土木工程钢筋施工技术与质量优化策略分析
时间：2023-03-23 17:55:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
李金玺
中铁十九局集团广州工程有限公司 广东 广州 510000
当前，在土木工程中，钢筋混凝土结构是指利用钢筋材料和混凝土材料共同组成的混凝土结构。单一的混凝土结构更容易受到外界作用力的影响而产生裂缝、位移等问题，进而导致建筑物不稳定；
而仅由钢筋材料制作而成的建筑结构很容易发生形变，且伴有支撑力不足等问题。但如果将二者组成钢筋混凝土结构，则不仅能够提高建筑物的抗压能力，保证梁、板等建筑结构具备足够的支撑力，还能极大地改善建筑结构的物理性能和稳定性。
①根据设计方案合理选择钢筋材料，准确计算钢筋抗压强度，使其能够发挥自身的刚度优势，增强工程结构的稳定性。按照土木工程抗震、防火等级要求，钢筋强度应控制在235～700MPa范围内。目前，热轧钢筋是土木工程中较为多见的钢筋类型，其力学性能符合土木工程各项要求，具体的规格参数。②对运送到现场的钢筋进行质量验收，检查钢筋外观、标牌，按照相关规定对钢筋进行取样，根据机械性能检验判断质量。检查钢筋标牌时，应结合施工设计方案，核查钢筋级别、钢号、生产日期、直径等参数，确定钢筋质量无误后方可允许钢筋构件入场，并投入使用[1]。
2.1 钢筋绑扎
在工程施工过程中，施工单位必须严格控制钢筋数量和型号，并确保所有钢筋都能满足钢筋施工的基本要求。在绑扎施工时，施工人员需要用铁丝来固定钢筋，从而确保钢筋的接头位置与最大弯矩位置保持一致。在此过程中，施工人员需要在钢筋与模板之间设置垫层，待完成绑扎后，还应再次确认钢筋的长度和绑扎数量，以避免绑扎密度过大或钢筋间隙过宽等问题的出现。在对双层钢筋网进行绑扎时，施工人员必须仔细测量钢筋的位置，以确保绑扎后的钢筋接头位置与最大弯矩位置保持一致。同时，施工人员还可以通过设置钢筋撑脚来增强双层钢筋网的稳固性。对于靠近外围的钢筋，施工人员需要重点控制位置偏差，或者通过加密绑扎来保证钢筋结构的牢固性。
2.2 钢筋焊接
钢筋焊接是土木工程中钢筋施工技术的关键环节。为有效改善钢筋结构的受力性能，提升施工效率，一般会采用焊接的方式。钢筋施工中常用的焊接方法包括压焊、熔焊两种。其中压焊包括气压焊、闪光对焊，熔焊则包括电渣压力焊、电弧焊。钢筋焊接施工时，施工人员应在现场进行焊接工艺试验，确定焊接方式适用后方可进行焊接作业。①焊接带肋钢筋时，应通过纵肋对纵肋安放焊接，闪光对焊时，重点控制钢筋调伸长度、钢筋烧化留量、焊接时变压器级数等参数。焊接过程中，引弧需要集中在钢筋帮条、焊缝处，引弧过程中注意避免烧伤主筋。②焊接期间需要清渣，并保证焊缝表面平整与光滑，钢筋上的焊坑需要及时填满。焊接钢筋接头时，尽量采用双面焊缝，焊缝长度不小于5d（d为钢筋直径），通过搭接方式焊接钢筋时，应使钢筋轴线保持一致。帮条焊时，帮条直径、钢筋级都应和被焊钢筋相同，且所设置的单面焊缝长度不小于10d，双面焊缝不小于5d。焊缝高度应控制在0.3d左右，但不得小于4mm，钢筋焊接时的焊缝宽度则应大于0.8d，同时不小于8mm。焊接完搭接区域的接头后，检查焊缝外观，确定焊缝表面有无夹渣、裂纹等质量通病[2]。
2.3 钢筋保护层厚度控制
