談鋼筋混凝土保護(hù)層塑料墊塊的推廣應(yīng)用
2006-07-11 00:00
地處番禺小谷圍島的廣州大學(xué)城是我省近年來最大的建設(shè)項目之一，按照省、市委要建設(shè)成“一流的規(guī)劃、一流的建設(shè)、一流的質(zhì)量、一流的管理"的要求，承擔(dān)施工的單位各顯神通，大量先進(jìn)的管理經(jīng)驗和施工技術(shù)得到推廣和應(yīng)用。
本文摘自：中國混凝土商務(wù)網(wǎng)
去年11月下旬，剛進(jìn)入主體施工的時候，由于搶進(jìn)度，個別項目出現(xiàn)鋼筋移位較大的情況，引起大學(xué)城指揮部和駐島質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)的高度重視。為確保工程質(zhì)量，指揮部和駐島質(zhì)監(jiān)站借鑒外國和外地的經(jīng)驗，提出推廣使用鋼筋混凝土保護(hù)層塑料墊塊。
過去的經(jīng)驗告訴我們：但凡一個新事物的誕生和推廣應(yīng)用，初期往往舉步維艱，她難免受到傳統(tǒng)觀念的羈絆。塑料墊塊的推廣應(yīng)用亦然，從大學(xué)城這次塑料墊塊的推廣應(yīng)用過程，我們體會到，關(guān)鍵是從實際出發(fā)、解決認(rèn)識問題。
一、保護(hù)層在混凝土工程中的重要性
鋼筋保護(hù)層厚度的控制是鋼筋混凝土工程質(zhì)量中很重要的一環(huán)。
《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)指出：鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、防火等性能。故除在施工過程中應(yīng)進(jìn)行尺寸偏差檢查外，還應(yīng)對結(jié)構(gòu)實體中鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行檢驗(第10．1．5條)并規(guī)定了鋼筋保護(hù)層厚度檢驗的結(jié)構(gòu)部位、構(gòu)件數(shù)量和檢驗方法(附錄E)，可見它的重要性。
另外，從最新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)我們可以看到，相比99年版的舊規(guī)范，這方面的要求也提高了。主要表現(xiàn)在保護(hù)層厚度的數(shù)值比舊規(guī)范嚴(yán)了，相應(yīng)的混凝土強度等級范圍有所擴大(見附表一)。
歸納起來，鋼筋混凝土保護(hù)層具有以下幾個作用和影響：
1、維護(hù)結(jié)構(gòu)耐久性混凝土中保護(hù)層太薄容易滲入潮濕氣體和水，過厚則易產(chǎn)生裂縫，這些都可能使鋼筋銹蝕并膨脹，從而使混凝土遭受破壞，影響使用和結(jié)構(gòu)安全。
2、承受外力作用 保護(hù)層對鋼筋有錨固力，利用混凝土與鋼筋間的錨固力，兩者緊密結(jié)合，共同參與工作。保護(hù)層過薄或缺失時，減低了它的錨固力從而降低了結(jié)構(gòu)抵抗軸力和彎矩的作用。
3、從正截面受彎承載力計算公式
M≤a l fcbx(h0一x／2)+fy＇AS＇(ho--a s＇)一(σpO＇一fpy＇)A p＇(ho--a p＇)可以看出，當(dāng)面筋保護(hù)層過厚導(dǎo)致截面有效高度h0減小時，將降低截面受彎承載力。可見保護(hù)層厚度是影響結(jié)構(gòu)承載力多么重要的因素。
4、防火保護(hù)層混凝土具有一定的隔熱作用，遇到火災(zāi)時能對較易軟化的鋼筋進(jìn)行保護(hù)，如果保護(hù)層厚度過薄，在高溫環(huán)境下容易開裂，致使鋼筋因過熱而降低強度從而破壞整體結(jié)構(gòu)。2003年湖南衡陽某工程就因大火燃燒產(chǎn)生的高溫高熱使鋼筋軟化導(dǎo)致坍塌并造成重大傷亡事故。
因此，在當(dāng)前的質(zhì)量驗收工作中保護(hù)層厚度的控制越來越受到重視，新規(guī)范規(guī)定在驗收過程中要進(jìn)行實體檢測。
二、與墊塊有關(guān)的質(zhì)量通病
傳統(tǒng)的工藝是梁板底筋和柱筋使用砂漿墊塊，板面筋下安放Q型鋼筋支架
