混凝土構件鋼筋保護層厚度的設計原則與檢測

李 峰

(山西四建集團有限公司，山西太原 030012)

0 引言

眾所周知，現(xiàn)代建筑已離不開鋼筋混凝土構件，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。鋼筋和混凝土共同組成具有堅固、耐久、防火性能好、成本低的優(yōu)良結構材料。但鋼筋本身因其自身易氧化、耐火性能差以及工作時需要與混凝土保持足夠良好的粘結力，因此混凝土構件必須設置足夠厚度的鋼筋混凝土保護層。

1 鋼筋保護層的定義

鋼筋混凝土保護層(簡稱鋼筋保護層)按照現(xiàn)行國家規(guī)范它的定義為:從混凝土表面到鋼筋公稱直徑外邊緣之間的垂直距離。這里所指的鋼筋并不是指混凝土構件的縱向受力鋼筋，它是構件鋼筋骨架的最外層鋼筋，可能是縱向受力鋼筋如板類構件受力鋼筋在最外層。也可能是箍筋或分布鋼筋，比如梁類構件縱向受力鋼筋外側(cè)還要加設箍筋，這時的鋼筋保護層厚度就應是箍筋外邊緣至混凝土表面的最小距離。墻類水平分布筋如布置在最外側(cè)時鋼筋保護層就應是分布鋼筋外邊緣至混凝土表面的最小距離。對后張法預應力筋，鋼筋保護層厚度為套管或孔道外邊緣到混凝土表面的距離。

2 鋼筋保護層的設計原則

根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范的要求，鋼筋保護層厚度應滿足兩個方面的要求。1)構件中受力鋼筋的保護層厚度不應小于鋼筋的公稱直徑;2)構件最外層鋼筋的保護層厚度根據(jù)構件所處環(huán)境和構件類型最小厚度不應小于表1規(guī)定的數(shù)值。如果設計使用年限超出50年的混凝土結構構件最外層鋼筋的保護層厚度應不小于表1規(guī)定的混凝土保護層最小厚度數(shù)值的1.4倍。

表1 鋼筋保護層的最小厚度

混凝土強度不大于C25時，最外層鋼筋的保護層最小厚度應在表1基礎上再增加5 mm。混凝土基礎中鋼筋保護層厚度應從墊層頂面算起，且不應小于40 mm。

混凝土構件表面加設有效提高構件耐久性的防護層后，構件鋼筋保護層厚度可不受上述限制，可以適度減少。例如:地下室墻體采用防水、防腐做法時，與土壤接觸的保護層厚度可以適當減小。

混凝土構件采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋、鍍鋅鋼筋或采取陰極保護處理等防銹措施時，構件鋼筋保護層厚度也可以適當減小。

鋼筋保護層很厚時，為防止混凝土開裂剝落、下墜。可采用加配防裂鋼筋網(wǎng)片的措施。鋼筋網(wǎng)片同時還應采取保證防裂鋼筋網(wǎng)片不致成為引導銹蝕通道的有效絕緣和定位措施，此時網(wǎng)片鋼筋保護層厚度應不小于25 mm。

具有連續(xù)密封套管的后張預應力鋼筋，其混凝土保護層厚度可與普通鋼筋相同而且不應小于孔道直徑的一半，否則應比普通鋼筋增加10 mm。

先張法構件中預應力鋼筋在全預應力狀態(tài)下的保護層厚度可以與普通鋼筋相同，否則也應比普通鋼筋增加10 mm。

直徑大于16 mm的熱軋預應力鋼筋保護層厚度可與普通鋼筋相同。

3 鋼筋保護層厚度的檢測

鋼筋保護層厚度檢測分為工程質(zhì)量檢測和結構性能檢測。工程質(zhì)量檢測注重工程鋼筋保護層厚度施工質(zhì)量狀況與設計要求的指標或規(guī)范限定的指標的比較并判定其符合性。結構性能檢測是用來確定結構鋼筋保護層厚度的實際狀況。

