公路工程施工中鋼筋保護層厚度控制措施及檢測方法

胡秀麗

摘要：鋼筋保護層對結構物起著至關重要的作用，在鋼筋混凝土構件中混凝土一方面與鋼筋共同參與受力。鋼筋混凝土中如果鋼筋的保護層不足會影響構件的耐久性，嚴重的甚至使構件早早失效。針對當前保護層厚度不足的問題，查原因、找問題，提出施工控制措施和對策。

關鍵詞：鋼筋保護層；施工；控制；措施

Abstract: reinforced protective layer on structures plays a vital role in the reinforced concrete structures in reinforced concrete on the one hand and to participate in the force. If the rebar reinforced concrete protective layer shortage will affect the durability of components, severe and even the early component failure. The thickness of the protective layer for the current problem of inadequate investigation reasons, find the problem, proposed construction control measures and countermeasures.

Keywords: reinforced protective layer; construction; control; measures

中圖分類號：TU392.2 文獻標識碼：A文章編號：

目前高速公路工程建設正日新月異的發展，大量的小型結構物及橋梁結構物混凝土工程在施工過程，對混凝土的砂、碎石、水泥、鋼材及成品混凝土的強度、外形尺寸、外觀質量，一直精益求精，極其重視，但往往忽略了一個看似不重要的問題——鋼筋混凝土保護層的問題。鋼筋保護層對結構物起著至關重要的作用，在鋼筋混凝土構件中混凝土一方面與鋼筋共同參與受力，同時保護鋼筋免受外界侵蝕。但由于混凝土自身逐漸風化的特性，混凝土表層會隨時間逐漸失去混凝土自身的密實的水泥石結構，逐漸變得疏松，甚至出現裂隙。鋼筋混凝土中如果鋼筋的保護層不足會影響構件的耐久性，可能導致鋼筋在使用期限內嚴重銹蝕失去功能，嚴重的甚至使構件早早失效。保護層過大有兩種情況，一種是構件尺寸不變，縮小鋼筋尺寸來達到目的，這樣就導致了鋼筋位置偏移，減弱了鋼筋的承載作用，有可能引發安全事故；另一種情況是鋼筋尺寸不變，構件尺寸變大，這將導致巨大的浪費；有些構件局限于周邊條件尺寸無法變大。目前結構物施工工藝比較簡單，多為先行加工安裝鋼筋，采用模板控制構造物的幾何尺寸，澆筑混凝土并振搗密實，根據環境采用合適的養生措施。影響結構物鋼筋保護層厚度的因素有很多，現結合項目特點，淺談一下保護層厚度不合格的原因及控制的相關施工措施。

一、鋼筋保護層的定義及作用

鋼筋保護層有兩種：保護層、凈保護層。所謂鋼筋保護層就是結構混凝土中，受力鋼筋的外緣到構件表面之間的混凝土；所謂凈保護層就是結構混凝土中，鋼筋骨架箍筋、水平筋、螺旋筋的外緣到構件表面之間的混凝土。

鋼筋混凝土保護層的作用主要有兩點：一是保證受力鋼筋與砼之間的良好粘結，使鋼筋與混凝土共同受力，提高鋼筋混凝土結構的使用性能；二是保護層混凝土受力鋼筋免受外界環境的腐蝕，保證結構的使用性能不受破壞，延長結構的使用壽命。

道路結構混凝土與工業民用建筑不同，民用建筑結構混凝土常有外裝飾，或采用特殊防護設計處理，而道路混凝土結構施工結束后，直接交付使用。保護層不足或過厚，在使用時，結構表面會出席不同程度的裂縫或過早造成鋼筋的銹蝕，既影響結構的使用性能及耐久性，也影響結構的外觀。

二、保護層厚度不合格的原因及預防措施

保護層不合格一般都是偏薄較多，也就是小于設計保護層厚度，也有一些保護層厚度過厚，產生的原因主要有以下幾個方面：

（一）、規范鋼筋現場存放。鋼筋堆放不整齊、混亂，場地不平整，造成鋼筋變形。鋼筋存放場地應采用砼或者砂漿硬化，保證場地平整，鋼筋應采用方木或者條形平臺作為支點水平分類存放，嚴禁混亂堆積導致受壓不規則變形彎曲。

