關(guān)于結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果代表性、檢測(cè)結(jié)論科學(xué)準(zhǔn)確性的探討

朱海良，張杰，李新春

（重慶市建設(shè)工程質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心有限公司，重慶 400016）

0 引言

混凝土保護(hù)層是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋外邊緣至構(gòu)件表面范圍用于保護(hù)鋼筋的混凝土，鋼筋保護(hù)層厚度是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件最外層鋼筋（包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等）的外邊緣到混凝土表面的最小距離。鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求是混凝土碳化和脫鈍、避免鋼筋銹蝕、握裹層混凝土對(duì)受力筋的錨固、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的重要保障。筆者在鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)報(bào)告的檢查中發(fā)現(xiàn)不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條“對(duì)每根鋼筋，應(yīng)選擇有代表性的不同部位量測(cè)3 點(diǎn)取平均值”、第E.0.5 條第3 款“每次抽樣檢測(cè)結(jié)果中不合格點(diǎn)的最大偏差均不應(yīng)大于本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍”存在不同理解。某些報(bào)告已用于工程質(zhì)量驗(yàn)收，由于檢測(cè)結(jié)果無(wú)代表性、檢測(cè)結(jié)論無(wú)科學(xué)準(zhǔn)確性，給已驗(yàn)收工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性、握裹層混凝土對(duì)受力筋的錨固、承載力留下了安全隱患，本文就如何確保用于混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)厚度檢測(cè)結(jié)果代表性、檢測(cè)結(jié)論科學(xué)準(zhǔn)確性進(jìn)行分析探討。

1 鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果代表性的探討

混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)定結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015附錄E 的要求，該附錄第E.0.2 條“對(duì)每根鋼筋，應(yīng)選擇有代表性的不同部位測(cè)量3 點(diǎn)取其平均值”，在其條文說明中也明確了“有代表性的部位”是指該處鋼筋保護(hù)層厚度可能對(duì)構(gòu)件承載力或耐久性有顯著影響的部位，但在實(shí)施過程中出現(xiàn)了不同理解，從而導(dǎo)致了不同檢測(cè)結(jié)果的出現(xiàn)。

1.1 非懸挑類構(gòu)件（梁、板）鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果代表性的探討

目前，不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)“非懸挑類構(gòu)件（梁、板）縱向受力鋼筋代表性的不同部位3 點(diǎn)”有3 種不同理解：①構(gòu)件底部?jī)啥酥ё?、跨中位? 點(diǎn)取其平均值；②構(gòu)件底部跨中隨機(jī)相鄰間距3 點(diǎn)取其平均值；③構(gòu)件底部跨中、距跨中0.3l位置3 點(diǎn)取其平均值。在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，由于工人踩踏、澆筑振搗、混凝土自重等因素的影響，綁扎不牢的保護(hù)層墊塊、馬登鐵會(huì)發(fā)生移位，從而造成同一根鋼筋不同部位的保護(hù)層厚度有較大差異，非懸挑類構(gòu)件跨中附近的鋼筋保護(hù)層厚度通常偏薄。某工程現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)鋼筋保護(hù)層厚度15 mm，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)大量板跨中鋼筋存在銹跡或露筋，筆者按照三種理解選取了5 塊代表性現(xiàn)澆板進(jìn)行了鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 五塊現(xiàn)澆板6 根鋼筋不同部位的保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果

分析表1 可知，第①種理解的檢測(cè)結(jié)果合格率為100%，第②種理解的檢測(cè)合格率為0%，第③種理解的檢測(cè)結(jié)果合格率100%；不同理解下的檢測(cè)結(jié)果及合格率相差甚遠(yuǎn)，從而可能造成鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)論的誤判。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鋼筋保護(hù)層厚度是結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性、握裹層混凝土對(duì)受力筋的錨固性能及承載力的重要保障，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條的條文說明闡明了“有代表性的部位”是指該處鋼筋保護(hù)層厚度可能對(duì)構(gòu)件承載力或耐久性有顯著影響的部位”，據(jù)此可知非懸挑類構(gòu)件底部縱向受力筋代表性不同部位可取受力鋼筋錨固作用力較大處和跨中彎矩最大處。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)對(duì)兩端為固定支座構(gòu)件（梁）在均布荷載q 作用下，握裹層混凝土對(duì)縱向受力鋼筋錨固作用力最大位置推導(dǎo)如下：

圖1 兩端固接梁在均布荷載作用下的彎矩圖

彎矩為0 的位置為握裹層混凝土對(duì)縱向受力鋼筋錨固作用的起點(diǎn)位置，也是握裹力最大位置，設(shè)此處距梁左端的距離為x，則此處根據(jù)受力平衡有：

考慮到支座不是完全固接，彎矩零點(diǎn)至跨中的距離偏大一些，且為方便現(xiàn)場(chǎng)取值，梁底縱筋錨固段保護(hù)層厚度宜在距離跨中約0.3 倍計(jì)算跨度處（距離端部約1/5 計(jì)算跨度處）和跨中位置進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 懸挑類構(gòu)件（懸挑梁、板）鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果代表性的探討

目前，不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)“懸挑類構(gòu)件（懸挑梁、板）縱向受力鋼筋代表性的不同部位3 點(diǎn)”有3 種不同理解：①“構(gòu)件上部支座處、跨中、懸挑端點(diǎn)位置3 點(diǎn)取其平均值”；②“構(gòu)件上部支座處相鄰位置3 點(diǎn)取其平均值”；③“構(gòu)件上部支座處、1/4跨、跨中位置3 點(diǎn)取其平均值”。

