混凝土结构钢筋保护层厚度控制研究

樊祥林

摘要：钢筋混凝土保护层与钢筋混凝土结构构件力学有关，本文讨论了钢筋保护层厚度对构件承载力、构件耐久性的影响，分析了钢筋保护层厚度控制的重要性，以及控制钢筋保护层厚度的方法和措施。

关键词：混凝土结构；钢筋保护层；厚度控制

前言

对于钢筋混凝土构件而言，保护层的重要性是不言而喻的。保护层过小，可能导致钢筋在使用期限内严重锈蚀失去功能；保护层过大有两种情况，一种是构件尺寸不变，缩小钢筋尺寸来达到目的，这样就导致了钢筋位置偏移，减弱了钢筋的承载作用，有可能引发安全事故；另一种情况是钢筋尺寸不变，构件尺寸变大，这将导致巨大的浪费；有些构件局限于周边条件尺寸无法变大。钢筋混凝土结构是房屋建筑、市政工程中被广泛采用的结构形式。在我们的建设工程质量监督的日常工作中，对钢筋混凝土结构工程实体质量的检查监督无疑是一个重点。由于钢筋混凝土工程量大面广，在检查中我们经常发现一些施工单位在施工过程中对混凝土结构中的钢筋保护层厚度控制不严，造成钢筋位置不准。再加上模板尺寸偏差较大等因素造成钢筋保护层超标，并且在混凝土浇筑后，又不能直观的看到其内部结构，因而给工程质量带来隐患。

1钢筋保护层厚度对构件承载力的影响

钢筋在混凝土结构中所起的作用不仅取决于强度和配置数量，很大程度上取决于钢筋在截面中的位置及钢筋保护层厚度。如果钢筋保护层不达标会引起严重后果，列如，梁或墙上的混凝土板的负弯矩钢筋在混凝土板中的位置仅靠两端支撑，中部多数没有支撑物而悬空。当钢筋受到施工扰动时，会引起钢筋位置的变化或与板底的钢筋重叠，从而增加负弯矩钢筋的保护层厚度，改变混凝土板的受力状态，使其产生挠曲变形，造成混凝土板沿梁边或墙边产生裂纹。同样，当雨棚和檐口等悬臂板支座上部的负弯矩钢筋，由于绑扎位置不对或绑扎不牢固而受到扰动时，负弯矩钢筋也容易倒伏，或达不到设计高度，使负弯矩筋保护层过大，造成支座上部的混凝土板产生裂缝或断裂。如果钢筋保护层过大还会降低构件的承载力。根据钢筋的抗拉强度、屈服强度、钢筋弯矩以及钢筋配量与构件承载力的关系得出：在钢筋混凝土板承载力不变的情况下，对于80mm和100mm厚的钢筋混凝土楼板，当保护层厚度有15mm增值25mm时，其钢筋用量必须增加24%和17%。若钢筋用量不变，钢筋保护层厚度增加了10mm，其承载力将分别下降24%和17%。

2钢筋保护层厚度对构件耐久性的影响

钢筋保护层过厚易使构件产生裂缝或断裂降低构件法人承载能力；钢筋保护层过薄，将影响构件的耐久性和受力钢筋的粘结性能，产生钢筋混凝土保护层的劈裂裂纹，导致钢筋和混凝土不能更好共同工作，使钢筋的强度无法充分发挥作用，且裂缝对构件的腐蚀构成了严重威胁，另外，据有关调查和试验研究证明，保护层混凝土的完全碳化是混凝土中钢筋锈蚀的前提，混凝土保护层的完全碳化时间同其厚度成正比的，混凝土碳化后钢筋开始并加快锈蚀。构件的耐久年限主要和混凝土完全碳化的时间有关。由此看来钢筋保护层过薄或过厚都对混凝土构件产生不利的影响。因此，钢筋混凝土保护层厚度必须按GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的要求进行设计和偏差控制。钢筋保护层是特别容易忽视但是又特别重要的问题。因此我们要加强对施工工人的教育和管理，充分认识到钢筋保护层对工程的重要性。

3钢筋混凝土结构钢筋保护层厚度控制存在的问题

3.1错误理解

实际工作中，工程技术人员对混凝土保护层厚度的规定有下列错误理解。

1)规范规定的混凝土保护层厚度c为最小值，而实际却均按最小值控制。如梁、柱混凝土保护层任何情况下均取最小值25mm。

2)只重视纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度，忽略箍筋应具有的保护层厚度或忽视二者的不同。

