鋼筋混凝土保護層在施工中的控制

1、.四川理工學院成人教育學院畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 鋼筋混凝土保護層在施工中的控制 教學點(班) 專 業(yè) 建筑工程技術(shù) 年 級 姓 名 指導教師 定稿日期： 年 月 日四川理工學院成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學生姓名 專業(yè)班級 設(shè)計（論文）題目鋼筋混凝土保護層在施工中的控制 接受任務(wù)日期 年 月 日完成任務(wù)日期 年 月 日指導教師（簽名） 指導教師單位設(shè)計(論文)內(nèi)容目標 通過在土地上實習期間對施工現(xiàn)場的考察和分析對混凝土保護的要求。設(shè)計(論文)要求1、 對混凝土的攪拌以及保護層的要求。2、 對梁、板、柱等構(gòu)件保護層的要求。參考資料.施工員實務(wù)與基礎(chǔ)知識注：此表由指導教師填寫后發(fā)給學生，學

2、生按此表要求開展畢業(yè)設(shè)計（論文）工作。目 錄1前 言. . . . .11.1 鋼筋保護層控制的特點及研究意義. . . . . 11.2 鋼筋保護層控制及其質(zhì)量的研究現(xiàn)狀. . . . . . 21.3 現(xiàn)有研究的不足及本文的研究內(nèi)容. . . . . . . 32 對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度控制的重要性分析. 42.1 從力學角度分析. . . . 42.2 從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析. . 42.3 從構(gòu)件的耐久性分析. . 42.4 從混凝土的防火要求分析. 53 對鋼筋混凝土保護層的施工質(zhì)量控制措施. 83.1 認真做好圖紙會審，技術(shù)交底. . 83.2 鋼筋的翻樣工作. . . 8

3、3.3 模板工程的制作和安裝. . 83.4 重視鋼筋的綁扎成型工序. . 93.5 安放、綁扎固定鋼筋保護層墊塊. . . 93.6 提倡文明施工，注意成品保護. . 103.7 鋼筋骨架的安裝要求. . . . 103.8 實行四級檢查驗收制度. . 103.8.1 嚴格執(zhí)行首件工程認可制度. . . 113.8.2 加強管理，制訂相應(yīng)的獎罰措施. 113.8.3 嚴格檢測程序. . . . 114 結(jié) 論. . . . 12精選1 前 言1.1 鋼筋保護層控制的特點及研究意義鋼鐵工業(yè)盡管起步較早，但真正應(yīng)用于工程施工時間并不長，混凝土在建筑工程中的應(yīng)用更是近100年左右時間的事。自從人們

4、找到水泥這種新興建筑原材料，工程施工技術(shù)得到了突飛猛進的進步。特別是近50年，由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用，更使得建筑領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的革命。摩天大樓拔地而起，幾百米跨度的橋梁建造也由過去的神話變成了現(xiàn)實。這中間都少不了鋼筋和混凝土這兩種材料的功勞。那么，鋼筋與混凝土到底是如何工作的呢？它們究竟是什么樣的關(guān)系呢？從材料的物理力學性能來講，鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度，而混凝土只具有較高的抗壓強度，抗拉強度卻很低，但是兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因為鋼筋與混凝土之間存在足

5、夠的粘結(jié)力，在結(jié)構(gòu)計算時，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體來承受外力的；又由于混凝土的抗拉強度很低，為簡化計算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯誤或者鋼筋保護層過大，輕則降低了梁的承載能力，重則會發(fā)生重大事故。那么，受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢？答案當然是否定的。這是因為鋼筋的主要成分是鐵，鐵在常溫下就很容易氧化，更別說在高溫或潮濕的環(huán)

6、境中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護膜，不與外界接觸相對還比較安全，但如果鋼筋保護層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，另一方面隨著時間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護作用，從而導致鋼筋銹蝕，斷面減小，強度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴重時還會導致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。通常除基礎(chǔ)外梁的保護層厚度一般為2.5cm。在工程實際中，由于鋼筋保護層厚度未按規(guī)范要求所導致的質(zhì)量問題不勝枚舉。比較突出的如現(xiàn)在商品住宅樓工程建設(shè)中樓板負彎矩鋼筋保護層偏大及現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)中主次梁交界處主梁的上

7、部負彎矩鋼筋保護層偏大的問題。以住宅樓為例，如今的住宅面積越來越大，樓板跨度也越來越大，尤其是客廳樓板。筆者曾見到過某單位建設(shè)的跨度達5.7米的樓板，厚度為15cm，設(shè)計是雙層雙向鋼筋網(wǎng)。從結(jié)構(gòu)的力學計算來講，支座處的負彎矩不比跨中板底正彎矩小多少，但由于施工時施工單位對支座負彎矩鋼筋未引起足夠重視，結(jié)果工程剛竣工還未使用就發(fā)現(xiàn)樓板上表面四周墻根處出現(xiàn)了許多裂縫。后經(jīng)權(quán)威檢測部門檢查測試后發(fā)現(xiàn)，支座處負筋的保護層普遍超過規(guī)范2-4cm，最大的甚至超過了7cm，使樓板上部的負彎矩鋼筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情況下經(jīng)設(shè)計同意采取局部加固補強措施，盡管這樣還是給施工單位

