淺談鋼筋混凝土保護層在建筑工程中的重要性

朱艷

淺談鋼筋混凝土保護層在建筑工程中的重要性

朱艷

分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土保護層厚度不合格的原因及對工程質(zhì)量的影響，探討了保護層在施工中的質(zhì)量保證措施。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土保護層；保護層質(zhì)量控制

近年來，在對施工現(xiàn)場的施工管理過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土的保護層厚度不合格，成了施工中的老大難問題。這反映出在施工過程中施工人員對其的重要性認識還不夠。

鋼筋混凝土保護層是指：從受力主筋的外邊緣至混凝土的外邊緣的距離，也就是受力主筋外皮到構(gòu)件外表面的尺寸。自從國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 （GB50204-2002）將混凝土的鋼筋保護層厚度檢驗作為混凝土結(jié)構(gòu)實體檢驗內(nèi)容之一以來，對保證和提高鋼筋混凝土施工質(zhì)量起到了很大的推動作用，但在執(zhí)行過程當中還是有不當之處。因此，必須進一步加深對混凝土保護層的正確認識，以利正確指導(dǎo)施工，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

1 鋼筋混凝土保護層的作用和重要性

①影響結(jié)構(gòu)受力性能，在正常使用極限狀態(tài)下保證結(jié)構(gòu)正常工作。受彎構(gòu)件受壓區(qū)邊緣至受拉區(qū)鋼筋受力點的距離稱為截面的有效高度。鋼筋混凝土構(gòu)件的截面尺寸確定之后，如果加大鋼筋混凝土保護層的厚度，就等于減少了混凝土構(gòu)件截面的有效高度。對于受彎構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉鋼筋截面中心距離混凝土受壓區(qū)外邊緣越遠，其單位面積鋼筋所能承受的荷載引起的彎矩越大，這樣鋼筋所發(fā)揮的效率也就越大；反之則越小，也就是說，不能充分發(fā)揮鋼筋的力學(xué)性能，而且還大大降低了鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力。所以，對于梁、板等受彎構(gòu)件及偏心受拉、偏心受壓構(gòu)件而言，受拉鋼筋總是希望盡量靠近混凝土受拉一側(cè)的表面邊緣布置。與此同時，由于混凝土保護層厚度的增加，也會使混凝土裂縫寬度增加。

②保證混凝土對鋼筋的有效錨固，滿足鋼筋粘接、錨固的要求，使鋼筋充分發(fā)揮其計算所需的強度?；炷帘Ｗo層的最小厚度是保證混凝土與受力鋼筋之間能夠可靠和有效粘接錨固的主要因素之一。從混凝土與鋼筋之間粘接錨固的角度對混凝土保護層厚度提出最小值的要求，是為了保證鋼筋與其周圍包裹的混凝土能夠共同協(xié)調(diào)工作，并使鋼筋能夠充分發(fā)揮設(shè)計所需的強度。

③保證混凝土的耐久性，滿足構(gòu)件耐久性的要求，使鋼筋因有混凝土的保護而不易銹蝕。為了保證鋼筋在設(shè)計規(guī)定使用年限內(nèi)不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕，國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 （GB50010-2002）根據(jù)混凝土所處環(huán)境條件和混凝土強度等級，對于不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)定了混凝土保護層的最小厚度。

④滿足防火要求，不致因火災(zāi)使鋼筋很快達到軟化點。

從前述混凝土保護層的幾個作用可知，從受彎構(gòu)件及偏心受拉、偏心受壓構(gòu)件的受力角度來看，混凝土保護層厚度越小越好；但從其鋼筋的錨固和耐久性的角度來看，混凝土保護層在一定范圍內(nèi)越大越好。

綜上所述，鋼筋在混凝土中保護層厚度越小，構(gòu)件的錨固和耐久性越差；反之，混凝土保護層厚度越大，也就是說，對于受彎構(gòu)件、偏心受拉及偏心受壓構(gòu)件而言，構(gòu)件的截面有效高度越小，會降低構(gòu)件的承載能力。因此，確定混凝土保護層厚度大小應(yīng)綜合考慮鋼筋錨固、混凝土耐久性及截面有效高度3個因素，在保證和滿足鋼筋錨固和混凝土耐久性的條件下，盡量取最小的保護層厚度。