(俗稱凳仔)，來確保鋼筋混凝土中鋼筋就位的準(zhǔn)確性和混凝土保護(hù)層的厚度。但這種工藝在實際操作中往往存在很多問題，如底筋砂漿墊塊容易位移、破損，使保護(hù)層厚度失控(主要是負(fù)偏差)導(dǎo)致鋼筋露筋、混凝土裂縫等現(xiàn)象。而面筋采用鋼筋支架則往往因施工人員踩踏或支架不穩(wěn)而使面鋼筋下垂，造成面保護(hù)層過厚(正偏差)，致使板的有效高度(h0)不能達(dá)到設(shè)計要求，留下隱患；特別是陽臺、雨蓬等懸挑構(gòu)件，若出現(xiàn)這種現(xiàn)象后果更是不堪設(shè)想。
就其自身質(zhì)量而言，砂漿墊塊和鋼筋支架由于是手工制作，常常出現(xiàn)墊塊厚 薄不均、支架高低尺寸不一的現(xiàn)象；而場地狹窄、時間緊迫、配比隨意等問題也 常常導(dǎo)致砂漿墊塊的強度差強人意，一受力就破損。還有，砂漿墊塊綁扎不牢， 封模板和振搗時往往造成大部分的墊塊松脫。這些問題對于建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量或多 或少都會有不良影響。
2001年5月上海市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督總站對812個在建住宅的樓板受力鋼 筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，不符合要求的就有55個，占6.77%；不符合要求的工程正偏差超標(biāo)嚴(yán)重，如虹口區(qū)現(xiàn)代公寓2。高層住宅經(jīng)查50個點合格率為零，保 護(hù)層厚度平均為39．96mm，平均超標(biāo)達(dá)24．96mm。正是因為這些原因使我們認(rèn) 識到推廣這一技術(shù)的迫切性。
三、推廠認(rèn)識過程
大學(xué)城廣州中醫(yī)藥大學(xué)校區(qū)在建項目共12個單體，18萬多平方米；2003年10月開工，計劃2004年6月全面完工。具有規(guī)模大、工期緊、施工質(zhì)量要求高的特點。開工初期，各單體均使用傳統(tǒng)的砂漿和石子墊塊，雖然施工單位加大了管理力度，但鋼筋移位和露筋的現(xiàn)象仍時有發(fā)生。這種情況下，我們在學(xué)生公寓項目開始推廣應(yīng)用塑料墊塊。
剛開始，施工單位懼怕成本過高，有畏難情緒。經(jīng)過我們的宣傳和解釋，并在監(jiān)理公司和總包方的配合下，終于開始試用。
推廣使用過程中遇到如下幾個問題：
1、樓板方面
①由于擔(dān)心費用高，開始施工單位只使用塑料底筋墊塊(圖一)，面筋仍然使用鋼筋支架。某教學(xué)樓樓面已綁扎好鋼筋，準(zhǔn)備澆筑混凝土，筆者到現(xiàn)場抽查發(fā)現(xiàn)該層樓板設(shè)計厚度為120mm,部分板面筋從模板面量起競高達(dá)125mm，超過了設(shè)計厚度；而部分支架因滑落模板面，則造成面筋過低。經(jīng)過我們了解，面筋保護(hù)層墊塊(圖二)每個約0．40元，費用其實并不高，與使用鋼筋支架的費用相差不大，但卻強度高、不易位移、質(zhì)量保證且施工方便。通過分析對比，施工單位領(lǐng)悟到面筋保護(hù)層墊塊的好處，樂意地接受塑料面筋墊塊。
②個別廠家生產(chǎn)的底筋墊塊寬度尺寸過窄，用料太光滑，因而穩(wěn)定性差，工人在上邊走一壓很容易就彈開移位。
2、梁方面，剛開始施工單位向我們反映梁墊塊質(zhì)量有問題，經(jīng)常出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。筆者到現(xiàn)場了解到主要是①個別墊塊生產(chǎn)廠家沒有通過產(chǎn)品檢驗，沒有合格證，質(zhì)量低劣；建議選取技術(shù)參數(shù)(見附表二)達(dá)標(biāo)的杭州某廠的產(chǎn)品(圖三)。②施工人員并未根據(jù)梁的跨度和鋼筋自重考慮安放墊塊的數(shù)量。一條四米跨大梁只是安裝兩個墊塊，間距達(dá)兩米多(一般要求每800mm左右安裝一只)，這樣一來，墊塊受到的壓力比正常情況下高出數(shù)倍，而且即使墊塊不碎，鋼筋的自重也會使中間下垂而影響施工效果：對這類問題，我們立即進(jìn)行了糾正。并提醒沉梁時要多加注意，減小沖擊力。
3、墻、柱筋方面，剛開始墊圈(圖四)一般固定在主筋上，但現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)如果主筋與箍筋綁扎不牢，震搗混凝土?xí)r會使主筋和箍筋松開，從而導(dǎo)致箍筋的保護(hù)層厚度不滿足。針對這種情況，我們建議另加小規(guī)格塑料墊圈直接卡在箍筋上，這樣取得了良好的效果。