與本文“1.1 條”混凝土施工對(duì)鋼筋保護(hù)層的影響因素同理，懸挑類構(gòu)件端部支座附近頂部縱向鋼筋保護(hù)層厚度偏大對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響最為顯著。某工程懸挑梁設(shè)計(jì)鋼筋保護(hù)層厚度為20 mm、箍筋直徑為8 mm，筆者按照三種理解選取了5 根具有代表性的挑梁進(jìn)行了鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 五根挑梁頂部縱向鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果

分析表2 可知，第①種理解的檢測(cè)結(jié)果合格率為100%，第②種理解的檢測(cè)合格率為0%，第③種理解的檢測(cè)合格率為0%；不同理解下的檢測(cè)結(jié)果及合格點(diǎn)率均存在不同，從而造成鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)論的誤判。

根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)可知懸挑構(gòu)件固定端彎矩最大、剪力最大，握裹層混凝土對(duì)鋼筋的握裹力也最大，結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條“有代表性的部位”的解釋，對(duì)于懸挑構(gòu)件代表性的不同部位應(yīng)選在端部支座上表面的不同部位，測(cè)量3 點(diǎn)取其平均值。但考慮施工過程中鋼筋墊塊一般距挑梁端部200 mm 開始設(shè)置，臨近挑梁固定端的箍筋綁扎可能脫落而對(duì)縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度造成影響，建議懸挑類構(gòu)件有代表性的3 個(gè)不同部位選取方式為：距錨固端約200 mm 且避開橫向箍筋為第1 點(diǎn)，在其相鄰1 倍箍筋（或橫向筋）間距、2 倍箍筋（或橫向筋）間距位置為第2點(diǎn)、3 點(diǎn)。

2 檢測(cè)結(jié)論科學(xué)準(zhǔn)確性探討

混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)定，結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—2015 附錄E 的要求，該附錄第E.0.5 條第3 款“每次抽樣檢測(cè)結(jié)果中不合格點(diǎn)的最大偏差均不應(yīng)大于本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍”，在實(shí)際工作中對(duì)“檢測(cè)結(jié)果”存在兩種不同理解，一種理解是每根鋼筋3 點(diǎn)的平均值，另一種理解是每根鋼筋的單點(diǎn)值，兩種理解可能造成檢測(cè)結(jié)論完全不同。

以本文表1 中第③種理解“跨中、距跨中0.3l位置3 點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果”為例，以每根鋼筋代表性不同部位3 點(diǎn)平均值統(tǒng)計(jì)的合格率為100%，若以3 點(diǎn)平均值為檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢測(cè)結(jié)果最大偏差，則檢測(cè)結(jié)果最大偏差均未超過本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍，應(yīng)判定縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度合格；但以每根鋼筋的單點(diǎn)值為檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢測(cè)結(jié)果最大偏差，則跨中縱向受力筋保護(hù)層厚度均嚴(yán)重超過允許偏差的1.5 倍，應(yīng)判定為不合格；跨中縱向受力鋼筋保護(hù)層均嚴(yán)重偏薄，從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕方面分析，該鋼筋保護(hù)層厚度已嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性及握裹層混凝土對(duì)縱向受力鋼筋的錨固作用。

同理，若縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度存在大量單點(diǎn)值嚴(yán)重超過本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍，但以3 點(diǎn)平均值為檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)合格點(diǎn)率及最大偏差均滿足本規(guī)范的要求而判定合格的話，此檢測(cè)結(jié)論為漏判，會(huì)給結(jié)構(gòu)耐久性和承載力造成安全隱患。

由以上分析可知，“每次抽樣檢測(cè)結(jié)果中不合格點(diǎn)的最大偏差均不應(yīng)大于本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍”中的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)理解為“每根鋼筋的單點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果”，并以此結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及結(jié)論判定更為科學(xué)準(zhǔn)確，更能確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性、混凝土對(duì)鋼筋的握裹力和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)中，為確保檢測(cè)結(jié)果代表性、結(jié)論科學(xué)準(zhǔn)確性，筆者認(rèn)為應(yīng)按如下方法確定代表性的不同部位及檢測(cè)結(jié)論：

1）代表性部位的選擇：非懸挑類構(gòu)件縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度代表性的不同部位3 點(diǎn)宜選擇跨中、距跨中0.3l位置進(jìn)行測(cè)量，并以3 點(diǎn)平均值統(tǒng)計(jì)合格率；懸挑類構(gòu)件縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度代表性的不同部位3 點(diǎn)宜選擇距錨固端約200 mm 且避開橫向鋼筋為第1 點(diǎn)，在其相鄰1 倍箍筋（或橫向筋）間距、2 倍箍筋（或橫向筋）間距位置為第2 點(diǎn)、3 點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并以3點(diǎn)平均統(tǒng)計(jì)合格率；

2）“每次抽樣檢測(cè)結(jié)果中不合格點(diǎn)的最大偏差均不應(yīng)大于本規(guī)范附錄E.0.4 條規(guī)定允許偏差的1.5 倍”中的“檢測(cè)結(jié)果”應(yīng)理解為“每根鋼筋的單點(diǎn)保護(hù)層檢測(cè)結(jié)果”，并以此結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及結(jié)論判定。