淺談鋼筋保護層在鋼筋混凝土工程施工中的質(zhì)量控制

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

橋梁混凝土的耐久性已經(jīng)成為當今國際混凝土協(xié)會研究混凝土耐久性的熱門話題，從90年代的“百年大計，質(zhì)量第一”到《公路鋼筋混凝土及應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》〔JTG 3362--2018〕中多次明確100年的設(shè)計使用年限，且指出，實體檢測中，鋼筋保護層已作為影響結(jié)構(gòu)使用安全的一項必檢指標之一。由此可以看出，當今社會對工程質(zhì)量的要求已經(jīng)不僅僅是一種口號，而是以實質(zhì)性、規(guī)范性的文件形成了對工程質(zhì)量的約束。規(guī)范還提出了幾項關(guān)于混凝土耐久性的指標，但混凝土的耐久性問題十分復(fù)雜，其中鋼筋銹蝕是影響混凝土耐久性的主要因素之一1。在公路橋梁工程中，鋼筋銹蝕引起的橋梁混凝土破壞的問題也隨著我國高速公路大量建設(shè)而逐漸顯露出來，特別是鹽漬土地區(qū)、受氯鹽污染的沿海地區(qū)和北方撒鹽除冰地區(qū)的高速公路橋梁和市政橋梁已破壞十分嚴重，并已成為橋梁病害里面一個突出性的災(zāi)害問題。要保證混凝土的耐久性，保證鋼筋不被銹蝕，首先要確保鋼筋保護層滿足相關(guān)文件要求。

1 工程概況及地理環(huán)境

溫州繞城高速西南線第10 標段主要工程量為主線橫塘大橋和萬全樞紐互通橋。樞紐包含8 條匝道，均以橋梁為主，其中5 條匝道部分段落為現(xiàn)澆箱梁，其余為預(yù)制箱梁及預(yù)制T 梁。項目橋梁所包含工程量有樁基890 根、立柱763 根、蓋梁299 個、箱梁1180 片、T 梁157 片、現(xiàn)澆箱梁28 跨。其中每一個結(jié)構(gòu)物都和鋼筋保護層息息相關(guān)，無論施工圖紙還是浙江省交通運輸廳針對浙江省頒發(fā)的《浙江省公路水運工程電磁應(yīng)法鋼筋保護層厚度檢測指南》對鋼筋保護層均做了明確要求，要保證工程按期完工和順利通車，鋼筋保護層的控制也就成為項目的節(jié)點工程。

項目位于浙江溫州與福建交界的平陽縣境內(nèi)，此地域為受氯鹽污染較為嚴重的沿海地區(qū)，地理條件特殊，海風(fēng)常年四季不斷，降雨量充沛，空氣濕度比較大，特別是每年3、4月份梅雨季節(jié)，溫度適宜，空氣潮濕，如果鋼筋保護層過厚或者過薄導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，恰巧為鋼筋的銹蝕創(chuàng)造了良好的條件，并且此地常見一些中小橋梁鋼筋銹蝕十分嚴重，特別是立柱、護欄均能見到由內(nèi)而外的銹跡，為橋梁后期使用留下了隱患。近年來浙江省對沿海地區(qū)鋼筋保護層的要求也，更加嚴格。鋼筋保護層控制也就成為項目工程質(zhì)量控制的的重中之重。

2 項目施工過程中保護層出現(xiàn)的問題及產(chǎn)生的后果

2.1 混凝土鋼筋保護層過薄

（1）在施工過程中出現(xiàn)鋼筋保護層過薄，過薄會影響混凝土和縱向鋼筋的粘結(jié)力，從而削弱了結(jié)構(gòu)的承載能力，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定2。

（2）鋼筋保護層過薄對鋼筋的防銹不利，會使空氣中的碳酸根進入到混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋生銹，進而影響混凝土的耐久性，影響橋梁整體質(zhì)量。

（3）從防火方面來說，高溫會使構(gòu)件迅速破壞。如果保護層過薄，會使在高溫狀態(tài)下的鋼筋的屈服強度和極限強度出現(xiàn)不同程度的下降，進而致使混凝土結(jié)構(gòu)物承載力得到破壞，造成安全隱患，所以從防火方面來看，也需要保證保護層的厚度。3

2.2 鋼筋保護層過厚

（1）如果結(jié)構(gòu)物的截面尺寸滿足要求，那么鋼筋間距必然變小，會使混凝土的抗拉性能大大降低，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，也大大的降低了混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，嚴重時會引發(fā)事故。

（2）保護層厚度過厚，會使結(jié)構(gòu)物表面容易出現(xiàn)收縮裂縫和溫度裂縫，輕則會導(dǎo)致鋼筋銹蝕，對混凝土的耐久性產(chǎn)生危害。重則會引發(fā)重大質(zhì)量事故。