（二）、鋼筋的制作及安裝不準確。主要是承臺、系梁、蓋梁等部位。主筋彎曲制作時，彎起點控制不好，彎起位置控制不準確，導致鋼筋主骨架尺寸不合要求，骨架偏小，則保護層過厚；骨架偏大，則主筋保護層不足。在鋼筋下料時，應準確控制彎起位置，鋼筋骨架制作時應嚴格控制尺寸，綁扎鋼筋所有的扎絲頭均要求彎曲向里，防止侵入保護層，以免影響保護層厚度。當承臺、系梁較大時，鋼筋籠較重，砼澆筑過程中人員、砼對鋼筋骨架的影響，造成鋼筋骨架下沉或者變形，普通砂漿墊塊強度不足，造成承臺底部保護層變小，頂部保護層變大。現場可采用高強砂漿墊塊或者細石混凝土條，砂漿墊塊應每平米不少于4個，細石混凝土條高100mm，寬100mm，長為承臺（系梁）長，間隔2m 一個（可根據實際情況調整），這樣既能保證保護層厚度，后期綁扎鋼筋也非常方便；蓋梁底板采用定型模板，鋼筋骨架吊裝前將高強砂漿墊塊綁扎到鋼筋骨架上，間距采用60*60cm。砼澆筑時應均勻放料，防止放料過猛，造成鋼筋骨架變形。模板加固需使用拉筋時，要加工專用的套筒和拉桿，將套筒焊接在承臺主筋上并通過套絲與拉桿連接，拉桿外套采用PVC管，待拆模時將拉桿擰出，用砂漿封堵拉桿空洞。

（三）、安裝鋼筋時產生的偏差，偏向一側，造成一側偏大，另一側偏小。主要是立柱、梁板、肋板、薄壁墻身等部位施工。

1、目前墩柱的施工工藝比較簡單，多為先行加工安裝鋼筋，采用定型鋼模板控制墩柱的幾何尺寸，澆筑混凝土并振搗密實，根據環境采用合適的養生措施。影響墩柱保護層厚度的因素有很多，工序上分為以下幾方面主要原因：

（1）、鋼筋加工安裝原因

保護層厚度在施工過程中反映為鋼筋與模板的距離，因此，墩柱鋼筋的骨架幾何尺寸直接影響成型后墩柱的保護層厚度。在模板幾何尺寸一定的情況下，墩柱骨架鋼筋尺寸愈大，則相應的保護層厚度愈小，反之亦然。其次，由于墩柱的平面位置要求比較嚴格，《公路工程質量驗收評定標準》規定墩柱的軸線偏位為10mm，而墩柱保護層厚度的要求為±5mm，這就意味著墩柱鋼筋的安裝位置必須控制在設計位置±5mm內，否則墩柱的平面位置與保護層無法同時滿足標準要求，出現這種情況時一般以犧牲墩柱保護層厚度來保證平面位置的準確，這也是目前的通病。其次，鋼筋骨架運輸過程中，野蠻作業造成鋼筋骨架破壞；施工過程中，特別是樁柱搭接施工時，因鋼筋直徑大，扳較困難，不能很好的調整，造成鋼筋保護層厚度過大或者過小。另外墩柱鋼筋的骨架剛度也是很重要的方面，鋼筋的精確定位目前一般只控制頂與底，如果骨架自身剛度不足，勢必導致鋼筋中部位置失去控制，進而影響到保護層的控制。

（2）、定型鋼模板原因定型模板的幾何尺寸直接決定成型后墩柱的幾何尺寸，墩柱的幾何尺寸與鋼筋骨架的幾何尺寸及平面位置共同決定了保護層。在其它影響因素不變的情況下，模板幾何尺寸愈大將導致保護層厚度愈大，反之亦然。在假設鋼筋平面位置與幾何尺寸嚴格與設計一致的情況下，模板的最大幾何尺寸誤差也不能超過5mm，如果考慮到鋼筋平面位置與幾何尺寸的合理誤差，模板加工要求的精度就更高。

(3)、混凝土澆筑

混凝土澆筑工藝直接影響到已經調整并加固完畢的鋼筋及模板，如下料方式不當容易造成鋼筋與模板間墊塊脫離位置，振搗人員上下方式不當容易引起鋼筋整體晃動并導致位置偏移，振搗棒插入位置不當容易導致鋼筋移位。

