地铁车站主体结构钢筋保护层控制措施

徐艺文

(河北雄安轨道快线有限责任公司，河北 保定 071700)

0 引言

近年来，以地铁为主导的城市轨道交通持续快速发展，作为百年工程，对主体结构的质量要求很高，而钢筋保护层是影响钢筋混凝土结构力学性能和工程使用寿命的重要因素[1]。从材料的物理力学角度分析，钢筋周围包裹足够的混凝土，才能使二者之间依靠胶结力、摩阻力和机械咬合力协同工作，充分发挥各自的性能，保证构件的承载能力。从耐久性角度，是为了保证构件在设计使用年限内，钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀。从耐火性角度，是为了保证建筑物在发生火灾时，在耐火等级规定的时间内构件不会失去承载能力。

1 工程概况

南通地铁2号线北起港闸区幸福街道，经崇川区至终点通州区先锋街道，是一条贯穿城市南北和东西方向的骨干线路，一期工程全长约21.04 km，设站17座，均为地下站。车站基坑根据开挖深度不同采用地下连续墙、钻孔灌注桩+止水帷幕和SMW工法桩等围护结构型式。南通地层为富水砂层，为强透水层，潜水稳定水位埋深1.70 m～2.01 m，承压水水位埋深3.11 m～3.21 m，潜水和承压水对混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀。

2 钢筋保护层实测情况

通过对1号，2号线车站侧墙、立柱保护层进行实际抽测，累计抽测侧墙395段，立柱：73根；累计测点22 597个，合格点数14 789个，合格率：62.9%；1号线侧墙319段，测点17 690个，合格点数11 180个，合格率：63.2%；1号线立柱28根，测点374个，合格点数220个，合格率：58.9%；2号线侧墙76段，测点3 846个，合格点数3 042个，合格率：79.1%；2号线立柱45根，测点687个，合格点数346个，合格率：50.4%(具体情况见图1)。

从整体数据对比来看，1号线前期侧墙保护层整体数据偏大，如设计值35 mm，实测值基本在60 mm～75 mm之间，个别部位甚至数值较大，2号线的侧墙整体合格率明显高于1号线，而立柱保护层合格率与1号线相差不大。

各个标段的整体合格率见图2，从图2可以看出，1号线的01标、3-1标；2号线的02标、03标保护层控制效果相对较好，说明在施工过程中采取了相对应的控制措施，并取得相应成果；实测中发现洪江路站、振兴路站、幸余路站较好(如图2所示)。

3 不合格产生原因初步分析

3.1 管理原因

项目管理人员对钢筋保护层的重视程度不够，认为钢筋绑扎规范，不偷筋漏筋，混凝土浇筑振捣到位，不出现过振、漏振，钢筋保护层就是合格的。此外，管理人员认为保护层越大，对钢筋的握裹力越到位，钢筋越不会锈蚀。

3.2 施工原因

1)主筋排距小。

如700 mm厚的侧墙，迎土面的保护层为45 mm，背土面保护层为35 mm，则钢筋骨架间距应为620 mm。但实际施工过程中，如地墙外放量50 mm、个别位置地墙侵限、地墙还有异形变截面等因素，钢筋半成品下料过程中，图纸要求和现场实际情况不能有效统一。同时为了加快施工进度，则进行统一配料，导致在下料过程中，钢筋长度尺寸偏小。

2)矮边墙施工质量差。

对矮边墙(约30 cm高)的施工重视程度不够，认为矮边墙仅仅30 cm高，模板浇筑过程中变形的可能性小，人为的轻视使得前期未调整钢筋线形、未设置垫块，导致侧墙竖向主筋根部保护层偏大(小)，使得侧墙施工过程中调整难度加大。

3)垫块尺寸不匹配。

侧墙钢筋施工完成之后，未按要求设置保护层垫块，或者垫块布置数量不足、垫块未绑扎牢固(脱落、变形较多)；垫块绑扎位置不符，同一梅花形垫块，厚度25 mm，横向宽度30 mm，纵向长度35 mm，施工中绑扎方向不统一。

4)主筋倾覆变形。

侧墙竖向钢筋高度平均4.5 m以上，在施工过程中易倾覆变形，导致竖向垂直度偏差较大，使得过程中定位不准确。

5)钢模调整难度大。

侧墙模板采用钢模板，相对比较笨重、调整难度较高、调整周期较长，影响施工进度，因此，对保护层调整控制不够严格。

6)浇筑速度快，模板变形。

据初步统计，侧墙混凝土到场坍落度在190 mm～210 mm之间，混凝土流动性较好，每车方量18 m3左右，平均浇筑时间15 min，即1.2 m3/min；过快的浇筑速度导致钢模板出现上浮、变形、模板收缩、钢筋骨架变形等。

4 施工控制措施

4.1 垫块加工

1)轮式垫块。

轮式垫块具有易安装、可调整位置及受力面积小、能更好保证混凝土表面的平整和光滑度等优点，用于侧墙、梁柱的保护层厚度控制[2]。定制轮式垫块强度应高于对应部位混凝土强度一个标号，垫块厚25 mm，环向宽度和直径可根据各部位设计保护层厚度确定，轮式垫块定制尺寸见图3，现场安装采用梅花形布置，垫块间距不大于750 mm，使用φ8钢筋进行串联固定。

2)条形垫块尺寸。

条形垫块受力面积大，多用于受力较大的板底及腋角部位。垫块长度250 mm，宽40 mm，厚度按照各部位设计保护层厚度确定，间距按不大于750 mm布置。

3)调节垫块预制。

为防止底板垫层等区域有欠高现象出现，保证钢筋安装标高满足设计要求。应根据现场标高实际情况及作业面大小预制部分调节垫块。调节垫块长50 mm、宽50 mm，高度根据15 mm，20 mm，25 mm，30 mm进行预制。

