橋涵施工中鋼筋間距和保護層的控制措施

孫保華

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

1 概述

在組成橋梁的材料中，鋼筋和混凝土占據較大比重。鋼筋裸露至外界后，由于潮濕空氣等環境的作用易發生銹蝕，很大程度影響鋼筋的工程性能。因此，設置鋼筋保護層（常指的是混凝土保護層），可形成有效的防護結構，達到維持鋼筋功能、提高其耐久性的效果。

保護層厚度控制視鋼筋類型而動態化調整，主要需考慮到主筋、箍筋及構造筋。在工程實踐中，施工單位要根據實際情況在滿足設計要求的最小保護層厚度情況下，合理地調整厚度，充分發揮鋼筋保護層對鋼筋所起到的防護作用，但與此同時，也需避免保護層厚度過大的問題，否則易額外增加材料成本投入。關于鋼筋保護層結構，見圖1。

圖1 鋼筋保護層

2 鋼筋保護層在橋梁工程中的主要作用

2.1 避免鋼筋銹蝕

鋼筋材料中，鐵是重要的組成元素，遇酸性物質后易發生化學反應而出現腐蝕現象，由于混凝土性質穩定，所以在與鋼筋粘結后能夠提供良好的堿性環境，以減小外界對鋼筋的破壞。但是，混凝土直接與空氣接觸，會在CO2的作用下伴有碳化現象，導致表層脫落和裂縫的產生，因此需確保鋼筋保護層厚度的合理性，有效防護鋼筋，以免其發生銹蝕。

2.2 延緩鋼筋升溫

環境溫度異常提高后，鋼筋的熱膨脹系數若超出合理范圍，就會發生受損現象，這會導致鋼筋的握裹力大幅衰減。遇火災時，溫度上升速度較快，在700 ℃以上時，鋼筋的屈服強度明顯不足，會對結構產生破壞性影響。由于混凝土具有熱的不良導體的特性，可以將其作為鋼筋保護層的施工材料，從而緩解高溫的快速蔓延與延長鋼筋的升溫時間，給降溫處理爭取更充足的時間。在理論上，混凝土保護層越大，防護效果越佳。

2.3 維持鋼筋受力位置的合理性

鋼筋混凝土構件的截面尺寸是重點控制指標。其在合理的截面控制標準下，可有效承受荷載：根據鋼筋的受力特點，若越向中間靠攏，則越會縮減構件的受力截面尺寸，導致構件不具備足夠的承載力。由于鋼筋在構件中的位置與保護層具有緊密關聯，因此施工單位在設置鋼筋保護層時，應遵循不可過厚或過薄的適中原則。

2.4 增強鋼筋與混凝土的粘接穩定性

鋼筋與混凝土在共同作用后，可形成較高的粘接錨固強度，受到荷載作用而出現劈裂應力，不利于構件的穩定性（承載力大幅下降）。此時，保護層厚度與鋼筋直徑的比值成為重點控制指標，若該值超過某臨界值，則可以有效規避該問題。因此，施工單位需確定保護層的最小厚度控制標準，以避免實際厚度低于該值的情況，否則鋼筋將大量集中于受拉區的一側，造成露筋現象。

2.5 保證構件承載力

鋼筋混凝土構件作為完整的體系，其混凝土自身抗拉強度偏低，因此在計算與分析時僅考慮其承受壓應力的情況，而鋼筋則作為承擔拉應力的關鍵材料。基于此，施工單位需在該受力分配機制下展開受力構件的截面設計，同時嚴格控制受拉鋼筋與受壓區的位置關系，以保持相對較大的間距。此時，鋼筋可承受大量的外部彎矩，其性能優勢得以發揮。通常施工單位可將受拉鋼筋靠近一側混凝土構件，但考慮到其在保護層厚度異常偏大的情況下，反而會影響構件的承載力，故而需合理控制厚度[1]。

3 鋼筋保護層及鋼筋間距的控制要點

3.1 做好技術交底

以工程規范、設計圖紙等內容為參考依據，從而制定出適用于鋼筋保護層的施工方案。另外，施工單位要做好技術交底，使全體施工人員均能明確施工目標并掌握施工技術要點。

3.2 合理布設墊塊

根據保護層的厚度選擇相配套的墊塊。由于二者在材料方面應具有一致性，因此采取梅花型布置方式，可形成科學的布局，以保證墊塊可正常使用。

3.3 防止墊塊位移

墊塊應采取可靠固定措施以防止發生墊塊位移，墊塊上預留綁扎固定鉛絲，對于塑料墊塊需滿足強度要求并用鉛絲固定，不可以采用碎石片和大理石代替墊塊使用。

3.4 鋼筋制作安裝

以設計圖紙的要求為準，由專業人員加工鋼筋，嚴格控制其尺寸，避免隨意加大或減小的情況。在安裝鋼筋的過程中，施工單位要注意以下幾點。

1）準確定位鋼筋，保證其位置的合理性。

2）采取焊接或綁扎等固定方法，但均要以維持鋼筋穩定性為前提，若焊接則需采取防護措施，以免周邊鋼筋受損。

3）鋼筋安裝期間若存在侵占保護層厚度的情況，需在許可范圍內調整位置和尺寸。

4）安裝人員加強自檢，從源頭上發現問題并快速處理，縮小不良影響范圍。

3.5 各關鍵結構的安裝控制

橋涵工程中，各結構的鋼筋保護層安裝特點各異，應采取針對性的方法。各結構施工期間，在拆模后均要安排專員對保護層進行檢查，采集數據并完整記錄，生成資料后上報管理人員，以便對實際施工情況作出判斷，若存在問題則采取處理措施。通過該質量控制機制的應用，可有效保證施工質量，避免質量問題處理不及時而影響橋梁后續施工的情況。

