鋼筋混凝土保護層厚度的控制

趙 剛

鋼筋混凝土保護層厚度指受力鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離，鋼筋混凝土保護層厚度對結構的適用性、耐久性、抗碳化、抗火災和安全性等起著十分關鍵的作用。在實際的工程中經常有施工單位在施工過程中對混凝土保護層厚度得不到足夠的重視，造成鋼筋位置不準，保護層厚度不符合設計規范及施工質量驗收規范。混凝土澆筑后，鋼筋位置是否正確不能直觀的看到，如果鋼筋位置偏差過大，直接影響到鋼筋混凝土構件的力學性能及耐久性，關系到建筑物的使用安全和使用壽命。因此，施工單位、監理單位均要足夠重視鋼筋混凝土結構的保護層問題。

1 混凝土保護層的主要作用

1.1 鋼筋與混凝土之間的粘結錨固

混凝土結構中鋼筋能夠受力是由于其與周圍混凝土之間的粘結錨固作用。受力鋼筋(尤其是變形鋼筋)與混凝土之間的咬合作用是構成粘結錨固的主要成分，這很大程度上取決于保護層厚度，混凝土保護層越厚，粘結錨固作用越大，鋼筋保護層厚度過小，粘結錨固作用減小，鋼筋靠近結構邊緣，造成混凝土構件表面混凝土剝落或露筋現象，一般鋼筋的保護層厚度不應小于受力鋼筋直徑。

1.2 保護鋼筋免遭銹蝕

混凝土的突出優點是耐久性好。保護層起著保護鋼筋不被銹蝕的作用，以保證鋼筋混凝土結構的耐久性。混凝土水化后處于堿性環境，在堿性環境下使包裹在混凝土中的鋼筋表面形成鈍化膜而不易銹蝕。但是碳化和脫鈍會影響混凝土耐久性而使鋼筋遭受銹蝕。碳化時間與混凝土的保護層厚度有關，因此鋼筋的保護層厚度是保證結構耐久性所必需的條件。保護層厚度越大，鋼筋銹蝕速度越慢，保護層脹裂時鋼筋的銹蝕率也隨保護層厚度的增大而增大，因此保護層厚度越大，對混凝土的耐久性越有利。我國混凝土結構的耐久性普遍較差，因此，保護層厚度要嚴格控制在設計規范規定范圍內，這樣就能保護鋼筋免受銹蝕，推遲混凝土碳化時間，確保結構的作用年限。

1.3 對構件受力有效高度的影響

從錨固和耐久性的角度而言，鋼筋在混凝土的保護層厚度越大越好;然而從受力角度而言，則正好相反。保護層厚度越大，構件截面有效高度就越小，結構構件的抗力將受到削弱。鋼筋混凝土結構構件鋼筋的受力實際情況是否與設計計算相一致，主要取決于鋼筋在結構中的位置是否正確。這也是要求控制鋼筋保護層厚度的主要原因。無論是板還是梁，受拉鋼筋越靠近受拉一側混凝土邊緣，構件的截面有效高度越大，結構構件的抗力越大。但保護層厚度過大，構件的截面有效高度越小，鋼筋受力主筋不能達到設計的要求，而使混凝土受拉應力超標產生裂縫，尤其在懸挑構件中，輕則產生裂縫，重則使懸挑構件斷裂，造成嚴重的質量事故。

1.4 混凝土的防火要求

對有防火要求的鋼筋混凝土構件，要保證構件有足夠的保護層厚度，對混凝土內部的鋼筋起到保護作用，當發生火災時，由于鋼筋與混凝土的膨脹系數不同，隨著環境溫度的升高，鋼筋與混凝土的粘結錨固作用就會削弱。混凝土為不良導熱體，它能保護鋼筋不會立即受到高溫影響，從而延緩結構喪失承載力的時間。為了滿足建筑防火要求，保護層厚度還應滿足建筑防火規范的要求。

2 混凝土結構中鋼筋保護層厚度存在的問題

混凝土結構設計和驗收規范對鋼筋保護層厚度都有嚴格要求，但在施工過程中保護層厚度偏差較大是很普遍的現象。板上部鋼筋保護層厚度偏大，下部鋼筋保護層厚度符合要求，這是施工質量控制較好的工程。對于現場管理不到位，施工質量控制較差的工程，板上、下部鋼筋保護層厚度均不符合要求，有部分工程在拆模后板底出現露筋現象，板底部鋼筋幾乎沒有保護層。發生此類問題的主要原因是:現澆樓板上部負彎矩筋多采用分離式配筋，鋼筋的剛度較差，馬凳數量過少，在鋼筋綁扎、電線管布設過程中，人員踩踏導致板面鋼筋下陷，保護層厚度增大;板下部鋼筋多數采用砂漿墊塊，也有采用花崗巖碎塊來控制鋼筋保護層厚度。砂漿墊塊強度低，容易壓碎，施工時鐵絲與主筋沒有很好的連接，在混凝土澆筑過程中出現墊塊偏位與脫落現象，保護層墊塊起不到相應的作用。用花崗巖、石子等作墊塊，這本身違反施工規范的有關規定，花崗巖表面光滑，而且厚薄不一樣，無法和鋼筋綁扎牢固，易導致保護層厚度不足、鋼筋偏位、露筋等現象，留下了安全隱患。