钢筋材料在存储过程中，极易受到自然环境的影响而出现锈蚀等问题。对此，施工单位可通过选购性能稳定的环氧涂层钢筋，或者在钢筋材料表面涂抹具有防腐蚀作用的材料来避免钢筋锈蚀，进而在保证钢筋性能的同时，保障钢筋混凝土结构的支撑力符合施工要求。此外，当前市面上有多种用来保护钢筋混凝土结构的新型材料，但施工单位必须根据工程建设的实际需要选择合适的新型材料。①箍筋制作过程，严格控制精度和箍筋的外缘尺寸，固定钢筋骨架，以此防止偏移问题产生。②浇筑混凝土过程中应尽量避免人工踩踏水平钢筋，浇筑混凝土前必须对踩踏部位钢筋应采取焊接或绑扎的形式进行加密设置，防止其在浇筑过程中由于人员操作不当而产生的钢筋位移问题。
2.4 基于BIM技术的箱梁施工钢筋碰撞检查应用
根据图纸构建箱梁模型，赋予材质定义混凝土构件，通过绘制辅助线，精准定位后在混凝土构件中添加钢筋。某大桥64m节段预制胶接拼装简支箱梁预应力钢筋和普通钢筋错落交织排布，因此振捣孔布置困难，但钢筋长度和数量、振捣孔及不同钢筋之间的干扰问题，可以通过BIM技术进行碰撞检查及时发现，并根据行业不同规范标准采取相关措施。可通过增减钢筋间距使其符合相关规范标准，避免施工前期的干扰和不必要的返工，施工效率也能得到保障。利用BIM3D模型，对钢筋进行碰撞仿真，得出试验数据后以图像和报表方式进行记录。通过适当移动普通钢筋位置，但不任意截断的方式，可减少64 m节段预制胶接拼装简支箱梁梁段预应力钢筋和普通钢筋相互干扰的情况。根据项目施工图数据创建BIM三维模型，检查各个设计专业之间的碰撞、不合理、错误、达不到设计要求或施工要求等设计问题，并向设计单位反馈问题和修改建议[3]。
2.5 无损检测技术的应用
无损检测即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学信息所采用的检查方法。无损检测技术的准确率非常高。在土木工程中，施工人员应用无损检测技术，能够检测出工程中存在的裂缝、凹陷等问题，进而提高工程建设质量，降低工程事故发生的概率。在我国，无损检测技术的应用领域较为广泛，比如桥梁设计、地基基础工程施工、地下空间建造及管线铺设等方面一般都会用到无损检测技术。钢筋强度是决定土木工程结构承载力的核心因素，其强度指标主要分为屈服强度和抗拉强度两类。钢筋数量、直径、排列等能否达到设计要求，是决定工程质量的关键。目前，钢筋的绑扎和腐蚀状况等都是工程质量验收的重要内容。为了能更好地了解钢筋的具体状况，检测人员往往会采用电磁感应、电化学检测等手段对钢筋进行检测。电磁感应是一种物理检测法，检测人员通过物理方法可以确定钢筋锈蚀时的电阻、电磁等各种物理变化，从而反映钢筋的锈蚀状况。该方法操作简便，不受周围环境的影响。电化学检测法是根据恒电量法和交流阻抗法等来进行检测的，具有检测速度快、可操作性强、测量数据真实可靠等优点[4]。
2.6 加强土木工程钢筋混凝土结构设计
建设行业的不断发展，增大土木工程建设规模，为获得预期建设效果，达到行业设定标准，就需注重建筑结构的设计与施工，增强建筑结构稳固性的同时可保障工程整体建设质量。但对当前建筑结构进行深入研究能够发现，仍存有较多问题，不利于建设作业的持续、安全推进。这就需要分析设计出针对性的问题处理方案，实现建筑结构的全面优化，为土木工程高质量、高效率建设奠定良好基础。开展建筑结构墙设计工作时，要求设计人员着重考虑六项因素。一是提高结构墙强度，增强其整体稳定性。设计多层砖混墙体结构时，结构墙不仅要具备能够承受自身重量的能力，还需为上层楼板、屋顶提供可靠支撑力，并可将所有荷载有效作用于地基上。若工程建设在地震多发区域，设计结构墙时，应系统化分析地震对墙体稳固性的不良影响，再对墙体最大荷载力进行测量，结合墙体施工材料性能，着手于墙体厚度、支撑强度的准确核算，并对墙体荷载、长度及高度加以科学控制。二是赋予结构墙更高隔热保温性能。