如何有效控制橋梁結構鋼筋混凝土保護層厚度

張懷秀

（亳州市交通基本建設工程質量監督局，安徽 亳州 236800）

1 概 述

近年來，隨著橋梁建筑工程的迅速發展，鋼筋混凝土結構得到廣泛應用，無論是幾千米的特大型橋梁建造,還是一般小橋涵洞,都需要鋼筋與混凝土兩種材料共同來完成。鋼筋混凝土結構構件的鋼筋保護層偏差直接影響到鋼筋混凝土構件的力學性能及耐久性，關系到建筑物的使用安全及使用壽命，國內外出現的許多觸目驚心的橋梁垮塌事件多少都與保護層厚度質量失控原因分不開，因此新的質量驗收要求把鋼筋保護層厚度質量驗收作為上下部混凝土結構物質量驗收的必查指標。然而，從全國統計出的鋼筋保護層厚度合格率的數據來看，合格率普遍偏低，呈現出施工難、監管難、驗收難，保護層質量控制成了工程達優的一大障礙，因此如何有效控制橋梁結構鋼筋混凝土保護層厚度成為目前橋梁工程的重點。

2 重要性及必要性分析

2.1 標準規范對鋼筋混凝土保護層厚度的要求。

保護層指的是混凝土上面那層小部分墊層，起到保護鋼筋避免鋼筋直接裸露的作用。根據《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010），保護層厚度不再是縱向鋼筋（非箍筋）外緣至混凝土表面的最小距離，而是“以最外層鋼筋（包括箍筋、構造筋、分布筋等）的外緣計算混凝土的保護層厚度”。《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）及《公路工程竣（交）工驗收辦法實施細則》（交公路發〔2010〕65號）明確規定了結構物鋼筋保護層厚度驗收指標，而新的《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）及《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范》（JTG/TB07-01--2006）有關保護層厚度對不同環境作用下混凝土結構耐久性提出了更為嚴格的要求。

2.2 從結構物鋼筋及混凝土性能指標分析

2.2.1 力學指標性能

從原材料的力學性能而言，鋼筋具有較強的抗拉強度，混凝土則具有較高的抗壓強度，而其抗拉強度卻很低。因此，一般在考慮鋼筋混凝土的受力條件時，著重考慮的是混凝土的受壓應力和鋼筋的受拉應力。而鋼筋混凝土結構構件中鋼筋的實際受拉應力是否能與設計計算應力相吻合，主要取決于鋼筋在結構中的位置是否正確。一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應盡量靠近受拉一側混凝土構件的邊緣。如挑梁的受力筋應設在構件上部受拉區，如果鋼筋保護層厚度過大，輕則由于鋼筋不能有效發揮其應有的抗拉作用，而使混凝土受拉應力超標產生裂縫，重則由于懸挑結構上部鋼筋所受拉力的力矩高度變小，而使鋼筋受拉應力超標發生結構斷裂。此類事故在建設史上并不少見。再比如，大面積的現澆梁板，下排鋼筋如果墊得過高，保護層過大，在外加荷載作用下，混凝土下部受拉應力超標，也會產生板底裂縫。

2.2.2 粘結性能

鋼筋與混凝土具有一定的粘結強度，鋼筋在混凝土中的保護層必須具有一定的厚度，才能保證混凝土與鋼筋之間具有握裹力。如果鋼筋保護層厚度過小，鋼筋過分靠近結構構件的邊緣，容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，直接導致握裹力的減小。另外，鋼筋保護層過小，表層混凝土將隨著時間的推移而逐漸碳化，邊緣鋼筋失去保護作用而導致鋼筋銹蝕，鋼筋與混凝土之間也會失去粘結力，從而使構件的承載力降低，嚴重時還會導致整個結構體系的破壞。

2.2.3 耐久性

保護層還具有確保鋼筋混凝土結構的耐久性能。混凝土不密實、有裂縫、鋼筋保護層偏小，再加上混凝土碳化以及鋼筋的電化學反應等因素就會因此加速結構物被侵蝕，進而加快鋼筋銹蝕，導致結構物使用壽命縮短。因此，對一些于腐蝕氣體環境下等特殊的建筑結構，設計上對混凝土結構的鋼筋保護層還需作一些專門的規定，以確保建筑結構的耐久性。

