鋼筋工程全過程質量控制

我國民用建築以鋼筋混凝土結構為主,而鋼筋工程是鋼筋混凝土結構中的關鍵工程,其施工質量好壞將會直接影響到結構的安全性、適用性、耐久性和經濟性。筆者認為,建築施工中鋼筋工程應從鋼筋原材料到檢查驗收各個環節進行全過程的質量控制,即包括鋼筋原材料質量、鋼筋翻樣質量、鋼筋加工質量、鋼筋連接質量、鋼筋安裝質量和鋼筋工程檢查驗收六大方面的控制。

鋼筋工程全過程質量控制

一、鋼筋原材料質量控制

原材料質量是鋼筋工程施工質量控制的基礎,瞭解進場鋼筋的技術性能,正確使用合格產品是保證鋼筋工程合格的先決條件,也是工程技術人員必須掌握的專業技能。

1.鋼筋採購

建築工程要嚴格按照設計要求使用合格鋼筋。目前市場上的鋼筋品牌五花八門,價格也相差甚遠,如果建設單位沒有指定品牌,施工單位可依照設計要求,在瞭解當地鋼材供應渠道後採購大鋼廠的鋼筋,能夠保證原材料質量。

2.鋼筋進場

鋼筋原材料進場時,施工和監理(建設)單位必須進行進場複驗。應先對鋼筋進行全數質量檢查,進場鋼筋應平直、無損傷,表面不得有裂紋、油汙、顆粒狀或片狀老鏽;產品的表面標誌(軋製商標)、標牌、批號、出廠質量證明書等應與購貨合同(計劃)相一致,與監理(建設)單位進行聯合驗收並形成驗收記錄。在監理(建設)單位的見證下,按現行國家標準《鋼筋混凝土用鋼第1部分:熱軋光圓鋼筋》( GB1499.1-2008 )《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》( GB1499.2-2007)和產品抽樣檢驗方案的規定抽取試件做力學性能和重量偏差檢驗。除有明確規定外,應從每批抽取5個試件,先進行重量偏差檢驗,再取其中2個試件進行力學性能檢驗。

對有抗震設防要求的結構,其縱向受力鋼筋的性能應滿足設計要求;當設計沒有具體要求時,對按一、二、三級抗震等級設計的框架和斜撐構件(含梯段)中的縱向受力鋼筋應採用HRB335E HRB400E HRB5OOE HRBF335E,HRBF400E或HRBF5OOE鋼筋, 其強度和最大力下總伸長率的實測值應符合下列規定:鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值(即“強屈比”)不應小於1.25;鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值(即“超強比’,或“超屈比”)不應大於1.30;鋼筋的最大力下總伸長率(即“均勻伸長率”)不應小於9%。工程中可將標牌帶E的鋼筋(抗震鋼筋)作為普通熱軋鋼筋使用,反之則不允許。

3.鋼筋存放

鋼筋存放場地應選擇地勢較高、土質堅硬和夯實平坦的寬敞地帶,便於運輸和裝卸。場地周圍設排水溝以利洩水。直條鋼筋一般是存放在混凝土或型鋼臺座上,按不同品種、規格存放於料倉中。盤捲鋼筋的存放場地要硬化,並保持排水暢通,按不同品種規格碼放整齊。對各種鋼筋要在醒目位置掛好識牌以防用錯,有條件者應對現場存放的鋼筋採取防雨雪鏽蝕和防油、酸、有害氣體汙染等措施。

二、鋼筋翻樣質量控制

鋼筋工程全過程質量控制

1.鋼筋翻樣

鋼筋翻樣是技術人員根據結構施工圖、平法圖集和規範要求,綜合運用結構理論、數學和鋼筋加工工藝等方面的知識,計算構件內每種鋼筋的長度、根數和重量並繪製鋼筋加工簡圖,填寫鋼筋配料單,具備現場加工的一系列過程。鋼筋翻樣的基本要求包括全面準確、合理合規、經濟適用和滿足可操作性。