4.2 底板钢筋保护层厚度控制

1)施工准备。

a.检查防水施工质量，保证防水卷材无破损、无空鼓等问题。b.测量人员复核围护结构尺寸，保证不侵入主体结构界限。c.对垫层标高进行测量复核，凿除超高区域垫层。

2)测量放样。

a.侧墙内侧混凝土边线及钢筋定位线测量放样，直线段：每5 m一个定位控制点，曲线段：根据曲线半径加密至2 m～3 m。b.根据施工段长度进行施工缝位置测量放样。c.垫层标高复核，超高位置进行修整。d.根据下层钢筋底标高进行不同尺寸垫块组合安装，底板下层调节垫块设置见图4，保证垫块顶部为钢筋设计底标高。e.与上一施工段点位进行标高及边线位置复核，确保测量工作的准确性。

3)底板钢筋安装。

a.底板调节垫块安装完成后，进行底板定制垫块安装。因底板主筋一般直径大、间距小、自重较大，所以垫块采用板底定制垫块(混凝土或钢制，厚30 mm，槽内高25 mm，宽50 mm)，垫块横向间距不大于1.5 m，纵向间距不大于450 mm。b.底板筋下层垫块安装完成后，在纵向主筋按照设计间距进行划线定位摆放并进行机械连接作业。c.腋角位置因模板需考虑混凝土浇筑时的浮力，所以模板安装时需设置拉杆加固，该区域模板受力较大，使用条形垫块增加受力面积，保证混凝土浇筑时模板不变形。

4)注意事项。

a.底板穿梁部位应根据设计要求对保护层厚度进行相应调整。b.马凳筋安装时需定位准确且按照梅花形间隔设置斜撑，保证马凳筋稳定性。

4.3 侧墙及剪力墙钢筋保护层厚度控制

1)施工准备。

a.复核已施工矮边墙边线、混凝土保护层、钢筋间距与排距施工质量情况。b.复核基坑围护结构是否侵限。c.防水施工质量检查。

2)测量放样。

a.侧墙边线外放30 cm作为模板安装控制线。b.在防水板上部(未施工防水板处)使用膨胀螺栓安装钢筋，便于悬挂吊锤，以进行垂直度控制，纵向每5 m设置一处，当位于曲线段时应加密至2 m～3 m一处。c.先在吊垂线处进行主筋安装定位，调整好垂直度后进行固定。

3)钢筋安装。

a.轮式垫块使用3 m长φ8～φ10钢筋进行串联固定，接头位置与主筋进行点焊，防止受外力松动。b.墙体模板施工应根据模板支架专项方案要求，进行精确定位并安装加固，侧墙垫块设置见图5，安装完成后对模板垂直度和保护层厚度进行检查验收。

4)注意事项。

a.垫块及卡具设置应避开接头位置，垫块强度应保证比墙体混凝土高一等级。b.当墙体模板使用钢模时，因其刚度大、变形量较小，应按照设计保护层厚度进行控制；当墙体模板使用木模时，应按照设计保护层厚度缩小2 mm～5 mm，作为胀模控制量。c.混凝土浇筑时尽量避免泵管碰撞主筋，在不可避免发生碰撞时应及时检查钢筋位置并在混凝土初凝前及时调整。

4.4 中板及顶板钢筋保护层厚度控制

中板及顶板钢筋保护层厚度及钢筋间距、排距质量控制方法与底板相同。中板及顶板钢筋安装前，应加强模板支架验收，保证架体验收合格、稳定性满足要求，模板标高满足设计图纸要求[3-4]。

4.5 梁、柱钢筋保护层厚度控制

1)测量放样。

a.测量人员复核板预埋梁柱主筋位置是否满足设计要求，不符合要求时采取修正措施及时进行调整。b.测放模板安装线及外放30 cm设置模板控制线。

2)主筋安装。

a.梁、柱主筋安装时，先安装四个角点(圆柱时选择垂直四点)主筋，并通过周边支架体系对其进行定位固定，保证四角点位置及垂直度满足设计要求。b.主筋安装时，注意机械连接位置漏丝和扭力满足规范要求，且顶部保护帽确保全部设置到位。

3)模板垫块安装。

a.钢筋安装完成后对钢筋安装位置及垂直度进行复核验收。b.在梁柱四周安装轮式垫块，垫块在满足间距不大于750 mm的同时，应保证每面设置数量不小于2块。c.模

板按照测放模板线进行安装固定，安装完成后，对模板垂直度及钢筋保护层厚度进行复核验收。

4)注意事项。

a.在箍筋绑扎固定前应在模板支架上部先进行主筋测量定位，定位准确后进行箍筋绑扎，防止箍筋先行固定后钢筋骨架位置调整困难。b.梁、柱类一般主筋间距小且会设置多支箍筋，应加强梁、柱箍筋预制尺寸质量管理，箍筋偏大或偏小会出现骨架整改困难和主筋间距不可控等问题。c.梁、板、柱节点位置钢筋摆放位置遇冲突时，应遵循立柱主筋优先，梁主筋次之，板筋最后原则。

5 结语

对使用垫块后的钢筋保护层检测结果(见图6)，通过对比发现使用垫块后，钢筋保护层均满足规范要求。

地铁车站主体结构钢筋保护层厚度不合格属于质量通病，应从管理和施工两方面控制，对底板、侧墙、梁、柱等不同部位的钢筋保护层采取不同的针对性措施，且措施具有实用性和可操作性，提高钢筋保护层厚度的合格率，确保地铁车站主体结构施工的安全性、耐久性及耐火性。