上部鋼筋保護層過大將直接影響樓板的承載力和抗裂性能，支座處的抗彎承載力將明顯下降，對于設計富余量不大的樓板，將直接導致承載力不足。板下部鋼筋保護層過小，將影響結構的耐久性，如果鋼筋銹蝕，嚴重時將直接影響安全性。作為懸挑構件如上部鋼筋保護層過大，就會造成上部裂縫或斷裂。

梁柱箍筋保護層厚度多數施工單位不重視，箍筋保護層厚度多數偏小，箍筋是構件斜截面承載力的重要保證，箍筋也是受力鋼筋，其重要性也不亞于縱向鋼筋。雖然箍筋保護層厚度在規范中不是強制性條文，但在施工中也應引起足夠的重視。

3 鋼筋混凝土保護層厚度的質量控制

1)施工前應認真做好圖紙會審，施工單位應對具體操作人員進行交底。很多施工單位的鋼筋工對保護層厚度的認識不足，施工時僅憑習慣操作，墊塊使用不當或墊塊過少。而施工單位又不重視技術交底、施工管理不嚴，這些問題都應在施工前進行解決。

2)施工單位應對鋼筋下料、加工進行詳細的交底，要求技術人員根據圖紙和規范進行鋼筋放樣，應對成型的鋼筋進行檢查。一些復雜的部位要根據圖紙合理安排主筋與副筋位置并注意施工的順序，避免由于鋼筋根數多造成鋼筋擠占保護層位置，出現露筋情況。懸挑結構負彎矩鋼筋應保證到位，采取措施防止踩壓錯位。

3)模板制作的尺寸偏差也會導致保護層超標，特別是縮模現場會引起截面變小，保護層厚度偏小的現象。鋼筋綁扎時要按圖紙尺寸操作，骨架尺寸符合要求，鋼筋位置準確。

4)鋼筋保護層墊塊強度、厚度、位置應符合設計及規范要求。鋼筋墊塊應采用塑料墊塊或卡撐式定位件，而有些工程還在使用砂漿墊塊、花崗巖碎塊、石子，這樣容易導致墊塊壓碎、墊塊偏位、脫落等現象發生，無法保證保護層厚度。墊塊要定位準確，安裝牢固，施工方便，定位后不易移滑，很好地控制鋼筋保護層厚度。墊塊的亂用、混用也是一個比較普遍的問題，在工程中經常有墊塊亂用現象，將保護層厚度大的部位用成薄墊塊，而將保護層厚度小的部位用成厚墊塊。墊塊數量要滿足要求，墊塊數量過少就起不到應有的作用，使鋼筋下沉，保護層厚度達不到要求。鋼筋工程屬于隱蔽工程，是混凝土結構工程施工質量監控的重點。施工單位和監理單位要引起高度重視，做好鋼筋隱蔽工程的驗收工作。

5)在鋼筋綁扎完成后，不得在鋼筋上行人、堆放物料，支撐馬凳要綁扎牢固，防止其他工種操作時馬凳踩變形。特別是防止踩踏雨篷、挑檐陽臺等懸挑結構的鋼筋，以免造成鋼筋變形位移，鋼筋保護層厚度得不到保證，影響結構強度和使用安全。在混凝土澆筑過程中，要有專人指揮。應做到規范操作，嚴禁人員在鋼筋上踩踏，被踩倒、變形、移位的鋼筋要派人及時修復，要保持鋼筋的原有形狀。混凝土振搗時，避免振動模板、鋼筋，以防止模板變形，鋼筋位移。

6)對混凝土結構鋼筋保護層厚度進行實體檢驗。

a.對鋼筋保護層厚度檢驗，根據規范只檢查梁、板類構件各自數量的2%，且各不少于5根構件檢驗。如有懸挑構件，則在各類構件選取的數量中，宜有50%為懸挑構件。

b.對選定的梁類構件，應對全部縱向受力鋼筋保護層厚度進行檢查。對選定的板類構件，應抽取不少于6根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。檢測時可采取局部開槽，鉆孔測定，也可用儀器量測(儀器誤差在1 mm以內)，檢測后對槽孔及時修補。

c.縱向受力鋼筋保護層厚度允許偏差，梁類構件(+10，－7)，板類構件(+8，－5)。當有不合格點時，最大偏差應小于允許偏差的1.5 倍。

d.保護層合格判定:全部檢驗點合格率達90%及其以上，結果為合格;當第一次抽檢合格率不足90%，大于80%時，加倍檢驗;兩次抽檢點數合格率達90%以上，結果為合格;當抽檢點數合格率低于80%，或不符合上述條件時，均為不合格。

4 結語

鋼筋保護層厚度偏差過大已成為結構施工質量控制中薄弱的環節之一，造成樓板開裂、板底露筋等施工質量問題。設計、施工、監理各方都要認真對待這個問題，充分認識到鋼筋保護層厚度對工程結構的重要性，參建各方共同努力提高鋼筋保護層厚度的質量控制，確保工程的安全性和耐久性。

[1]GB 50300-2001，建筑工程施工質量驗收統一標準[S］.

[2]GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S］.

[3]GB 50010-2002，混凝土結構設計規范[S］.

[4]羊偉慶.淺析混凝土保護層的作用及設計控制[J］.山西建筑，2010，36(12):72-73.