淺談鋼筋混凝土保護(hù)層在建筑工程中的重要性

朱艷

淺談鋼筋混凝土保護(hù)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(hù)層厚度不合格的原因及對(duì)工程質(zhì)量的影響，探討了保護(hù)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(hù)層；保護(hù)層質(zhì)量控制

近年來(lái)，在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工管理過(guò)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(hù)層厚度不合格，成了施工中的老大難問(wèn)題。這反映出在施工過(guò)程中施工人員對(duì)其的重要性認(rèn)識(shí)還不夠。

鋼筋混凝土保護(hù)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 （GB50204-2002）將混凝土的鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)作為混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)內(nèi)容之一以來(lái)，對(duì)保證和提高鋼筋混凝土施工質(zhì)量起到了很大的推動(dòng)作用，但在執(zhí)行過(guò)程當(dāng)中還是有不當(dāng)之處。因此，必須進(jìn)一步加深對(duì)混凝土保護(hù)層的正確認(rèn)識(shí)，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(hù)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(diǎn)的距離稱(chēng)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(hù)層的厚度，就等于減少了混凝土構(gòu)件截面的有效高度。對(duì)于受彎構(gòu)件截面設(shè)計(jì)來(lái)講，受拉鋼筋截面中心距離混凝土受壓區(qū)外邊緣越遠(yuǎn)，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(shuō)，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(duì)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(shí)，由于混凝土保護(hù)層厚度的增加，也會(huì)使混凝土裂縫寬度增加。

②保證混凝土對(duì)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(jì)算所需的強(qiáng)度?；炷帘Ｗo(hù)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(duì)混凝土保護(hù)層厚度提出最小值的要求，是為了保證鋼筋與其周?chē)幕炷聊軌蚬餐瑓f(xié)調(diào)工作，并使鋼筋能夠充分發(fā)揮設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)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(hù)而不易銹蝕。為了保證鋼筋在設(shè)計(jì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50010-2002）根據(jù)混凝土所處環(huán)境條件和混凝土強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)定了混凝土保護(hù)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(dá)到軟化點(diǎn)。

從前述混凝土保護(hù)層的幾個(gè)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(lái)看，混凝土保護(hù)層厚度越小越好；但從其鋼筋的錨固和耐久性的角度來(lái)看，混凝土保護(hù)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(hù)層厚度越小，構(gòu)件的錨固和耐久性越差；反之，混凝土保護(hù)層厚度越大，也就是說(shuō)，對(duì)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(huì)降低構(gòu)件的承載能力。因此，確定混凝土保護(hù)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(gè)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(hù)層厚度。

2 混凝土保護(hù)層在施工中存在的問(wèn)題

鋼筋移位是混凝土保護(hù)層厚度變化的直接原因。保護(hù)層變小時(shí)，較薄的混凝土層對(duì)鋼筋的握裹力會(huì)隨之減弱，同時(shí)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(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，保護(hù)層過(guò)小會(huì)導(dǎo)致混凝土碳化、鋼筋脫鈍、鋼筋銹蝕加快等問(wèn)題，最終影響結(jié)構(gòu)耐久性和使用年限。通常情況下保護(hù)層在施工中存在以下幾方面的問(wèn)題。

①施工時(shí)，由于計(jì)算和制作的差錯(cuò)，造成鋼筋下料、制作時(shí)尺寸不準(zhǔn)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(diǎn)等部位的鋼筋貼模、移位。

②對(duì)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(guò)高，明顯減小了截面有效高度。

③混凝土現(xiàn)澆板在施工過(guò)程中，鋼筋綁扎時(shí)其位置往往很規(guī)范，但到混凝土澆筑時(shí)，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(dāng)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(guò)程中容易破碎。預(yù)制過(guò)梁制作時(shí)，鋼筋骨架綁扎不牢固，骨架在搬運(yùn)、碼放或入模過(guò)程中，如果操作不當(dāng)，也容易造成骨架變形。在澆筑混凝土?xí)r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(méi)有混凝土保護(hù)層或保護(hù)層厚度偏小。

④混凝土施工標(biāo)高控制不準(zhǔn)，混凝土樓板施工超厚，造成鋼筋保護(hù)層偏大。

⑤設(shè)計(jì)不合理，局部樓板中水電線管累計(jì)厚度太高，超過(guò)板厚。還有，設(shè)計(jì)單位對(duì)施工方面考慮欠細(xì)，有些常規(guī)的設(shè)計(jì)截面與施工的實(shí)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(gè)方面的鋼筋保護(hù)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(fù)彎矩筋保護(hù)層厚度偏小甚至露筋現(xiàn)象。