2、針對性措施

控制保護層的總體工作思路在嚴格控制鋼筋及模板平面位置、幾何尺寸的基礎上控制鋼筋與模板的距離，并使鋼筋、模板及相應的固定設施（墊塊、模板固定支架及拉索）形成一個整體，在澆筑混凝土過程中避免破壞鋼筋、模板的整體性，從而保證鋼筋保護層厚度在控制范圍內。遵照這一思路，結合前面的原因分析，針對性的進行措施研究。

（1）墩柱鋼筋加工安裝

墩柱鋼筋一般設計為豎向受力主筋按照一定間距焊接固定到環向骨架鋼筋上，在主筋外側按照一定間距盤繞螺旋形箍筋。因此，控制墩柱鋼筋籠的幾何尺寸關鍵在于控制環向骨架鋼筋的幾何尺寸。經多個工地觀察發現現場加工工人很難準確把握環形骨架鋼筋的半徑，圖紙一般只提供環形骨架鋼筋中心軸線半徑，無法直接用于生產控制。經過多次數據測算調整，發現加工環形骨架筋的圓柱形構件半徑＝環形骨架半徑-環形骨架筋鋼筋半徑-4mm～6mm時效果最好。環形骨架鋼筋直徑16mm～20mm時取用4mm，22mm～25mm時取用5mm，大于25mm時取用6mm。

鋼筋骨架整體剛度通過加強主筋與環形骨架筋焊接及主筋與外部螺旋形箍筋固定來實現。筆者在鋼筋加工、安裝現場發現，對于鋼筋籠整體的剛度而言，主筋與螺旋形箍筋的固結尤為重要，建議在主筋與螺旋形箍筋交叉點采用點焊或鐵絲梅花形固定，即間隔一個交叉點固定。另外螺旋形箍筋使用前先調直，在半徑相近的圓形構件上彎曲成相近環形半徑備用，保證螺旋形箍筋與主筋密貼。

鋼筋安裝定位先確定中心點，放樣時同排立柱應一起放樣，同時放樣從樁基到蓋梁采用同兩個護樁穿軸線的放樣方法，在檢查準確后，按照圖紙設計半徑±5mm在現場用墨線標出，鋼筋安裝時只有全部主筋都落在墨線形成的環內才可固定，完成鋼筋的安裝工作。還有一種方法就是在立柱根據第一次放樣點焊立好鋼筋籠后， 在進行焊接。可在立柱鋼筋籠上焊一個十字架，將放樣點引到十字架中心，這樣其它階段立模施工就可利用鉛錘恢復原放樣點。以上兩方法可保證每次放出的點位與原放樣點重合；同時在接樁時就必須將鋼筋籠校準，否則接樁混凝土澆筑后，點位放的再準，立柱鋼筋籠已無法校準。

（2）墩柱模板加工

墩柱定型鋼模板從模板設計、模板加工制作控制模板的幾何尺寸。模板設計一方面保證構件的幾何尺寸，同時考慮模板的周轉次數，進行相應的剛度設計；定型鋼模板在起吊、運輸、使用時需要考慮模板的承載情況，確保使用過程中模板不變形。

模板加工需要設計相應的胎模，在胎模上進行預拼裝，檢查各項數據指標，合格后電焊固定。電焊焊接過程中一定要考慮電焊溫度變化在模板內部形成的內應力，防止模板從胎模上落架后由于自身內應力過大逐步變形，根據模板剛度決定一次施焊長度，一般控制在2cm左右，并且實施跳焊，分散模板內部的溫度應力，避免應力集中。

（3）墩柱混凝土澆筑

為減輕混凝土入模沖擊力對鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土自由落體高度大于2m時采用串筒，必要時設置減速板。另外人員上下通過專用軟梯，禁止通過攀爬固定完畢的鋼筋。振搗時嚴格控制振搗棒的落點位置在距離鋼筋10cm～15cm處，禁止振搗棒碰觸鋼筋。

(三)、保護層墊塊的原因。鋼筋保護層的控制主要是用高強砂漿墊塊來獲得。墊塊的數量及施工質量，對成型后的混凝土保護層具有決定性的作用，在施工過程中，往往為了圖省事或嫌麻煩，少放置墊塊，甚至不放，或者綁扎墊塊的位置不準確、綁扎的不牢靠，這樣在混凝土的澆筑過程中，因受混凝土卸料的沖擊或振搗等原因，造成保護層厚度不合格。另外墊塊的設計不合理、制作不合格也能產生不合格現象。

