钢筋

钢筋是深基础和岩土工程应用中的关键结构组成部分，具有高强度和优异的耐久性，能够抵抗地下施工中遇到的复杂应力。钢筋（通常称为rebar）由碳钢制成，合金含量经过精确控制，通过热轧工艺生产，表面具有特征性的变形，旨在与混凝土基体形成机械粘结。材料成分通常按重量计含有0.15–0.40%的碳，并添加优化含量的锰和硅，以达到规定的屈服强度，同时保持焊接性和延展性，确保在严苛应用中的结构完整性。 在深基础工程中，钢筋作为桩身、沉箱和地下连续墙内的主要抗拉承载构件，用于抵抗由土-结构相互作用和侧向荷载引起的弯矩、剪力和拔出应力。对于钻孔灌注桩和连续螺旋钻孔桩，钢筋笼经过专门设计，以承受安装过程中的打桩应力，并将集中荷载沿基础构件深度均匀分布。在挡土墙应用中，垂直和水平钢筋网均至关重要，用于抵抗土压力、差异沉降和地震力。土钉和微型桩对钢筋的要求同样严格，钢筋作为不稳定土体与稳定地层之间的荷载传递介质发挥作用。此外，在地基改良应用中（包括高压喷射注浆、深层搅拌和碎石桩），钢筋提供结构连续性并控制加固土体中的裂缝扩展。 钢筋通常按标准直径（大多数深基础应用为10–40 mm）供应，以盘卷或定尺直条形式交付，并附有出厂检验证书，确保材料可追溯性及符合规范要求。现场储存时必须通过木垫支撑抬高并采取防潮措施，以防止腐蚀，特别是在海洋环境或高湿度地区，溅水区域需要更高的抗腐蚀性能。钢筋笼的加工可在受控的预制车间或现场指定的加工区域进行，搭接长度和接头位置需根据设计要求计算，以满足结构需求，同时在混凝土浇筑过程中尽量减少保护层厚度的偏差。 在欧洲及国际深基础项目中，常用的钢筋等级包括Fe 500（EN标准中的B500B）和Fe 400，而在地震多发区域则指定使用B500C等具有更高延展性的特殊等级。美国规范（ASTM A615）则规定了Grade 60（420 MPa）和Grade 75（520 MPa）的对应等级。双相钢筋（结合普通钢与不锈钢外层）正越来越多地用于海洋桩基和高腐蚀性土层环境中。 设计规范主要依据EN 1992（欧洲规范2）、ASTM A370、BS 8110和ISO 6935，这些标准规定了钢筋的屈服强度、抗拉强度、伸长率以及表面变形几何形状，以确保粘结性能。工程师根据预期荷载大小、环境耐久性等级、混凝土强度发展时间以及项目特定的抗震或疲劳要求选择钢筋等级。正确设计锚固长度、发展长度和粘结特性，可确保钢筋在整个基础构件使用寿命内实现符合设计假定的应力传递，并满足现代建筑和土木工程规范所要求的安全裕度。