3 項目施工中鋼筋保護層出現(xiàn)的問題原因分析及采取的措施

3.1 鋼筋保護層出現(xiàn)的問題原因分析

3.1.1 技術(shù)人員對工人技術(shù)交底不到位

這主要體現(xiàn)在兩個方面。第一，技術(shù)人員自身技術(shù)實力欠缺，缺乏施工經(jīng)驗，對相關(guān)規(guī)范和設(shè)計文件沒有能研究透徹，圖紙上對結(jié)構(gòu)物要求的鋼筋保護層厚度沒能讀懂。例如橫塘大橋設(shè)計圖紙中對立柱鋼筋保護層厚度要求為凈40mm，對蓋梁鋼筋保護層厚度要求為60mm，凈保護層指的是受力鋼筋最外側(cè)邊緣到混凝土的表面距離為凈保護層。而保護層指的是鋼筋的中心位置到混凝土表面的距離。雖然只有一字之差，但對保護層的要求差別卻十分大4。第二，施工人員流動性大，如果不能及時對新進人員進行技術(shù)交底就會出現(xiàn)問題。因為新進施工人員質(zhì)量意識淡薄，隨意性大，對保護層的要求不清楚。例如；本項目中萬全樞紐H 匝道3-0 立柱施工，由于技術(shù)人員對現(xiàn)場施工交底不到位，施工人員將樁基鋼筋籠所用的加強筋誤用在立柱中，致使H 匝道3-0 立柱保護層合格率為0%。經(jīng)過對該結(jié)構(gòu)物開孔驗證，確認試驗結(jié)果無誤，最終對該立柱進行返工，給項目帶來經(jīng)濟和進度上的損失。為了進一步加強現(xiàn)場施工人員的質(zhì)量意識和責(zé)任心，我們對所有現(xiàn)場施工工人面對面做了技術(shù)交底，以及嚴格掌控新進場人員，做到不遺漏，遏制了以后施工過程中類似的質(zhì)量事故的發(fā)生。

3.1.2 墊塊質(zhì)量差，數(shù)量不足

目前工地上經(jīng)常使用的墊塊分為兩種，梅花形和圓形。梅花形用作立柱墩臺和蓋梁的保護層控制，以滿足不同保護層的要求，而圓形墊塊用作箱梁的保護層控制，兩種墊塊均為采購進場。因為對墊塊質(zhì)量沒有明確的要求，在采購過程中極易出現(xiàn)質(zhì)量不合格的墊塊進場，致使在施工過程中墊塊破損，造成保護層不合格。其次是在施工過程中工人不能按設(shè)計圖紙要求的數(shù)量對墊塊進行擺放或者擺放隨意，出現(xiàn)墊塊數(shù)量不足或著墊塊扎堆，致使保護層合格率降低。例如在匝道現(xiàn)澆箱梁底板的施工中，鋼筋型號為φ25φ28為主，鋼筋自重較大且鋼筋粗重，如果墊塊質(zhì)量不能滿足要求或者墊塊設(shè)置數(shù)量不足，在混凝土澆筑前鋼筋調(diào)整過程中，容易出現(xiàn)墊塊破碎，鋼筋會出現(xiàn)整體或者局部下沉，造成鋼筋保護層不足，產(chǎn)生一系列質(zhì)量問題，從而為橋梁整體埋下質(zhì)量隱患。

3.1.3 原材料不合格，混凝土坍落度不滿足要求

如今混凝土用砂石資源較為匱乏，特別是用于生產(chǎn)箱梁、T 梁的高強混凝土的砂石產(chǎn)量更低，如果對原材料的質(zhì)量監(jiān)管不到位，不合格原材料進場，特別是碎石級配不合格和粒徑超標。碎石級配不合格會致使混凝土流動性變差，粒徑超標致使混凝土在施工澆筑結(jié)構(gòu)物的過程中碎石不能隨漿體流動，夾在鋼筋與模板之間，使的墊塊松動，造成保護層合格率降低。其次，混凝土坍落度不能滿足要求，坍落度過小，造成混凝土流動性差，為了使混凝土結(jié)構(gòu)達到密實必須加長振搗時間，振搗的時間過長使的墊塊破損或者鋼筋移位，導(dǎo)致鋼筋保護層合格率下降。塌落度過大，混凝土出現(xiàn)離析，骨料和漿液分離，上浮力增大，容易導(dǎo)致鋼筋籠整體上浮，從而保護層合格率會降低，所以，合格的原材料以及滿足要求的混凝土是鋼筋保護層的重要的保障。