墙体设计时，工作人员需以工程建设最终目标为依据，结合建筑在性能方面的需求，执行墙体材料的选择工作，尽可能选用高密度墙体材料，施工时，分别在内、外墙面增设抹灰层，促使墙体保温性能大幅提高，同时还需对应用到的构件进行处理。三是满足建筑防水、防潮需求。合理选择防材料，打造高质量防水层，避免空气中水分以及雨水长时间侵蚀对墙体内部钢筋结构造成的影响。四是构墙防火需要。根据土木工程防火设计标准，针对不同建筑对耐火等级的要求选用相应的耐火材料。五是强化建筑结构墙隔音性能。比如，在设计结构墙上的窗户时，可选用双层玻璃，既能够增强建筑整体美观性，还可降低噪音对室内环境的干扰。六是满足土木工程建筑工业化、现代化发展需求。在设计结构墙时，应注重新技术、新材料的使用，不仅与建设行业现代化发展相适应，还可从根本上减轻墙体自重，实现结构墙稳定性的进一步增强[5]。
2.7 钢筋笼现浇墩柱施工技术
①清理墩台下部承台混凝土的表面并进行凿毛处理，保持承台预留钢筋垂直，通过水准仪准确定墩柱的中心位置的标高、中轴线、四周外围的边线及立柱模板外围边线；
定位后设置防护桩，便于后期墩柱中心复位。根据水准仪测出的墩柱周线，再一次测量墩柱底标高，在墩柱外边线周围使用高标号水泥砂浆抹带，方便后期架设模具。②架设脚手架。通常情况下一般采用扣件式钢管搭设脚手架，脚手板可以由多种材料制作，包括钢材、木材、竹等材料。每根立杆的底部都应该包括可以调节的支托底座，使立杆高度可以在5～15cm之间调节，安装螺杆时，螺杆外径与立杆内径的间隙必须不大于30mm，并且要保证上下的螺杆和立杆同心。脚手架架设钢管要求为横平竖直，整齐明了，上下连贯，连接扣牢固，受到荷载保证安全，整体不变形、上下不发生摇晃。立杆采用一字型扣件对接，两个相邻立杆接头不能设置在同步同跨范围内，两根相邻的立杆在垂直方向的接头距离小于步距的1/3，立杆的垂直偏差不大于架高的1/400，立杆在离地脚20cm处设置扫地杆。脚手架搭设顺序为：先进行画线放样，在底部放置木制垫块接着架设纵向扫地杆，然后架设立杆（加临时抛杆），再放置横向扫地杆，然后放置第一步纵向水平杆接着放置第一步横向水平杆，之后架设第二步纵向水平杆，最后放置第二步横向水平杆，以此类推，完成脚手架纵横向搭设，然后铺设脚手片。③模板拼装。要注意合理布置吊装模板时的吊装点，为了避免因为碰撞引起的剧烈变形，在吊车吊装到指定地点时，下落速度一定要尽量放慢。吊装时需要现场施工人员专门指挥，按之前对模板进行的编号逐块起吊模板并进行组装。圆柱形墩柱模板为两个半圆形，安装时先安放一侧半圆，再安放另一侧半圆，螺栓连接成圆，再与下节螺栓连接。之后浇筑混凝土，立柱浇注时应设减速漏斗和串筒，混凝土面与串筒底口距离必须小于2m，在整个浇筑过程中都应该用全站仪测量墩柱模板的垂直度，防止其发生倾斜，若发生倾斜应马上停止浇筑将其回正。墩柱浇筑完成后应检查其高度是否超出5cm，该距离便于后期连接盖梁和立柱。用振捣棒振捣混凝土，避免混凝土发生分层现象。插入振捣棒的速度应较快，提出时的速度稍慢，并且在提出振捣棒的过程中应该边提边振捣，避免振捣棒在混凝土中留下孔洞。为保证上下两层混凝土之间的结合质量，混凝土浇筑后立即进行振捣，振捣时间一般需要控制在30s以上，使用振捣棒时一定要适度，必须避免漏捣和贴着墩柱模板振捣的情况出现。④养护拆模。必须保证相应的养护条件和养护时间[6]。
综上所述，为了在土木工程建设中高质量地应用钢筋施工技术，还应持续加强对钢筋施工质量控制，规范钢筋绑扎、钢筋连接、钢筋焊接的施工流程；
同时结合钢筋施工技术要点，加强施工人员及管理人员的技术培训，使他们掌握关键控制点，总结钢筋施工经验，健全施工技术体系，为我国土木工程行业的可持续发展提供助力。