施工過程中結構實體鋼筋保護層厚度的檢測屬工程質(zhì)量檢測。除此以外，建設、監(jiān)理單位對鋼筋保護層厚度施工質(zhì)量有疑議而進行的鋼筋保護層厚度檢測;以及相關行政部門要求進行的鋼筋保護層厚度第三方檢測，均屬鋼筋保護層厚度工程質(zhì)量檢測。鋼筋保護層厚度工程質(zhì)量檢測抽樣數(shù)量及合格判定規(guī)則，按GB 50204-2002(2011版)混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(簡稱驗收規(guī)范)的有關規(guī)定執(zhí)行，檢測應給出明確的符合性結論。檢測中需要注意的是驗收規(guī)范中是檢測縱向受力鋼筋的鋼筋保護層厚度。設計單位在設計施工圖紙中鋼筋保護層厚度的設計值是與表1對應的混凝土構件最外層鋼筋保護層最小厚度值。所以受力鋼筋不在最外層時，其鋼筋保護層厚度設計值還應該增加最外層鋼筋的直徑。例如:梁類構件圖紙鋼筋保護層厚度設計值取25 mm，縱向受力鋼筋外側(cè)還有10 mm箍筋，這時該梁縱向受力鋼筋鋼筋保護層厚度設計值應為25 mm+10 mm=35 mm。驗收規(guī)范規(guī)定梁類構件鋼筋保護層允許偏差為+10 mm，－7 mm，那么該梁縱向受力鋼筋鋼筋保護層厚度在28 mm～25 mm范圍內(nèi)都符合驗收規(guī)范要求。鋼筋保護層厚度工程質(zhì)量檢測受檢構件僅限于梁、板類構件。梁類構件對全部縱向受力鋼筋進行檢測，板類構件抽取6根受力鋼筋進行檢測。

混凝土結構改變用途、使用環(huán)境改變、受到環(huán)境侵蝕、達到使用年限要繼續(xù)使用時進行的結構鑒定，或按相關法規(guī)、標準規(guī)定的結構使用期間的鑒定。此時進行的鋼筋保護層厚度檢測屬結構性能檢測。另外還有一種情況就是鋼筋保護層厚度工程質(zhì)量檢測結果為不符合時，需進一步進行檢測確定時，同時工程質(zhì)量檢測轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y構性能檢測。檢測時應將鋼筋保護層厚度設計要求相同的構件作為一個檢驗批，抽樣數(shù)量按GB/T 50784-2013混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準(簡稱檢測標準)規(guī)定的檢驗批最小樣本容量A類確定受檢構件數(shù)量。受檢構件包括梁、板、墻、柱。梁、柱類構件對全部縱向受力鋼筋進行檢測，墻、板類構件抽取不少于6根縱向受力鋼筋(少于6根鋼筋時應全數(shù)檢測)進行檢測。同一檢驗批鋼筋保護層厚度檢測值按檢測標準進行計算均值推定區(qū)間，當均值推定區(qū)間上限值和下限值不大于其均值的10%時，該檢驗批鋼筋保護層厚度檢測值按推定區(qū)上限值確定。當均值推定區(qū)間上限值和下限值大于其均值的10%時，宜補充檢測或重新劃分檢驗批進行檢測。當不具備補充檢測或重新檢測條件時，應以最不利檢測值作為該檢驗批鋼筋保護層厚度檢測值。檢測時同樣應注意縱向受力鋼筋保護層與最外層鋼筋保護層厚度的區(qū)別。鋼筋保護層結構性能檢測所測鋼筋保護層厚度用于計算構件有效截面高度和評估耐久年限，因此檢測鋼筋保護層厚度的同時還應測量構件截面尺寸和碳化深度。

4 結語

準確理解鋼筋保護層在鋼筋混凝土構件中的作用機理，充分掌握鋼筋保護層厚度設計原則，兩者是對鋼筋保護層厚度進行準確評價和確定的關鍵。精準的鋼筋保護層厚度檢測結果不僅是工程驗收和質(zhì)量評價的依據(jù)，同時可以更好促進鋼筋保護層施工控制工藝的改進和發(fā)展，使其能夠更好保證混凝土構件的安全性和耐久性。

［1］GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(2011版)［S］.

［2］GB/T 50784-2013，混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準［S］.

［3］GB 50010-2010，混凝土結構設計規(guī)范［S］.

［4］GB/T 50476-2008，混凝土結構耐久性設計規(guī)范［S］.