3.5.1 板式墩

1）根據要求加工，保證內箍尺寸的合理性。

2）承臺施工期間，要求立柱鋼筋籠維持穩定，以免對保護層厚度造成影響。

3）通過焊接的工藝適當連接部分箍筋與主筋，增強骨架的穩定性。

4）根據保護層厚度要求按特定的間距合理布設墊塊，常采取梅花型布置方式，經綁扎處理后墊塊應維持穩定，與模板保持緊密結合的關系。

5）綁扎后所產生的綁絲尾部需要統一朝向骨架內，否則易破壞保護層的完整性。

3.5.2 蓋梁

1）根據要求下料，充分考慮保護層的厚度要求，在許可范圍內適當調整鋼筋的位置，直至保護層可正常安裝及使用為止。

2）立側模前做全面的檢查，確保保護層厚度具有合理性，在側模穩定后需全面檢查保護層，若發生墊塊脫落現象，則需及時采取處理措施。

3.5.3 空心板梁控制

在板厚較小的條件下，明顯加大墊塊發生移位或破壞的概率，會導致墊塊難以正常發揮作用，后續可見鋼筋下沉、保護層有效厚度不足的問題。對此，施工單位可以采取的措施如下。

1）選擇更為科學的梅花型點觸式墊塊。

2）安裝鋼筋時應做好對腹板鋼筋撐點的焊接作業，需將其焊至外側主筋與縱向水平筋所產生的交匯區域，于該處適當加密鋼筋，確保主筋的穩定性。

3）外模安裝到位后，再次檢查墊塊，若脫落則正確處理。

3.5.4 箱梁保護層質量控制

1）以圖紙和現行行業規范為參考，按順序綁扎鋼筋，確保鋼筋骨架的尺寸具有合理性，主筋的位置應當滿足要求，從源頭上避免鋼筋保護層偏差過大的問題[2]。

2）預制箱梁施工中，根據各鋼筋保護層的厚度情況采用合適的墊塊，根據工程經驗，可按照腹板處為圓餅型墊塊、底板處為梅花形墊塊的方式進行選擇，必要時可增加墊塊的數量。

3）預制箱梁由定型鋼模組成，支模前全面檢查保護層墊塊，若發生脫落或是存在其它問題，則需及時調整，支模作業落實到位后再次檢查墊塊，直至滿足要求為止。

3.6 混凝土澆筑全流程的質量控制

3.6.1 混凝土澆筑前

經鋼筋加工、安裝等環節后，易出現雜物附著、變形等問題，為確保混凝土的澆筑施工質量，在正式澆筑前需做全面的檢查，發現異常之處并及時處理，避免鋼筋銹蝕、附著油污等質量問題。此外，還需檢查墊塊的布設情況，例如墊塊布設間距等。關于鋼筋保護層施工，見圖2。

圖2 鋼筋保護層施工

3.6.2 混凝土澆筑中

組織專業施工人員，根據規范將混凝土澆筑作業落實到位，以免在混凝土澆筑過程中發生鋼筋偏位現象。具體而言，由于鋼筋偏位的出現主要與施工人員的踩踏、機具的壓力作用等因素有關，因此施工期間人員不可在鋼筋上任意行走，同時需加強對上層鋼筋的固定處理，使其維持穩定[3]。

振搗是提高混凝土密實度的重要途徑，但振搗設備的擾動性較強，施工人員需嚴格控制振搗裝置的位置，不可碰觸鋼筋骨架；在負彎矩筋處預留檢查點，隨機選擇幾處，分別綁扎厚度一致的木塊；合理放置馬凳，目的在于精準控制負筋保護層的厚度，同時需采用焊接工藝，將馬凳與負筋穩定連接于一體，以免在混凝土澆筑施工期間出現位移或負筋下沉現象。

3.6.3 混凝土澆筑后

將預先設置的小木塊取出，測量以便確定其具體尺寸，再局部剝開，檢查保護層的厚度情況，確保無誤后，用高標號水泥砂漿修復檢查點，使其恢復完整。

3.6.4 混凝土養護階段

養護是提高混凝土施工質量的關鍵途徑，需在澆筑后的12 h 內組織此項工作，可采取覆蓋和保溫養護相結合的方式，根據混凝土的類型調整養護時間。通常而言，普通硅酸鹽水泥為7 d 或更長，摻入緩凝型外加劑的水泥應達到14 d 或更長。根據混凝土質量情況及現場氣溫合理調整灑水方式（頻率和單次灑水量），使混凝土在養護階段均可維持濕潤的狀態。覆蓋材料選擇的是塑料布，將其緊密蓋住混凝土的露出部分。

4 結語

綜上所述，鋼筋間距及其保護層厚度控制均是橋涵工程中的重點控制內容，若某方面缺乏合理性，易抑制鋼筋的性能優勢，導致橋梁存在通行能力偏弱、耐久性不足等問題。鑒于此，施工單位必須根據其相關特點來針對性地采取相應控制措施，以更好地保證工程項目的質量安全與各項效益。