3所示。
　　3、支架高度=楼板厚度-楼板钢筋保护层厚度×2-上下两排钢筋直径之和。
　　4、钢筋支架与钢筋连接完毕后，上排钢筋、下排钢筋、钢筋支架组成一个有足够刚度的支撑体系，足以承受来自施工人员、施工机械的临时施工荷载。不必再派专人去修整上排钢筋的位置。
　　表2.jpg
　　
　　实践证明：应用了该方法控制楼板上排钢筋保护层的项目，上排钢筋的保护层厚度控制得非常好。经事后用扫描仪进行检测，楼板上排钢筋钢筋保护层厚度为12～18mm之间，平均厚度为16mm，完全符合设计图纸和施工规范的要求。
　　
　　综上所述：
　　采取钢筋支架与钢筋焊接的施工工艺可以有效地控制楼板钢筋上排钢筋的钢筋保护层，虽然人工成本稍高，花费时间也相对多一些，但这样做质量非常好，而且多花费的时间可以通过合理的施工组织进行缓冲。总体来讲，这项施工工艺的综合效益还是比较高的。

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