南平宁武高速公路混凝土工程钢筋保护层的质量通病专项整治实施方案

南平宁武高速公路（南平段）A4 合同段混凝土工程钢筋保护层的质量通病专项整治实施方案拟制：日期：年月日复核：日期：年月日审批：日期：年月日中铁隧道集团有限公司宁武高速公路（南平段）A4 合同段项目经理部二一年八月二十五日随着我国社会经济的蓬勃发展，高速公路的建设进入高速发展阶段，但高速公路混凝土工程施工过程中，经常发生一些质量通病，例如：钢筋保护层及钢筋间距，这些质量通病如不能及时根除，将会影响结构的安全质量。如何最大限度的消除质量通病，保证工程结构安全，是工程技术管理人员义不容辞的责任。一、工程概况本项目为宁德至武夷山高速公路（南平段）路基土建工程 A4 合同段。工程地点位于福建省政和县杨源乡，起于杨源乡下畲村 YK116+000，终于杨源乡禾洋村附近仙岩隧道洞内 YK122+500。本合同段主线土建工程包含路基填挖方、防护及排水工程、桥梁工程、涵洞及通道工程、隧道工程、改路工程等。宁武高速公路政和县长际至禾洋主施工便道工程包括路基填挖方、涵洞工程、防护及排水工程、路面工程等。主要工程量有路基挖方 27.04 万方，填方 7.45 万方，圬工 1.96 万方。涵洞及通道 16 座，分离式隧道 5577m/1.5 座，大桥 510.8m/2 座。二、钢筋保护层的重要性钢筋混凝土保护层是指从受力纵筋的外边缘到构件混凝土的外边缘之间的距离，对钢筋起保护作用，使钢筋不被锈蚀。它是根据能同时满足耐久性和钢筋粘结锚固这两方面的要求规定的。它直接影响到混凝土构件的结构承载力、耐久性和防火性。现行混凝土结构设计规范 (GB500102002)对钢筋保护层厚度按环境类别、构件类型、混凝土强度等级分别做出了规定。一般来说受力钢筋的混凝土保护层最小厚度应符合钢筋混凝土结构设计要求的规定 ，且不应小于受力钢筋的直径 d(d 为受力钢筋中最大的钢筋直径)。现行混凝土结构工程 施工质量验收规范(GB502042002)对结构实体钢筋保护层厚度检验也专门做出规定，这充分说明保护层在混凝土结构中占极其重要的地位。三、主要成因施工中钢筋混凝土保护层常见质量通病为钢筋保护层厚度过厚、过薄或密实性不够，这几种情况都将会导致钢筋混凝土结构强度降低。下面就结合以前工作经验对宁武高速 A4 标钢筋保护层通病分析其成因：1、保护层过厚由于钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力，在结构计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的；又由于混凝土的抗拉强度很低，为简化计算，一般混凝土只考虑承受压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件强度设计来讲，钢筋保护层越厚，则钢筋混凝土构件受压区的有效高度就越小，导致钢筋混凝土构件达不到设计强度；而且钢筋保护层过厚会使结构下部离受力筋远的混凝土因粘结锚固作用的降低及其抗拉强度下降导致易开裂，其结构强度也就必然降低，从而引发结构安全隐患。2、保护层过薄钢筋保护层过薄，是施工中更为常见的一种质量通病。它对结构的影响主要表现在以下三个方面：2.1 影响到混凝土与受力纵筋共同作用所产生的粘结力进而降低其承载力。从理论上讲保护层过薄增大了有效高度值，片面地说有利于结构承载力，实际上是削弱了承载能力。因为承载能力是靠混凝土与钢筋共同作用来保证的，这与钢筋和混凝土之间的粘结力有关，而粘结力 主要由钢筋和混凝土的接触面经化学作用而产生胶着力、混凝土硬化收缩时对钢筋产生的摩擦力、握裹力和钢筋表面粗糙度在接触面引起的咬合力组成。从粘结力的组成可以看出，保护层过薄可能使钢筋外围混凝土因产生径向劈裂而导致粘结力降低，从而削弱承载力。但因粘结破坏机理复杂，影响因素诸多，受力情况多样，至今尚未建立较完整的计算理论，只能通过试验得出基本粘结力。试验证明：保护层厚度影响到结构的内在质量，对结构承载力有着明显的影响。2.2 容易使钢筋发生锈蚀，影响结构工程的合理使用寿命。包裹在钢筋外面的混凝土由于其所具有的碱性性质而起着保护钢筋不生锈的作用。实验观测发现，当空气中的碳酸根离子侵入混凝土内部时，混凝土将从表面开始向内逐步失去碱性，这种现象称为混凝土的“碳化” 。一旦碳化深度达到钢筋表面，混凝土保护层就不再对钢筋起保护作用，所以保护层厚度影响到混凝土的碳化时间和结构的耐久性。2.3 从建筑防火角度说，高温影响下可使构件迅速破坏。众所周知，混凝土是良好的防火材料，而钢筋遇高温会急剧膨胀加大，屈服点和极限强度急剧下降，而导致混凝土构件破坏。从防火角度来看，也需要保证保护层的厚度，并且满足现行建筑设计防火规范(GBJ1 6-1987)的规定，所以保护层厚度影响到构件中的耐火极限。3、 混凝土密实性不够混凝土是由水泥、普通碎(卵)石、砂和水经合理混合后硬化而成的人造石材。它的强度不仅取决于它的原材料质量，还与其结构密实度有关。结构松散的混凝土无法与钢筋结合紧密而形成必要的粘结锚固力，结构容易产生蜂窝麻面而引起混凝土开裂、剥落进而致使结构钢筋锈蚀 ，最终导致结构破坏。由于钢筋保护层的上部是密集的钢筋网，要想达到密实就更不容易。因此，如果能保证混凝土保护层具有足够的厚度和密实性，就保证了混凝土的碳化深度，在相当长的时间内不会达到钢筋表面，而且能保证与钢筋垂直的裂缝宽度不致过大，这样混凝土保护层就可以长期保护钢筋免遭锈蚀。四、钢筋保护层质量通病原因分析1、 施工技术交底不明确，人员素质不高。施工现场工作人员对图纸理解错误，把钢筋位置布错或把保护层厚度设错。此外钢筋制作时，由于对图纸和施工验收规范的掌握不够，对纵向受力钢筋保护层的概念较为模糊，导致计算箍筋尺寸有较大误差。2 、施工操作不规范钢筋工安装时，钢筋骨架绑扎不牢固，在浇筑混凝土时，振动使钢筋偏位；模板安装时，考虑到现浇梁、板自重的影响会过度起拱，以及模板在混凝土重力、侧压力、施工荷载等作用下，从而导致安装不牢靠产生位移跑模现象，而造成保护层成型尺寸不标准；钢筋保护层上部受力筋布置较密，浇筑时混