3 混凝土保護(hù)層不符合要求存在的危害

①鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)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(guò)梁，在制作過(guò)程中，過(guò)梁鋼筋骨架的墊塊數(shù)量過(guò)少，擺放位置不規(guī)范，造成鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小，部分過(guò)梁表面會(huì)有很多裂縫，對(duì)工程造成極大的隱患。

②鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大，對(duì)于現(xiàn)澆板來(lái)說(shuō)，上部負(fù)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(kāi)間小，配筋小，常在施工過(guò)程中將其踩倒，這等于減小了現(xiàn)澆板的負(fù)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(duì)工程中保護(hù)層厚度的問(wèn)題，在施工開(kāi)始就應(yīng)該積極采取有效的防治措施。

①計(jì)算下料長(zhǎng)度時(shí)要細(xì)心，加工制作過(guò)程要認(rèn)真。

②施工時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范和圖紙要求厚度制作保護(hù)層墊塊。對(duì)于現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋的保護(hù)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(duì)鋼筋保護(hù)層的固定方式，可采用定型墊塊或護(hù)圈，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂漿墊塊，解決砂漿墊塊厚度偏差大、強(qiáng)度偏低的通病。尤其是構(gòu)造柱鋼筋保護(hù)層，一定要有可靠的保證措施，使用定型護(hù)圈不失為一種有效的方法。

③在施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)鋼筋綁扎過(guò)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(shí)注意對(duì)鋼筋的保護(hù)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位情況立即復(fù)位。在混凝土澆筑過(guò)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(jìn)行實(shí)體檢查，對(duì)有問(wèn)題的部位要及時(shí)處理。預(yù)制過(guò)梁在預(yù)制過(guò)程中，搬運(yùn)骨架要輕拿輕放，保護(hù)骨架完好。澆筑混凝土?xí)r，要保持鋼筋骨架的位置準(zhǔn)確。按要求加放墊塊，尤其是截面較小的過(guò)梁，更要注意墊塊的數(shù)量和擺放的位置。

④加強(qiáng)施工管理，提高施工人員技術(shù)素質(zhì)，嚴(yán)格按施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求施工；嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理制度；技術(shù)交底工作要細(xì)致；嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制，加強(qiáng)過(guò)程控制，做好混凝土施工前的成品保護(hù)工作。提高對(duì)混凝土保護(hù)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(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并充分結(jié)合工程實(shí)際情況 (比如板的負(fù)彎矩鋼筋)可以將保護(hù)層數(shù)值做適當(dāng)調(diào)整，給予定量處理。如果設(shè)計(jì)時(shí)考慮欠細(xì)，施工單位應(yīng)在圖紙會(huì)審時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，采用以下方法解決。局部增加板厚會(huì)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(huì)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(guò)各參建單位協(xié)商并通過(guò)設(shè)計(jì)單位計(jì)算，將負(fù)彎矩鋼筋直徑盡可能變粗一些，間距適當(dāng)變大。直徑8 mm負(fù)彎矩鋼筋被踩踏后較容易變形。

5 特殊情況下混凝土保護(hù)層厚度的確定

①對(duì)于一類(lèi)環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20時(shí)，其混凝土保護(hù)層厚度可按規(guī)定減小5 mm，但預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15 mm；處于二類(lèi)環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，當(dāng)表面采取有效保護(hù)措施時(shí)，保護(hù)層厚度可按一類(lèi)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(hù)層厚度不應(yīng)小于10 mm；預(yù)制肋形板主肋鋼筋的保護(hù)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(hù)層厚度不應(yīng)小于10 mm；梁、柱中箍筋和構(gòu)造的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15 mm。當(dāng)粱、柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度大于40 mm時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)層采取有效防裂構(gòu)造措施。

④對(duì)于二、三類(lèi)環(huán)境中的懸臂板，其上表面應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。

⑤對(duì)于有防火要求的建筑物，其混凝土保護(hù)層厚度尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。處于四、五類(lèi)環(huán)境中的建筑物，其混凝土保護(hù)層尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述，混凝土保護(hù)層在施工質(zhì)量中占重要地位，因此國(guó)家規(guī)范要求在結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)中把混凝土保護(hù)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(qiáng)對(duì)混凝土保護(hù)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(yáng)理工大學(xué)，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司企劃部工作，助理工程師。

修回日期：2010-08-12