鋼筋在彎曲後外皮長度會增大,內皮長度會縮小,中心線長度不變,這就是鋼筋的實際下料長度,而圖紙中標註的鋼筋長度為外皮尺寸,鋼筋外皮尺寸之和與中心線長度之間的差值為鋼筋彎曲調整值。所以在計算鋼筋的下料長度時必須扣減鋼筋的彎曲調整值。下料長度按公式(1)計算:

L=L1-c+L2-Δ (1)

式中:L為鋼筋下料長度;L1為構件長度;c為保護層厚度;L2為彎鉤(彎折)增加長度;Δ為鋼筋彎曲調整值。

在計算過程中,結構抗震等級、構件混凝土強度等級、鋼筋直徑級別、鋼筋連接方式和混凝土保護層厚度(最外層鋼筋外邊緣至構件表面距離)對鋼筋的長度計算有一定影響,需綜合考慮。

此外,翻樣時對一些零星構件或部位使用的鋼筋不能遺漏,如加筋(附加箍筋、後澆帶加筋、洞口加筋、陰陽角加筋、無樑隔牆下加筋和框架柱頂箍筋內側角部附加鋼筋等)、吊筋、腰筋、連梁斜向交叉鋼筋、節點鋼筋(人防節點、外牆線條節點、欄板和飄窗等)、溫度筋、馬凳筋、定位筋和預埋鋼筋等。

2.鋼筋代換

當施工現場受貨源供應影響、設計缺陷、局部鋼筋綁紮或混凝土澆築困難需進行鋼筋代換時,施工單位應經設計單位確認並辦理相關設計變更文件。

(1)等強度代換。當結構構件按強度控制時,鋼筋可按強度相等原則進行代換,即代換後的“鋼筋抗力’不小於原設計“鋼筋抗力”。

(2)等面積代換。當結構構件按最小配筋率配筋時,鋼筋可按面積相等原則進行代換。

(3)當結構構件受裂縫寬度或撓度控制時,代換後應進行裂縫寬度或撓度驗算。

無論採用哪一種原則,鋼筋代換後,仍要滿足各種極限狀態的計算要求以及配筋構造規定,如鋼筋的最小直徑、最大間距、最少根數和錨固長度等要求。一般情況下,代換後還要滿足對稱要求,以免構件受力不均勻。代換後的鋼筋用量不得大於原設計用量的5%,也不能小於2%。

三、鋼筋加工質量控制

鋼筋工程全過程質量控制

鋼筋加工包括除鏽、調直、切斷和彎曲成型四個過程。針對市場上出現的鋼筋超限值冷拉制造冷拉鋼筋的情況,住房和城鄉建設部明文規定:鋼筋加工應在施工現場進行。確須委託外加工的,施工單位要與鋼筋加工企業簽訂書面合同。鋼筋加工企業要嚴格按有關標準進行加工,並對加工後的鋼筋質量負責。施工單位要實行外加工鋼筋檢測制度,建立外加工鋼筋進場臺賬,並按進場批次再次進行見證取樣檢測,檢測不合格的不得投入使用。

1.鋼筋除鏽

構件中使用的鋼筋表面應潔淨以保證鋼筋一與混凝土之間具備良好的握裹力。粘附的油汙、漆汙、泥土和鐵鏽等在使用前必須處理乾淨,在焊接前,焊點處的水鏽也必須處理乾淨。除鏽一般採用的方法有:

(1)手工除鏽,即用砂輪、砂紙、砂盤和鋼絲刷等除鏽;

(2)鋼筋在冷拉或調直過程中除鏽,此方法對大量鋼筋除鏽較為經濟和省力;

(3)採用除鏽機等機械方法除鏽;