2 混凝土保護層在施工中存在的問題

鋼筋移位是混凝土保護層厚度變化的直接原因。保護層變小時，較薄的混凝土層對鋼筋的握裹力會隨之減弱，同時也引起錨固受力和預(yù)應(yīng)力混凝土傳遞性能的不足，從而影響結(jié)構(gòu)抗力。從長時間來看，保護層過小會導(dǎo)致混凝土碳化、鋼筋脫鈍、鋼筋銹蝕加快等問題，最終影響結(jié)構(gòu)耐久性和使用年限。通常情況下保護層在施工中存在以下幾方面的問題。

①施工時，由于計算和制作的差錯，造成鋼筋下料、制作時尺寸不準或?qū)︿摻钕嗷ラg位置關(guān)系考慮不周全，從而導(dǎo)致梁柱節(jié)點等部位的鋼筋貼模、移位。

②對墊塊的作用不重視。如：常用石子或其他東西代替或墊塊數(shù)量少，僅用“隨打隨提”的方法造成漏提而露筋，還有墊塊鋼筋綁扎不牢失去應(yīng)有的作用。再者就是，鋼筋墊得過高，明顯減小了截面有效高度。

③混凝土現(xiàn)澆板在施工過程中，鋼筋綁扎時其位置往往很規(guī)范，但到混凝土澆筑時，操作工人踩踏鋼筋現(xiàn)象比較普遍，造成上層鋼筋局部變形下彎，有些支撐鋼筋的馬凳甚至被踩壞。當然，有些馬凳本身制作就不規(guī)范，下層鋼筋墊塊多用砂漿墊塊，在踩踏鋼筋過程中容易破碎。預(yù)制過梁制作時，鋼筋骨架綁扎不牢固，骨架在搬運、碼放或入模過程中，如果操作不當，也容易造成骨架變形。在澆筑混凝土時施工人員不注意，鋼筋骨架也容易被振偏。構(gòu)造柱內(nèi)加入外墻保溫用的聚苯板后，由于鋼筋位置控制不好，鋼筋緊貼聚苯板，容易造成外側(cè)鋼筋沒有混凝土保護層或保護層厚度偏小。

④混凝土施工標高控制不準，混凝土樓板施工超厚，造成鋼筋保護層偏大。

⑤設(shè)計不合理，局部樓板中水電線管累計厚度太高，超過板厚。還有，設(shè)計單位對施工方面考慮欠細，有些常規(guī)的設(shè)計截面與施工的實際情況不協(xié)調(diào)，比如井字梁梁底，主次梁和縱橫框架梁交接處，兩個方面的鋼筋保護層均一樣，造成了鋼筋縱橫交叉，產(chǎn)生疊合現(xiàn)象，此部位較容易造成搭在次梁橫向框架上的板的負彎矩筋保護層厚度偏小甚至露筋現(xiàn)象。

3 混凝土保護層不符合要求存在的危害

①鋼筋保護層厚度過小容易造成鋼筋露筋或表面混凝土剝落，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體性受到破壞。例如工程施工中的預(yù)制過梁，在制作過程中，過梁鋼筋骨架的墊塊數(shù)量過少，擺放位置不規(guī)范，造成鋼筋保護層厚度過小，部分過梁表面會有很多裂縫，對工程造成極大的隱患。

②鋼筋保護層厚度過大，對于現(xiàn)澆板來說，上部負彎矩鋼筋的作用大大降低，有的甚至完全失去作用。例如普通住宅樓衛(wèi)生間四周墻根處常出現(xiàn)裂縫，具體表現(xiàn)就是墻根處常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。原因就在于衛(wèi)生間開間小，配筋小，常在施工過程中將其踩倒，這等于減小了現(xiàn)澆板的負彎距承受能力而出現(xiàn)裂縫，造成結(jié)構(gòu)性破壞。

4 防治措施

針對工程中保護層厚度的問題，在施工開始就應(yīng)該積極采取有效的防治措施。

①計算下料長度時要細心，加工制作過程要認真。

②施工時嚴格按規(guī)范和圖紙要求厚度制作保護層墊塊。對于現(xiàn)澆板負彎矩鋼筋的保護層除焊接馬凳以外，還應(yīng)注意馬凳的擺放是否合理，馬凳的制作是否適用。對鋼筋保護層的固定方式，可采用定型墊塊或護圈，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂漿墊塊，解決砂漿墊塊厚度偏差大、強度偏低的通病。尤其是構(gòu)造柱鋼筋保護層，一定要有可靠的保證措施，使用定型護圈不失為一種有效的方法。