3 施工質量控制措施

3.1 加強事前控制

組織相關單位認真做好圖紙會審、技術交底、施工班組的交底工作。在有的設計圖紙中，對保護層的厚度會根據情況有不同的要求。比如現澆梁板和梁的保護層厚度，當混凝土強度不同時，其要求的厚度是不一樣的。而基礎的迎水面保護層厚度通常為5cm，有時甚至要求達到10cm，這都要根據圖紙的要求來綁扎鋼筋。在實際工作中，經常發現鋼筋操作工不看結構圖紙總說明而僅憑經驗操作。不使用相應的標準墊塊，有時為圖省事亂用墊塊或少用墊塊而導致保護層產生偏差。這些現象都與施工單位不重視技術交底、施工管理不嚴有關。這些都是人為因素，應該可以完全杜絕。

3.2 注重施工過程中鋼筋翻樣工作

施工單位的翻樣人員應熟悉圖紙及規范的要求。翻樣時箍筋的翻樣尺寸要正確。對一些鋼筋密集和復雜的梁、柱交接處，主梁與次梁的交接處必須放實樣，合理安排各方向的主筋與副筋位置。同時確保鋼筋在制作時的尺寸正確，給施工現場鋼筋安裝、綁扎節點創造條件。避免由于交接點處鋼筋密集無法安裝而造成鋼筋擠占保護層位置，從而發生露筋的情況。

3.3 采用標準鋼模板

模板制作的尺寸偏差也會導致保護層的超標，所以還要注意模板工程的制作和安裝。制作要規范、尺寸要精確，采用鋼模板施工，減少施工造成的偏差。

3.4 加強工序驗收工作

技術部門及監管部門要重視鋼筋的綁扎成型工序的驗收工作，加強旁站，綁扎時要按圖紙、規范操作。保證鋼筋骨架各部分尺寸及精度，確保主筋位置的安放準確，是避免出現鋼筋保護層偏差的前提。對一些復雜的梁板結構，以及縱橫交錯的梁柱交接點應在認真交底的基礎上，合理安插主、次梁結構主鋼筋的位置，并注意施工順序，避免出現鋼筋擠占保護層的情況。

3.5 嚴格施工墊塊

保護層墊塊的制作及選擇是鋼筋保護層厚度控制的關鍵之一，根據不同部位制作了不同規格的“梅花形”墊塊。墊塊要采用專業精制模具加工，用高強砂漿制作成型，必須有效控制墊塊的幾何尺寸和自身強度，防止變形。同時，“梅花形”保護層墊塊采用創新的“點接觸”替代傳統的“面接觸”，大大提高了混凝土的外觀質量。同時要確保墊塊使用數量。一般要求間距0.8m～1m應設置1只墊塊，如果鋼筋直徑較小，則還應適當加密墊塊的間距。一般易出現梁板負彎矩鋼筋或雙層雙向鋼筋的上排筋保護層偏大，以及懸挑梁上部負彎矩鋼筋保護層偏大等問題，此處應作為鋼筋綁扎成型中關注的重點。

3.6 加強文明施工

有一些施工單位往往在澆搗混凝土時，無人統一指揮與監督。已綁扎成型并經驗收的鋼筋網上施工人員毫無禁忌地亂踩亂踏，甚至將設備器具壓在上面，造成支撐馬墩和墊塊被壓扁或踩倒，以及混凝土內鋼筋彎曲變型或位移。這樣就會使鋼筋位置及保護層厚度得不到保證。還有在混凝土澆搗過程中振搗無序，局部振搗過分或振動棒觸及鋼筋骨架，也會使鋼筋骨架變形、錯位，使保護層厚度不均。因此，在混凝土澆搗施工中，應做到規范操作，除了對易于偏位的鋼筋應作有效的固定外，應有專人指揮監督，嚴禁人員在鋼筋上隨意行走，振搗要按操作規范要求認真有序操作，振動捧不得隨意觸及鋼筋骨架。

4 結束語

鋼筋保護層是一個容易被忽視，然而卻對橋梁安全使用非常重要的問題。在橋梁施工中乃至橋梁事故中，發現的很多質量問題如梁板開裂、板底露筋、鋼筋銹蝕斷裂等就是由于鋼筋保護層厚度等原因引起的。因此，我們要不斷加強對保護層厚度的質量控制，在施工過程中，嚴把設計關、開工關、交底關、驗收關，同時加強對施工人員的教育和管理，充分認識到鋼筋保護層厚度對工程結構的重要性；加強過程控制，并特別注意施工中的負彎矩鋼筋的保護層問題，以確保構件的正常使用；加強工序簽認工作，施工單位和監理單位都要認真做好鋼筋工程的隱蔽驗收簽認工作；加強監管，各單位要增強自身的責任意識，完善相關制度及質保體系，加強旁站、工序檢查等，從而確保橋梁建筑工程質量。