（四）、受外力產生變形，安裝后又沒有及時校正；鋼筋骨架整體固定不牢，混凝土澆筑過程中鋼筋骨架發生位移；細直徑鋼筋在安裝、混凝土澆筑過程中受人力踩踏或設備碰撞等原因產生變形。

主要是梁板施工。1、梁板鋼筋一般都在鋼筋模架上加工好后進行吊裝，吊裝過程中直接使用鋼絲繩掛在鋼筋網片上，鋼筋網片受力不均勻，容易產生變形；為了解決這一問題，在梁板施工前，采用圓鋼管制作鋼筋專用吊裝架，吊裝時將鋼絲繩先掛在吊裝架上，在吊裝架上每隔2m設置2-3個掛鉤，將掛鉤垂直掛到鋼筋網片上，吊裝時輕吊輕放，以免鋼筋網片變形，影響保護層厚度。

2、鋼筋網片在吊裝過程中因為碰撞等原因造成高強砂漿墊塊位置發生變化，或者在吊裝過程中鋼筋網片發生變形，安裝后沒有及時校正，導致保護層厚度不合格。在鋼筋網片入模后，組織人員對鋼筋骨架進行檢查，及時調整變形的鋼筋骨架或者調整砂漿墊塊的位置。

3、混凝土澆筑過程中受人力踩踏、振動棒振搗等因素影響，造成鋼筋骨架位移、變形，從而影響保護層厚度。施工過程中盡量減少人員直接站到鋼筋骨架上面，振搗過程中盡量避免振動棒直接接觸到鋼筋骨架。

（五）、其他原因。除上述原因外，常見的還有鋼筋骨架運輸過程中，鋼筋施工不規范，野蠻作業破壞鋼筋骨架；樁位搭接施工時，規范允許偏差值不等，搭接時因鋼筋直徑大，扳較困難不能很好的調整，加上鋼筋及模板垂直度等的原因，常出現保護層厚度不合格。

三、鋼筋保護層厚度檢測

（一）、檢測儀器及原理。常見的檢查鋼筋保護層厚度的儀器主要有三種，國產鋼筋檢測儀、進口鋼筋檢測儀和結構探測雷達。三種儀器均是利用電磁原理進行鋼筋檢測。即利用信號發射裝置產生一定頻率的交變電磁場，激發混凝土內鋼筋產生感生電流，鋼筋內的感生電流又激發出二次交變電磁場，被接收裝置接收和識別，根據接收到的二次交變電磁場的強弱，確定鋼筋的位置、深度和鋼筋直徑。

（二）、測線布置。確定被測受力鋼筋的排列方向（走向），然后垂直受力鋼筋的走向布置一跳測線，沿測線對受力鋼筋進行連續掃描，確定鋼筋的位置和保護層厚度，每條測線上掃描不少于6根受力鋼筋（梁板底板受力鋼筋要全部掃描）。當有平行于測線的鋼筋分布時，為了避開鋼筋影響，提高測試精度，要先用鋼筋儀掃描出這些鋼筋的位置。然后在相鄰的兩根鋼筋間布置測線。

（三）、提高測試精度的幾個方法。要提高測試精度，應在以下幾個方面下功夫：

1、預設鋼筋直徑。預設值接近混凝土內鋼筋真實值時，測試誤差小，測試精度高。

2、選擇合適的檔位。保護層厚度在60mm以內時，用淺層測試檔，超過60mm時用深層測試檔。

3、探頭復位。測試過程中，探頭上或多或少有一些剩磁存在，影響測試。此時要將探頭舉到空氣中進行復位操作，提高測試精度。

4、快慢結合。離鋼筋較遠時，探頭移動速度可以快一點，當接近鋼筋正上方時，要緩慢移動，并在鋼筋正上方附近來回移動，以準確確定鋼筋位置和保護層厚度。

5、避開無關鋼筋干擾。測縱向鋼筋時，要先掃描橫向鋼筋，在相鄰的兩根橫向鋼筋之間布置測線。

對鋼筋保護層厚度檢測的重要性的認識有待提高，很多人認為保護層厚度檢測值是走形式，有些檢測單位沒有意識到這個問題的嚴重性，當抽檢到某一構件不合格時，換一個合格的構件檢測，更有部分單位人為調整數據的現象，給工程造成了很大的安全隱患。

總之，鋼筋保護層厚度檢測是結構驗收的一項重要內容，關系到人民生命財產的安全，應該引起人民的足夠重視，對于檢測中發現的問題要認真對待，積極處理，才能保證工程質量的安全。