(4)採用噴砂或酸洗方法除鏽,除鏽後如果發現鋼筋表面氧化鐵皮鱗落現象嚴重,表明截面已受到損傷,應降級使用或者剔除不用。

2.鋼筋調直

鋼筋宜採用無延伸裝置的機械設備進行調直,也可採用冷拉方法調直。盤捲鋼筋調直宜採用機械方法,禁止採用冷拔方法。採用機械調直時,要根據鋼筋直徑選擇調直模和傳送壓輥,並正確掌握調直模的偏移量和壓輥的壓緊程度。當採用冷拉方法調直鋼筋時,調直場地應根據鋼筋長度及冷拉率設置好伸長標識,嚴格按要求控制冷拉率,對於HPB235,HPB300光圓鋼筋,冷拉率不宜大於4%,對於HRB335,HRB400,HRB500,HRBF335,HRBF400,HRBF500和RRB400級帶肋鋼筋,冷拉率不宜大於1%。鋼筋調直過程中不應損傷帶肋鋼筋的橫肋,調直後的鋼筋應平直,不應有局部彎折。

3.鋼筋切斷

鋼筋切斷一般使用鋼筋切斷機,對於採用機械連接所用鋼筋需使用無齒鋸斷料。切斷前應先根據統籌法對配料單中的鋼筋進行全面整合,將同規格鋼筋按配料尺寸長短搭配,統籌排料,將廢料減少到最低,以節約鋼材。一般應先斷長料後斷短料,先斷數量多的後斷數量少的。鋼筋斷口處不得有馬蹄形或起彎等現象。斷料時為避免用短尺量長料產生累積誤差,宜先在操作檯上標出尺寸線並設置控制斷料擋板。

在切斷過程中,如發現鋼筋硬度異常與級別不相稱時應向有關人員反映,對該批鋼筋做進一步檢驗。

4.鋼筋彎曲成型

鋼筋應一次彎折到位且不得加熱,受力鋼筋彎曲成型應滿足下列規定:(1)光圓鋼筋末端應做1800彎鉤,其彎弧內直徑不應小於鋼筋直徑的2.5倍,彎鉤的彎後平直段長度不應小於鋼筋直徑的3倍,作受壓鋼筋使用時,鋼筋末端可不做彎鉤;(2)335 MPa級、400 MPa級鋼筋的彎弧內直徑不應小於鋼筋直徑的5倍;(3)直徑為28mm以下的500MPa級帶肋鋼筋的彎弧內直徑不應小於鋼筋直徑的6倍,直徑為28mm及以上的500MPa級帶肋鋼筋的彎弧內直徑不應小於鋼筋直徑的7倍;(4)框架結構的頂層端節點,對樑上部縱向鋼筋、柱外側縱向鋼筋在節點角部彎折處,當鋼筋直徑為28mm以下時,彎弧內直徑不宜小於鋼筋直徑的12倍,鋼筋直徑為28mm及以上時,彎弧內直徑不宜小於鋼筋直徑的16倍。

箍筋和拉筋彎曲成型時,除焊接封閉箍筋外,末端應做彎鉤,彎弧內直徑符合前款要求,並滿足下列規定:(1)箍筋彎鉤的彎弧內直徑不應小於受力鋼筋的直徑;(2)箍筋彎鉤的彎折角度,對一般結構不應小於90°彎折後平直部分長度不應小於箍筋直徑的5倍;對有抗震或專門要求的結構不應小於135°,彎折後平直部分長度不應小於箍筋直徑的10倍和75mm的較大值;(3)拉筋兩端彎鉤的彎折角度均不應小於135°,彎折後平直部分長度不應小於拉筋直徑的10倍。

箍筋加工時應對每一個彎折長度進行控制,135°彎折兩鉤平行,不能劈口;平直段兩鉤等長,兩鉤垂直距離應滿足鋼筋綁紮需要;箍筋的幾何尺寸、方正、平面等應符合設計要求。已成型的半成品料應在料場堆碼整齊並掛好標識牌。

、鋼筋連接質量控制

鋼筋工程全過程質量控制

除盤捲鋼筋可按需進行切斷外,直條鋼筋受到定尺長度限制而面臨鋼筋連接問題,同時由於鋼筋在運輸、吊裝、場地、施工工藝和餘料利用等條件限制下也存在鋼筋連接問題。鋼筋連接一般分為綁紮搭接、焊接和初械連接三大類。

