混凝土構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度的設(shè)計(jì)原則與檢測(cè)

李 峰

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

0 引言

眾所周知，現(xiàn)代建筑已離不開鋼筋混凝土構(gòu)件，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。鋼筋和混凝土共同組成具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、成本低的優(yōu)良結(jié)構(gòu)材料。但鋼筋本身因其自身易氧化、耐火性能差以及工作時(shí)需要與混凝土保持足夠良好的粘結(jié)力，因此混凝土構(gòu)件必須設(shè)置足夠厚度的鋼筋混凝土保護(hù)層。

1 鋼筋保護(hù)層的定義

鋼筋混凝土保護(hù)層(簡(jiǎn)稱鋼筋保護(hù)層)按照現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范它的定義為:從混凝土表面到鋼筋公稱直徑外邊緣之間的垂直距離。這里所指的鋼筋并不是指混凝土構(gòu)件的縱向受力鋼筋，它是構(gòu)件鋼筋骨架的最外層鋼筋，可能是縱向受力鋼筋如板類構(gòu)件受力鋼筋在最外層。也可能是箍筋或分布鋼筋，比如梁類構(gòu)件縱向受力鋼筋外側(cè)還要加設(shè)箍筋，這時(shí)的鋼筋保護(hù)層厚度就應(yīng)是箍筋外邊緣至混凝土表面的最小距離。墻類水平分布筋如布置在最外側(cè)時(shí)鋼筋保護(hù)層就應(yīng)是分布鋼筋外邊緣至混凝土表面的最小距離。對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力筋，鋼筋保護(hù)層厚度為套管或孔道外邊緣到混凝土表面的距離。

2 鋼筋保護(hù)層的設(shè)計(jì)原則

根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的要求，鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)滿足兩個(gè)方面的要求。1)構(gòu)件中受力鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑;2)構(gòu)件最外層鋼筋的保護(hù)層厚度根據(jù)構(gòu)件所處環(huán)境和構(gòu)件類型最小厚度不應(yīng)小于表1規(guī)定的數(shù)值。如果設(shè)計(jì)使用年限超出50年的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最外層鋼筋的保護(hù)層厚度應(yīng)不小于表1規(guī)定的混凝土保護(hù)層最小厚度數(shù)值的1.4倍。

表1 鋼筋保護(hù)層的最小厚度

混凝土強(qiáng)度不大于C25時(shí)，最外層鋼筋的保護(hù)層最小厚度應(yīng)在表1基礎(chǔ)上再增加5 mm?；炷粱A(chǔ)中鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)從墊層頂面算起，且不應(yīng)小于40 mm。

混凝土構(gòu)件表面加設(shè)有效提高構(gòu)件耐久性的防護(hù)層后，構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度可不受上述限制，可以適度減少。例如:地下室墻體采用防水、防腐做法時(shí)，與土壤接觸的保護(hù)層厚度可以適當(dāng)減小。

混凝土構(gòu)件采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋、鍍鋅鋼筋或采取陰極保護(hù)處理等防銹措施時(shí)，構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度也可以適當(dāng)減小。

鋼筋保護(hù)層很厚時(shí)，為防止混凝土開裂剝落、下墜?？刹捎眉优浞懒唁摻罹W(wǎng)片的措施。鋼筋網(wǎng)片同時(shí)還應(yīng)采取保證防裂鋼筋網(wǎng)片不致成為引導(dǎo)銹蝕通道的有效絕緣和定位措施，此時(shí)網(wǎng)片鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)不小于25 mm。

具有連續(xù)密封套管的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋，其混凝土保護(hù)層厚度可與普通鋼筋相同而且不應(yīng)小于孔道直徑的一半，否則應(yīng)比普通鋼筋增加10 mm。

先張法構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋在全預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的保護(hù)層厚度可以與普通鋼筋相同，否則也應(yīng)比普通鋼筋增加10 mm。

直徑大于16 mm的熱軋預(yù)應(yīng)力鋼筋保護(hù)層厚度可與普通鋼筋相同。

3 鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)

鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)分為工程質(zhì)量檢測(cè)和結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)。工程質(zhì)量檢測(cè)注重工程鋼筋保護(hù)層厚度施工質(zhì)量狀況與設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)或規(guī)范限定的指標(biāo)的比較并判定其符合性。結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)是用來(lái)確定結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度的實(shí)際狀況。