3.1.4 不能按規(guī)范對混凝土進行澆筑、振搗

混凝土澆筑過程也十分重要，規(guī)范明確要求：柱、墻等結(jié)構(gòu)物豎向澆筑高度超過3 米時，混凝土澆筑必須采取相應(yīng)措施，加以輔助工具5。如果混凝土澆筑時不能按規(guī)范要求施工，則對保護層影響十分大。例如在進行超高立柱澆筑時，工人為了避免麻煩，對超過3 米的立柱不加用串通等，導(dǎo)致混凝土自由落差太大，對鋼筋形成沖擊，致使鋼筋保護層合格率下降。其次，在混凝土澆筑過程中工人對鋼筋隨意踩、踏、扳、扯對墊塊造成損害，使鋼筋變形致使保護層合格率下降。

3.2 針對以上原因采取的防治措施

3.2.1 對鋼筋保護層要進行嚴格質(zhì)量控制，施工前，項目工程技術(shù)人員，要從思想上對鋼筋保護層引起重視，必須提高自身技術(shù)水平，認真研讀相關(guān)規(guī)范和設(shè)計圖紙；在對工人交底時，要準確、清楚的對不同部位如何控制保護層認真、詳細的對工人進行到位的技術(shù)質(zhì)量交底，且提出明確要求，是所有現(xiàn)場施工人員增強對保護層的意識。施工過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員要對鋼筋位置，保護層的大小進行檢查，及時作出調(diào)整，避免澆筑后因為保護層不合格造成返工。

3.2.2 在采購墊塊時加強質(zhì)量控制，嚴禁質(zhì)量不能滿足施工要求的墊塊進場。同時，對施工人員加強管理，提高施工人員的質(zhì)量意識，要求施工人員嚴格按照相關(guān)規(guī)范及設(shè)計圖紙要求的數(shù)量和位置對墊塊進行擺放，立模時要做到輕拿慢放，避免對墊塊造成質(zhì)量損害。

3.2.3 項目必須以質(zhì)量為重點，所有人員務(wù)必提高質(zhì)量意識。試驗室按照規(guī)范要求嚴把質(zhì)量關(guān)，對進場原材料進行每批次檢測，對不合格材料進行清場，嚴禁不合格材料用于混凝土施工中。其次，在混凝土拌制過程中按照配合比施工，對混凝土加強質(zhì)量控制，使得每盤混凝土坍落度都能滿足現(xiàn)場施工要求。

3.2.4 在混凝土澆筑過程中嚴格進行報檢程序，對超高的結(jié)構(gòu)物澆筑（立柱）進行加用串筒澆筑，對工人進行質(zhì)量教育，避免在澆筑過程中對鋼筋造成位移或者位移后不復(fù)位，鋼筋要求達到橫平豎直，混凝土澆筑時，施工人員不在鋼筋籠上扎堆，不堆積重物，以保證鋼筋保護層的合格率。例如在澆筑萬全樞紐B 匝道一蓋梁時，工人在等混凝土期間將混凝土吊斗放在蓋梁鋼筋籠上，造成部分墊塊破碎，部分綁扎鋼筋松散；因此，鋼筋保護層也就得不到保障，容易出現(xiàn)事故，所以，在混凝土澆筑過程中嚴格按照規(guī)范操作。

4 采取措施后取得的顯著效果

通過對本項目鋼筋混凝土保護層在施工過程中出現(xiàn)的原因進行分析和采取相應(yīng)的措施后，項目上立柱、蓋梁、箱梁等結(jié)構(gòu)物保護層的合格率有了顯著的提升，并且在隨后的第三方的交工檢測中合格率均能達到90%以上，滿足浙江省對鋼筋混凝土保護層的技術(shù)要求，為項目上創(chuàng)優(yōu)工程奠定了基礎(chǔ)。目前項目已順利完工，實現(xiàn)了按期通車，按期交工。

5 結(jié)束語

通過項目中鋼筋保護層出現(xiàn)的問題以及簡單的分析，不難看出，要確保鋼筋保護層的合格率在技術(shù)上并不難，只要方法上和措施上得力，就完全能夠滿足規(guī)范及設(shè)計文件要求，因此，在日常施工中，只要加強對施工人員的培訓(xùn)，嚴格控制施工工藝流程，就能保證橋梁工程質(zhì)量符合設(shè)計要求。同時鋼筋保護層在工程質(zhì)量中雖然不能起到?jīng)Q定性因素，但是如果在施工過程中忽視了鋼筋保護層的重要性，必然會給工程混凝土耐久性和結(jié)構(gòu)的安全性留下隱患，因此無論是從思想上還是管理上都必須加強重視，只有這樣才能作出“內(nèi)實外美”的精品工程。