1.綁紮搭接

綁紮搭接是應用最廣泛,最簡單的鋼筋連接方式,但浪費鋼筋、搭接範圍內鋼筋重疊影響鋼筋間距或保護層厚度,也會造成混凝土澆築困難。綁紮搭接一般用於小直徑鋼筋的連接,綁紮時應注意選擇正確的搭接部位,滿足搭接長度,在搭接範圍內箍筋進行加密。在任何情況下受拉鋼筋搭接長度不小於300mm,受壓鋼筋搭接長度不小於200mm。搭接鋼筋接頭除設置在受力較小處和錯開1.3L外,要求間隔式佈置,不應相鄰連續佈置。如鋼筋直徑相同,接頭面積百分率為50%時一隔一佈置,施工現場常用形式如圖1所示。接頭面積百分率為25%時一隔三佈置,施工現場常用形式如圖2所示。

2.焊接

焊接連接應用範圍廣,適應性強,可以實現各種條件下的不同形式鋼筋的連接,甚至與鋼板、型鋼等的連接。但焊接質量受干擾的因素較多(如人員素質、心理情緒、操作水平、操作工藝、氣候環境等),容易發生裂紋、夾渣、氣泡、虛焊、內應力等缺陷,而且在施工現場很難進行有效的質量檢查。

焊接形式很多,施工現場一般採用電渣壓力焊、閃光對焊、電弧焊、氣壓焊和點焊等。應注意的是,電渣壓力焊應用於豎向或斜度在1:4內的構件受力鋼筋連接,不得豎向焊接後用於水平構件中。當兩種不同直徑鋼筋焊接時,鋼筋規格一般不大於二檔以避免接頭處應力突變。在供電條件差、電壓不穩、雨季或防火要求高的場所不宜採用焊接。

冬期施工應注意,雪天或施焊現場風速超過三級風焊接時,應採取遮蔽措施,焊接後未冷卻的接頭應避免碰到冰雪。為防止電渣壓力焊焊接時產生氣泡、夾渣等質量缺陷,焊劑應存放於乾燥庫房內,回收的焊劑內不得混入冰雪,使用前經250~300℃烘焙2h以上,焊接前先在現場確定負溫條件下的焊接工藝,經檢驗合格後正式作業。焊接完畢,應停歇20s以上方可卸下夾具確保溶化的焊劑不流淌,接頭焊渣應待冷卻後清理。

3.機械連接

機械連接是在兩根鋼筋之間設置連接套筒,利用各種工藝手段(擠壓、螺紋、充填介質等)形成鋼筋與套筒之間的機械咬合,從而通過套筒實現兩根受力鋼筋之間拉力的傳遞。機械連接是目前在粗直徑鋼筋連接中比較理想的連接方式,由於套筒的存在,連接區段的保護層厚度和間距將減小,但任何清況下其橫向間距不宜小於25mm。

加工絲頭的牙形、螺距必須與套筒的牙形、螺距一致,絲頭加工長度、有效絲數量應滿足產品設計規定。絲頭宜滿足6f級精度要求,應用專用直螺紋量規檢驗,通規能順利旋人並達到要求的擰入長度,止規旋入長度不得超過 3p(p為螺距)。已檢驗合格的絲頭應用保護帽加以保護,防止碰壞或汙染絲頭。

鋼筋連接時須用管鉗扳手擰緊,使被連接的兩根鋼筋在套筒中間位置頂緊。擰緊後的接頭應做出標記,單邊外露完整有效絲長不宜超過2p。

五、鋼筋安裝質量控制

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鋼筋綁紮安裝前應認真熟悉圖紙和配料單,核對需綁紮安裝的鋼筋規格、直徑、形狀、尺寸和數量。準確無誤後方可進行施工。鋼筋安裝的位置宜採用專用定位件固定,其數量、間距和固定方式應能保證鋼筋位置偏差符合規定。鋼筋安裝應採取可靠措施防止鋼筋受模板(具)內表面的脫模劑汙染。