3)在设计或施工主、次梁时，主、次梁的上部第1排负筋保护层厚度均取最小值25mm，忽略主梁第1排负筋钢筋保护层厚度应取决于板筋、次梁上部第1排负筋直径及保护层厚度等因素。

4)只重视框架柱的钢筋混凝土保护层厚度，剪力墙的钢筋混凝土保护层厚度普遍偏厚，造成有效厚度减小。

3.2错误事例

1)某多层建筑为框架结构，框架柱的纵向钢筋直径为28，30mm，箍筋直径为12mm，结构设计时采用软件计算，设计人员计算时统一输入“c=25”，施工人员提出异议，设计人员却始终不同意将保护层厚度调整为30mm，造成施工难度加大和符合性降低。

2)设计施工时，由于上部第1排负筋保护层厚度相同，主梁上保护层厚度未减去次梁第1排负筋直径，造成主梁箍筋高度偏高，主、次梁相交节点处负筋位于主梁负筋之上，实际是占用箍筋和板负筋位置，造成此处板面负筋保护层厚度严重不足，甚至露筋；有的工地甚至将此节点处板面标高提高，导致楼板平整度出现问题。

3)施工时，将纵向钢筋保护层垫块放置于箍筋下方，造成底部纵向钢筋实际保护层厚度增加1个箍筋直径厚度，导致上部板的保护层厚度不够。通常情况下，纵向钢筋保护层垫块厚度是25mm，而箍筋及板筋的保护层垫块厚度是15mm，施工时必须注意区别并严格控制。图1中放置于箍筋下方的钢筋保护层垫块厚度是25mm，显然是工人和管理人员忽视了二者的不同。

4钢筋保护层厚度控制的方法和措施

钢筋混凝土保护层是关系到钢筋混凝土结构构件力学性能和构造物使用寿命的重要因素，在施工中要加强混凝土保护层厚度控制，满足设计和规范要求。我合同段在施工中要从以下几个方面，对混凝土保护层厚度进行控制：（1）认真做好技术交底，特别是对施工班组的交底。要使施工人员明白不同的施工部位对保护层厚度有不同的要求。对于不同部位采取不同的控制措施。（2）注重钢筋的放样工作。钢筋放样人员应熟悉图纸及规范的要求。钢筋加工时放样尺寸要正确，特别是对一些钢筋布置密集，复杂的图纸，钢筋须经计算后根据实际进行放样。（3）加强模板质量控制。模板制作的尺寸偏差也会导致保护层的超标，所以还要注意模板工程的制作和安装。制作要规范、尺寸要精确，特别是缩模、扩模现象很容易导致钢筋保护层超限。我合同段使用的是定型拼装钢模板，使用前要加强对模板的尺寸和质量进行检查。（4）重视钢筋的绑扎成型工序。绑扎时要按图纸、规范操作，保证钢筋骨架各部分尺寸及精度。合理安排各方向的主筋与副筋位置，确保主筋位置的安放准确，是避免出现钢筋保护层偏差的前提。（5）安放、绑扎固定钢筋保护层垫块应作为钢筋工程施工中的一个重要环节。我合同段对于不同部位采取不同类型的垫块和控制形式，施工中要做到以下几点：一是不同的施工部位使用不同尺寸的垫块；二是垫块的数量应满足要求，垫块的纵横向间距控制；三是当钢筋直径较小时，应适当加密垫块。（6）钢筋骨架成型后，注意成品保护。加强监管力度，禁止施工人员在已绑扎成型并经验收的钢筋上随意的乱踏，且不得将较重的机械设备器具放在钢筋骨架上，造成垫块被倾倒或脱位，使保护层厚度得不到保证。（7）保护层检查。（8）混凝土浇捣过程中振捣做到有序振捣。混凝土过振、漏振或振动棒触及钢筋骨架，都会造成保护层厚度不满足要求。施工中还要对易于偏位的钢筋应作有效的固定。

结束语

因此，梁、柱结构设计计算时应注意其钢筋的混凝土保护层厚度的取值，不能片面地理解规范的某一条款，设计、施工应遵循符合实际的原则。必须加强钢筋混凝土结构钢筋保护层的厚度控制措施，确保工程质量和建筑结构耐久性。

参考文献：

[1]工程结构设计基本术语标准：GB／T50083—2014[s]．北京：中国建筑工业出版社，2015．

[2]混凝土结构设计规范：GB50010一2010(2015版)[s]．北京：中国建筑工、lk出版社，2015．