③在施工過程中，加強對鋼筋綁扎過程的控制，確保受力鋼筋位置正確，綁扎方法合理，綁扎牢固?；炷翗?gòu)件支模、綁筋、澆筑時注意對鋼筋的保護，發(fā)現(xiàn)錯位情況立即復(fù)位。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)做到規(guī)范操作，要搭設(shè)走道板施工，防止施工人員隨意踩踏鋼筋。另外，施工人員和監(jiān)理人員還應(yīng)在混凝土初凝前進行實體檢查，對有問題的部位要及時處理。預(yù)制過梁在預(yù)制過程中，搬運骨架要輕拿輕放，保護骨架完好。澆筑混凝土時，要保持鋼筋骨架的位置準確。按要求加放墊塊，尤其是截面較小的過梁，更要注意墊塊的數(shù)量和擺放的位置。

④加強施工管理，提高施工人員技術(shù)素質(zhì)，嚴格按施工規(guī)范及設(shè)計要求施工；嚴格執(zhí)行質(zhì)量管理制度；技術(shù)交底工作要細致；嚴格執(zhí)行“三檢”制，加強過程控制，做好混凝土施工前的成品保護工作。提高對混凝土保護層厚度的重視程度，采取合理措施保證鋼筋的位置正確。

⑤設(shè)計單位在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗并充分結(jié)合工程實際情況 (比如板的負彎矩鋼筋)可以將保護層數(shù)值做適當調(diào)整，給予定量處理。如果設(shè)計時考慮欠細，施工單位應(yīng)在圖紙會審時與設(shè)計人員溝通，采用以下方法解決。局部增加板厚會造成上部樓面厚度變大，如為地板輻射采暖更應(yīng)慎重；主梁或橫向框架上部鋼筋下移會影響主梁或橫向框架梁的承載能力；主梁或橫向框架梁整體下移影響到層高及梁下設(shè)備管道安裝。

⑥可通過各參建單位協(xié)商并通過設(shè)計單位計算，將負彎矩鋼筋直徑盡可能變粗一些，間距適當變大。直徑8 mm負彎矩鋼筋被踩踏后較容易變形。

5 特殊情況下混凝土保護層厚度的確定

①對于一類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，當混凝土強度等級不低于C20時，其混凝土保護層厚度可按規(guī)定減小5 mm，但預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于15 mm；處于二類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，當表面采取有效保護措施時，保護層厚度可按一類環(huán)境數(shù)值取用。

②預(yù)制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋端頭的保護層厚度不應(yīng)小于10 mm；預(yù)制肋形板主肋鋼筋的保護層厚度應(yīng)按梁的數(shù)值取用。

③板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應(yīng)小于10 mm；梁、柱中箍筋和構(gòu)造的保護層厚度不應(yīng)小于15 mm。當粱、柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度大于40 mm時，應(yīng)對保護層采取有效防裂構(gòu)造措施。

④對于二、三類環(huán)境中的懸臂板，其上表面應(yīng)采取有效的保護措施。

⑤對于有防火要求的建筑物，其混凝土保護層厚度尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的要求。處于四、五類環(huán)境中的建筑物，其混凝土保護層尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準要求。

綜上所述，混凝土保護層在施工質(zhì)量中占重要地位，因此國家規(guī)范要求在結(jié)構(gòu)實體檢測中把混凝土保護層厚度列為必查內(nèi)容之一，這也反映出其在混凝土構(gòu)件施工中的重要性和質(zhì)量檢查的必要性。所以，在施工中加強對混凝土保護層厚度的質(zhì)量控制是確保主體工程施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

Breif Talks of the Importance of Reinforced Concrete Protective Layer in Construction Projects

Zhu Yan

This article analyzed the causes of failure induced by unqualified reinforced concrete protective layer thickness,discussed about its influence toward quality of the projects，and also presented measurements to assure the quality during constructions.

reinforced concrete structure;concrete protective layer;quality control of protective layer

TU528.572

A

1000-4866(2010)03-0021-03

2010-07-30

朱艷，1982年出生，畢業(yè)于沈陽理工大學(xué)，現(xiàn)在大同煤礦集團公司企劃部工作，助理工程師。

修回日期：2010-08-12