施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)屬工程質(zhì)量檢測(cè)。除此以外，建設(shè)、監(jiān)理單位對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度施工質(zhì)量有疑議而進(jìn)行的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè);以及相關(guān)行政部門要求進(jìn)行的鋼筋保護(hù)層厚度第三方檢測(cè)，均屬鋼筋保護(hù)層厚度工程質(zhì)量檢測(cè)。鋼筋保護(hù)層厚度工程質(zhì)量檢測(cè)抽樣數(shù)量及合格判定規(guī)則，按GB 50204-2002(2011版)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(簡(jiǎn)稱驗(yàn)收規(guī)范)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，檢測(cè)應(yīng)給出明確的符合性結(jié)論。檢測(cè)中需要注意的是驗(yàn)收規(guī)范中是檢測(cè)縱向受力鋼筋的鋼筋保護(hù)層厚度。設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)施工圖紙中鋼筋保護(hù)層厚度的設(shè)計(jì)值是與表1對(duì)應(yīng)的混凝土構(gòu)件最外層鋼筋保護(hù)層最小厚度值。所以受力鋼筋不在最外層時(shí)，其鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值還應(yīng)該增加最外層鋼筋的直徑。例如:梁類構(gòu)件圖紙鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值取25 mm，縱向受力鋼筋外側(cè)還有10 mm箍筋，這時(shí)該梁縱向受力鋼筋鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值應(yīng)為25 mm+10 mm=35 mm。驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定梁類構(gòu)件鋼筋保護(hù)層允許偏差為+10 mm，－7 mm，那么該梁縱向受力鋼筋鋼筋保護(hù)層厚度在28 mm～25 mm范圍內(nèi)都符合驗(yàn)收規(guī)范要求。鋼筋保護(hù)層厚度工程質(zhì)量檢測(cè)受檢構(gòu)件僅限于梁、板類構(gòu)件。梁類構(gòu)件對(duì)全部縱向受力鋼筋進(jìn)行檢測(cè)，板類構(gòu)件抽取6根受力鋼筋進(jìn)行檢測(cè)。

混凝土結(jié)構(gòu)改變用途、使用環(huán)境改變、受到環(huán)境侵蝕、達(dá)到使用年限要繼續(xù)使用時(shí)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)鑒定，或按相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的結(jié)構(gòu)使用期間的鑒定。此時(shí)進(jìn)行的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)屬結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)。另外還有一種情況就是鋼筋保護(hù)層厚度工程質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果為不符合時(shí)，需進(jìn)一步進(jìn)行檢測(cè)確定時(shí)，同時(shí)工程質(zhì)量檢測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性能檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)應(yīng)將鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)要求相同的構(gòu)件作為一個(gè)檢驗(yàn)批，抽樣數(shù)量按GB/T 50784-2013混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的檢驗(yàn)批最小樣本容量A類確定受檢構(gòu)件數(shù)量。受檢構(gòu)件包括梁、板、墻、柱。梁、柱類構(gòu)件對(duì)全部縱向受力鋼筋進(jìn)行檢測(cè)，墻、板類構(gòu)件抽取不少于6根縱向受力鋼筋(少于6根鋼筋時(shí)應(yīng)全數(shù)檢測(cè))進(jìn)行檢測(cè)。同一檢驗(yàn)批鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值按檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算均值推定區(qū)間，當(dāng)均值推定區(qū)間上限值和下限值不大于其均值的10%時(shí)，該檢驗(yàn)批鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值按推定區(qū)上限值確定。當(dāng)均值推定區(qū)間上限值和下限值大于其均值的10%時(shí)，宜補(bǔ)充檢測(cè)或重新劃分檢驗(yàn)批進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)不具備補(bǔ)充檢測(cè)或重新檢測(cè)條件時(shí)，應(yīng)以最不利檢測(cè)值作為該檢驗(yàn)批鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值。檢測(cè)時(shí)同樣應(yīng)注意縱向受力鋼筋保護(hù)層與最外層鋼筋保護(hù)層厚度的區(qū)別。鋼筋保護(hù)層結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)所測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度用于計(jì)算構(gòu)件有效截面高度和評(píng)估耐久年限，因此檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度的同時(shí)還應(yīng)測(cè)量構(gòu)件截面尺寸和碳化深度。

4 結(jié)語(yǔ)

準(zhǔn)確理解鋼筋保護(hù)層在鋼筋混凝土構(gòu)件中的作用機(jī)理，充分掌握鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)原則，兩者是對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和確定的關(guān)鍵。精準(zhǔn)的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果不僅是工程驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)價(jià)的依據(jù)，同時(shí)可以更好促進(jìn)鋼筋保護(hù)層施工控制工藝的改進(jìn)和發(fā)展，使其能夠更好保證混凝土構(gòu)件的安全性和耐久性。

［1］GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2011版)［S］.

［2］GB/T 50784-2013，混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］GB/T 50476-2008，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.