通過這樣的推廣并與施工單位相互間的交流，使大家開始認(rèn)識并接受了塑料墊塊，并逐漸在整個校區(qū)的其他工程中推廣開來。
四、小結(jié)
通過大量的調(diào)研和對比，我們認(rèn)為塑料墊塊相比傳統(tǒng)的墊塊具有以下的一些特點：
1、使用方便，塑料墊塊改變了過去砂漿墊塊和鋼筋支架的使用模式，采取卡、套等方式直接固定在鋼筋上，不須綁扎，提高了工作效率。
2、塑料墊塊通過卡口與鋼筋連接，不容易發(fā)生位移，且支撐穩(wěn)定，不容易脫落。
3、能有效的提高工程質(zhì)量，塑料墊塊規(guī)格統(tǒng)一，在使用中通過墊塊的高度來控制保護(hù)層的厚度，克服了混凝土工程存在露筋、開裂和鋼筋骨架歪斜、移位、保護(hù)層不均的缺陷通病。
4、塑料墊塊通常采用高分子聚合技術(shù)，個別廠家還采用先進(jìn)的納米改性技術(shù)：墊塊質(zhì)量輕，體積小，強度高，一般其抗拉和抗壓強度高于4．OMpa，能承受施工人員行走和一般的施工荷載而不斷裂。同時與混凝土的相容性很好，不會影響結(jié)構(gòu)。
5、成本低，施工單位可以根據(jù)設(shè)計的需要直接向廠家訂貨，而不需專人制作砂漿和支架，節(jié)約了人力和材料；按照板、梁、柱綜合計算，其每平方建筑面積的費用僅為幾毛錢，扣除原來專人制作砂漿和支架的人工材料所增無幾。
6、塑料墊塊具有標(biāo)準(zhǔn)化、定型化、通用性的特點，在生產(chǎn)過程中按國家標(biāo)準(zhǔn)操作，模具定型，尺寸、強度統(tǒng)一，而且可以通過調(diào)整不同的擺放角度來調(diào)整保護(hù)層厚度，降低了人為因素造成的厚薄不均現(xiàn)象。
塑料墊塊技術(shù)在某些國家和地區(qū)(如新加坡、臺灣)已廣泛使用并納入技術(shù)規(guī)程和定額，它突破了傳統(tǒng)保護(hù)層的限制，給各類建筑工程的鋼筋混凝土保護(hù)層設(shè)計、使用帶來了極大的方便。在我國的北京、上海等發(fā)達(dá)地區(qū)，這種技術(shù)也得到了廣泛的推廣和普及，但由于各種原因，目前在廣東省尚未得到有效的推廣。
這種技術(shù)已經(jīng)在大學(xué)城工地，特別是廣州中醫(yī)藥大學(xué)校區(qū)和廣東藥學(xué)院校區(qū)大量使用；取得了很好的實際效果，經(jīng)保護(hù)層厚度檢測儀的現(xiàn)場檢測，其厚度均達(dá)到規(guī)范和設(shè)計要求。
最近市建筑業(yè)聯(lián)合會評優(yōu)辦公室組織專家對大學(xué)城進(jìn)行了兩次結(jié)構(gòu)評優(yōu)抽測檢查，使用塑料墊塊的工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量均名列前茅。
縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度(mm)(附表一)
|
|
板、墻、殼 |
梁 |
柱 | |||||||
|
環(huán)境類別 |
≤C20 |
C25．C45 |
≥C50 |
≤C20 |
C25一C45 |
≥C50 |
≤C20 |
C25．C45 |
≥C50 | |
|
|
20 |
15 |
15 |
30 |
25 |
25 |
30 |
30 |
30 | |
|
|
a |
|
20 |
20 |
|
30 |
30 |
|
30 |
30 |
|
b |
|
25 |
20 |
|
35 |
30 |
|
35 |
30 | |
|
|
|
30 |
25 |
|
40 |
35 |
|
40 |
35 | |
塑料墊塊常用參數(shù)(附表二)
|
項目
|
規(guī)格尺寸及允許
偏差(mm)
|
承重載荷(1，N)
|
維卡熱
變形溫 |
洛氏硬
度 |
耐堿性
(％)，7d |
簡支梁沖擊強度(kJ，m。) | |||||
|
梁 |
板 |
柱 |
梁 |
板 |
柱 |
度(℃) |
(HRR) |
(23±2)℃ |
(-10±1)℃ | ||
|
技術(shù)
指標(biāo) |
±2 |
±2 |
±2 |
≥6.0 |
≥2.O |
≥O.4 |
≥75 |
≥82 |
≥90 |
≥20 |
≥15 |
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