1.基礎鋼筋綁紮

基礎鋼筋在綁紮前應先彈出鋼筋位置線,確保鋼筋位置準確。雙向主筋的鋼筋網,則須將全部鋼筋相交點滿綁。綁紮時應注意相鄰交點的鐵絲扣要呈八字形,以免網片歪斜變形。筏板底筋綁紮時彎鉤應扶起朝上,不能倒下平放。

2.柱鋼筋綁紮

箍筋的接頭(彎鉤疊合處)應交錯佈置在四角縱向鋼筋上;箍筋轉角與縱向鋼筋交叉點都應綁紮牢固,綁紮箍筋時鐵絲扣相互間應呈八字形,絲扣朝向柱中心。為保證柱縱向鋼筋位置準確,施工前應先根據柱筋詳圖製作工具式定位柱箍(用油漆塗刷以便與箍筋區分),在套好箍筋並連接柱縱筋後,在柱頂超出上層樓面100~150mm處綁紮一道工具式定位柱箍,然後從上向下逐一綁紮箍筋。當柱截面有變化時,其下層柱鋼筋的露出部分,必須在綁紮梁的鋼筋之前,先行收縮準確。

3.牆鋼筋綁紮

牆鋼筋一般採用綁紮搭接,搭接時應在接頭中心和兩端用鐵絲扎牢。為保證牆鋼筋位置準確,對牆豎向筋採用製作好的卡具(用油漆塗刷以便與牆水平筋區分)進行定位,一般在本層樓面上1.2~1.5 m(牆鋼筋綁紮完畢後解除)和上層樓面上100~150mm(頂板混凝土澆築完畢後解除)各設置一道;對牆水平筋採用梯子筋進行定位,梯子筋取代原位置牆豎向鋼筋(採用比牆筋高一規格的鋼筋製作梯子筋),每個梯子筋上中下各設一道頂模筋,頂模筋長度為牆厚減去2mm,端頭磨平並刷防鏽漆。一般設置間距不大於1.5 m且每道牆不少於2組。為防止綁紮好的牆鋼筋扭曲傾斜,可採用圖3所示方式進行加固扶正。

4.梁板鋼筋綁紮

梁鋼筋的綁紮要與模板安裝之間做好配合:(1)當梁的高度較小時,可待梁模板安裝完成,鋼筋架空在梁模板上綁紮,然後再落位;(2)當梁的高度較大(1.0m)時,宜先在安裝好的梁底模上綁紮鋼筋,後裝梁側模。

樑上、下縱向鋼筋及複合箍筋的複合方式應遵循對稱佈置原則,當同一組合內箍筋各肢位置不能滿足對稱要求(奇數肢)時,相鄰箍筋各肢的安裝綁紮位置應沿梁縱向交錯對稱佈置。採用開口箍時,開口方向應置於受壓區,並錯開佈置。

梁板鋼筋綁紮時應防止水電管線將鋼筋抬起或壓下而造成保護層變小甚至露筋。

六、鋼筋工程檢查驗收

鋼筋工程全過程質量控制

鋼筋工程除以上敘述的在原材料、鋼筋加工、鋼筋連接和鋼筋安裝幾方面的檢查驗收外,在澆築混凝土前還應進行鋼筋隱蔽工程驗收。鋼筋隱蔽工程反映鋼筋分項工程施土的綜合質量,在澆築混凝土前驗收是為了確保受力鋼筋等滿足設計要求,並在結構中發揮其應有的作用。由監理工程師(建設單位技術負責人)組織施工單位項目專業質量(技術)負責人等進行驗收。鋼筋隱蔽工程驗收的內容包括:(1)縱向受力鋼筋的品種、規格、數量和位置等;(2)鋼筋的連接方式、接頭位置、接頭數量和接頭面積百分率等;(3)箍筋、橫向鋼筋的品種、規格、數量和間距等;(4)預埋件的規格、數量和位置等。

經過實際施工證明,在建築工程的鋼筋分項施工中,通過以上六步進行全過程質量控制,能夠取得良好的施工效果和經濟效益,從而為減少質量事故、創建更多精品工程奠定堅實基礎。

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