8、本身造成了很大的經(jīng)濟損失。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前住宅樓板開裂原因中70左右是由鋼筋保護層位置不正確引起的。誠然，鋼筋保護層厚度對單項工程質(zhì)量并不是起決定作用的，但如果不重視它，所產(chǎn)生的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認識到合理的鋼筋保護層厚度對工程結(jié)構(gòu)的重要性。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個檔次。1.2 鋼筋保護層控制及其質(zhì)量的研究現(xiàn)狀鋼筋和混凝土在建筑工程中已經(jīng)成了不可分割的孿生兄弟，從材料的物理力學性能來分析，鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度，而混凝土只具有較高的抗壓強度，抗拉強度很低。但兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)

9、揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。那么，鋼筋保護層又該如何控制呢？我認為重點應(yīng)從兩方面著手，一是抓施工前技術(shù)交底；二是抓過程中要素控制。在施工前，應(yīng)針對不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計圖紙及施工驗收規(guī)范，確定正確的鋼筋保護層。保護層的厚度并非千篇一律，一般來說現(xiàn)澆樓板的保護層厚度1.5cm，而基礎(chǔ)的保護層厚度通常為5cm，有時甚至達到10cm。因此，在對操作者的技術(shù)交底中必須明確此厚度，否則很容易造成返工。在施工過程中，則重點要做到規(guī)范操作，特別是在混凝土現(xiàn)澆板澆搗過程中，尤其需要重視。往往是鋼筋綁扎時位置都很正確，但一到澆搗時情況就變了樣，不是人踩就是工器具壓

10、在上面，由此造成的結(jié)果是支撐鋼筋的馬墩被踩倒，混凝土上層鋼筋彎曲變形，保護層的厚度也就得不到保證。所以在施工過程中，應(yīng)做到規(guī)范操作，嚴禁操作人員在鋼筋上隨意行走；對上層鋼筋應(yīng)作有效的固定；澆搗中還2 對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度控制的重要性分析2.1 從力學角度分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學性能而言，鋼筋具有較強的抗拉強度；混凝土則具有較高的抗壓強度，而其抗拉強度卻很低。這種組合發(fā)揮了它們各自的優(yōu)勢性能，共同承擔結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。因此，一般我們在考慮鋼筋混凝土的受力條件時，著重考慮的是混凝土的受壓應(yīng)力和鋼筋的受拉應(yīng)力。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的實際受拉應(yīng)力是

11、否能與設(shè)計計算應(yīng)力相吻合，主要取決于鋼筋在結(jié)構(gòu)中的位置是否正確。這也正是我們要求控制鋼筋保護層厚度的主要原因。一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)，如果鋼筋保護層厚度過大，輕則由于鋼筋不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的抗拉作用，而使混凝土受拉應(yīng)力超標產(chǎn)生裂縫，重則由于懸挑結(jié)構(gòu)上部鋼筋所受拉力的力矩高度（h0）變小，而使鋼筋受拉應(yīng)力超標發(fā)生結(jié)構(gòu)斷裂。此類事故在建設(shè)史上并不少見。再比如，大面積的現(xiàn)澆樓板，下排鋼筋如果墊得過高，保護層過大，在外加荷載作用下，混凝土下部受拉應(yīng)力超標，也會產(chǎn)生板底裂縫。2.2 從鋼筋與混凝土的粘結(jié)力分析鋼筋與混凝

12、土之所以能共同工作，是因混凝土硬化并達到一定強度后，兩者之間建立了足夠的粘結(jié)強度，這種相互作用力稱為握裹力。鋼筋在混凝土中的保護層必須具有一定的厚度，才能保證混凝土與鋼筋之間的握裹力。如果鋼筋保護層厚度過小，鋼筋過分靠近結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊緣，容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，直接導致握裹力的減小。另外，鋼筋保護層過小，表層混凝土將隨著時間的推移而逐漸碳化，邊緣鋼筋失去保護作用而導致鋼筋銹蝕，鋼筋與混凝土之間也會失去粘結(jié)力，從而使構(gòu)件的承載力降低，嚴重時還會導致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。2.3 從構(gòu)件的耐久性分析保護層的作用除上所述之外，顧名思義還起著保護鋼筋不被銹蝕的作用，以確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的

13、耐久性。影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，除了特殊的外界因素以外，在一般使用條件下，主要考慮大氣的侵蝕而使鋼筋氧化生銹。而混凝土不密實、裂縫、鋼筋保護層偏小，再加上混凝土碳化以及鋼筋的電化學反應(yīng)等因素就會因此加速這種侵蝕過程。鋼筋氧化銹蝕又會導致體積膨脹，致使混凝土保護層開裂造成惡性循環(huán)，更加加快鋼筋銹蝕進程，從而大大縮短建筑物的使用壽命。因此，保證保護層厚度在設(shè)計及規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi)，就能最大程度的保護鋼筋免受銹蝕，延緩混凝土碳化深度到達鋼筋表面的時間，確保結(jié)構(gòu)的使用年限。對一些特殊環(huán)境下的建筑物，如處于腐蝕氣體環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計上對混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護層還要作一些專門的規(guī)定，以確保建筑

14、結(jié)構(gòu)的耐久性。2.4 從混凝土的防火要求分析保護層對混凝土內(nèi)部的鋼筋還具有一定的防火功能。當建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時，環(huán)境溫度急劇升高，鋼筋與混凝土的熱膨脹系數(shù)是不同的。當鋼筋的膨脹值逐漸大于混凝土的膨脹值時，就會損傷和破壞混凝土與鋼筋之間的握裹力；此外，當鋼筋溫度上升到700時，鋼筋屈服強度大幅度降低，就會失去與混凝土共同工作的條件，而導致結(jié)構(gòu)破壞。然而，混凝土是不良導熱體，它能保護鋼筋不會立即受到高溫影響，從而延緩結(jié)構(gòu)喪失承載能力的時間，為消防救援贏得時間。由于以上諸多原因，國家規(guī)范對鋼筋混凝土保護層厚度的提出強制性要求：國標gb50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范在強制性條文中明確規(guī)定：縱向

15、受力的普通鋼筋及預應(yīng)力鋼筋，其混凝土保護層最小厚度（鋼筋外邊緣至混凝土表面距離）不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑，且應(yīng)符合表2.1的規(guī)定。表2.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范驗收表格環(huán)境類別板、墻梁柱一類c20c20c45c50c20c20c45c50c20c20c45c50二類a201515302525303030b-2520-3530-3530三類-3025-4035-4035注：基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于40mm；當無墊層時不應(yīng)小于70mm。國標gb50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范特別提出了對鋼筋保護層厚度的檢驗，對檢驗的結(jié)構(gòu)部位和構(gòu)件數(shù)量及驗收方法，都做了明確的說明，

16、并對檢驗的允許偏差范圍做了規(guī)定：鋼筋保護層厚度檢驗時，縱向受力鋼筋保護層厚度的允許偏差，對梁類構(gòu)件為+10mm，-7mm；對板類構(gòu)件為+8mm，-5mm。在我們建筑施工中尤其要注意保證鋼筋保護層的厚度。在日常施工中，主要采取下列措施來保證混凝土保護層的厚度：1、明確各部位混凝土保護層的厚度。認真做好圖紙會審，技術(shù)交底，特別是施工單位對施工班組的交底。在有的設(shè)計圖紙中，對保護層的厚度會根據(jù)情況有不同的要求。比如現(xiàn)澆樓板和梁的保護層厚度，當混凝土強度不同時，其要求的厚度是不一樣的。而基礎(chǔ)的迎水面保護層厚度通常為5cm，有時甚至要求達到10cm。2、控制鋼筋骨架尺寸。注重鋼筋的翻樣工作。施工單位的翻

17、樣人員應(yīng)熟悉圖紙及規(guī)范的要求。翻樣時箍筋的翻樣尺寸要正確。對一些鋼筋密集，復雜的梁、柱交接處，主梁與次梁的交接處必須放實樣，合理安排各方向的主筋與副筋位置。同時確保鋼筋在制作時的尺寸正確，給施工現(xiàn)場鋼筋安裝、綁扎節(jié)點創(chuàng)造條件。避免由于交接點處鋼筋密集無法安裝而造成鋼筋擠占保護層位置，從而發(fā)生露筋的情況。重視鋼筋的綁扎成型工序。綁扎時要按圖紙、規(guī)范操作。保證鋼筋骨架各部分尺寸及精度，確保主筋位置的安放準確，是避免出現(xiàn)鋼筋保護層偏差的前提。對一些復雜的梁板結(jié)構(gòu)，以及縱橫交錯的梁柱交接點應(yīng)在認真交底的基礎(chǔ)上，合理安插主、次梁結(jié)構(gòu)主鋼筋的位置，并注意施工順序，避免出現(xiàn)鋼筋擠占保護層的情況。3、模板制作的尺寸偏差也會導致保護層的超標，所以還要注意模板工程的制作和安裝。制作要規(guī)范、尺寸要精確，特別是縮?，F(xiàn)象很容易導致鋼筋保護層偏小甚至發(fā)生露筋現(xiàn)象。4、做好鋼筋限位措施在實際施工中，對鋼筋、模板的限位主要做了一下措施：墻柱控制在放線后，綁扎好鋼筋后，早鋼筋骨架上根據(jù)控制線焊定位鋼筋，并在鋼筋骨架上安放水泥撐棍，間距0.6m并與鋼筋骨架綁扎在一起，防止支設(shè)模板和澆注混凝土時造成水泥撐棍滑落。梁板的控制：梁下部和板下層筋下墊同保護層厚度相同的與混凝土強度相等或高于混凝土強度的墊塊，用的為大理石墊塊，密度為0.8-1m間距。梁側(cè)同樣架設(shè)墊塊，防止梁鋼筋移位；鋼筋上層筋用鋼筋馬凳墊設(shè)，保證