鋼筋混凝土保護層厚度控制策略分析

金紅偉

鋼筋混凝土保護層厚度控制策略分析

金紅偉

一、引言

混凝土結構的保護層是保護鋼筋不受外界環境破壞的關鍵，但它同時也受到彎矩、剪力和軸向力的作用，并且也受到鋼筋變型的影響。因此，不同的構件需要有適當厚度的保護層以保證鋼筋混凝土構件的結構安全性。

二、鋼筋混凝土保護層的意義及破壞原因

1.保護層的概念及其存在的意義

鋼筋混凝土構件的保護層厚度因國家設計規范的更改而改變，最近的一次建筑行業設計規范的更改是在2010年，新版設計規范規定鋼筋混凝土構件保護層的厚度是由鋼筋的外緣到混凝土外表皮的距離，具體規范見下表。

鋼筋混凝土構件混凝土保護層最小厚度

混凝土保護層的厚度和施工工藝的精細是鋼筋混凝土構件耐久性良好的關鍵。保護層的存在可以使鋼筋混凝土構件在一定程度上抵御外界環境的腐蝕、沖擊應力、風載荷等不良影響，保護鋼筋的結構安全，確保構件整體結構的穩定性和耐久性。

2、保護層質量問題原因

在實際施工中混凝土保護層損害主要有以下幾方面原因。設計過程考慮不到位；施工過程操作不嚴謹；現場管理不科學；檢測工作懈怠缺位等，都是造成混凝土結構保護層損壞的誘因。

三、設計中的控制策略

鋼筋混凝土結構構件的混凝土保護層開裂究其原因是其力學性能的不穩定和材料耐久性的不合格，在混凝土結構設計方面，主要的控制策略旨在保證混凝土保護層的力學性能的合理。

1.鋼筋配置

鋼筋混凝土結構的配筋計算是鋼筋混凝土結構構件設計的核心，也是鋼筋與混凝土是否能夠完美結合的關鍵。配置鋼筋需分別注意鋼筋和混凝土的抗拉和抗壓強度，根據設計規范合理選擇鋼筋面積和鋼筋組合形式，避免發生構件的少筋和超筋現象，少筋會導致構件的突然破壞，對人身安全威脅較大；超筋會加速混凝土保護層的開裂速率，加速混凝土的崩塌。

構件連接點處的鋼筋設計需要更加注意，由于連接點處鋼筋會利用搭接的方式進行連接，搭接處的鋼筋直徑會占用一些混凝土保護層的厚度尤其是在受力鋼筋一側的混凝土保護層，受拉力較大，需要足夠厚度的混凝土保護層與鋼筋配合以抵抗彎矩。針對此類問題，須對連接點處的鋼筋布置設計進行優化處理，主要的方法有兩種。第一種方法是在保證結構不發生超筋現象的條件下，適當增加單根鋼筋的截面面積，從而減少鋼筋在同一剖面上布置的行數，為其他方向的鋼筋提供布置空間；第二種方法是在不影響建筑整體結構和建筑內部宜居性的條件下，適當的增加構件的縱向高度，為其他方向的鋼筋提供搭接空間，但同時要注意構件尺寸增大時很可能導致少筋混凝土構件的產生。

2、誤差預留

在設計時要充分考慮到施工過程中的誤差會對結構的力學性能產生影響，所以，一般在鋼筋混凝土結構構件的設計過程中會嚴格按照設計規范設置誤差系數，預留一定的施工誤差，在施工過程中，構件鋼筋的布置、鋼筋搭接的長度、混凝土的澆筑尺寸、構件搭接的長度只要控制在一定的誤差范圍內，結構依然可以發揮設計預期的力學性能。

四、施工中的控制策略

施工過程中針對混凝土厚度的控制策略則主要是為了保證混凝土的質量符合耐久性的要求。

1.工藝

（1）墊塊

墊塊的主要作用是在布置鋼筋的過程中，對鋼筋骨架進行支撐，保證鋼筋在混凝土澆筑前和澆筑過程中都符合施工圖規定的坐標位置，因此，墊塊的質量決定著鋼筋布置的準確性，鋼筋若在澆筑的過程中發生位移，則會造成鋼筋暴露于混凝土外的結構危險。墊塊材料和類型的選擇應根據構件內布置鋼筋的重量和體量而決定，對于體量和重量較大的鋼筋籠，由于現場自制的墊塊在抗壓強度和墊塊工藝精細度都達不到足夠的要求，其墊塊需要從專業的生產廠家進行訂購，并且全程各環節派駐專業的技術人員進行質量監控。對于要求較低的構件，其墊塊盡量選用砂漿墊塊，塑料墊塊無論在抗壓強度還是受溫度影響變形方面都比砂漿墊塊的使用效果要差很多。

（2）鋼筋

鋼筋的選材要嚴格按照施工圖上的要求進行，針對建筑行業和冶金行業規范不同的問題，材料采購部門應當派駐專業的技術人員，與鋼筋生產商進行充分協商，并嚴格把控每一個生產環節，確保鋼筋質量的合格。鋼筋的綁扎和加工要嚴格按照施工圖的要求進行，鋼筋在使用前可以先選擇合適的天氣采取適當的防護措施置于現場生成輕微的銹蝕，以保證鋼筋和混凝土的接觸面更加粗糙，增加混凝土與鋼筋的摩擦力，能夠更好的和混凝土共同工作。在加工鋼筋的過程中，現場技術人員應當對鋼筋的彎起部分進行角度和工藝的檢查，并根據現場鋼筋工人的工藝水平，有針對性的開展基礎知識講解，保證工人對鋼筋功用的基本認識；在綁扎鋼筋的過程中，工程技術人員應對綁扎完成的鋼筋進行鋼筋籠和墊塊位置的檢查，檢查合格后方可進行混凝土的澆筑工作。

（3）模板

我國的建筑企業為節省施工成本，在非特殊工程的施工過程中，一般采用木制模板。木制模板的抗拉強度和抗沖擊荷載能力都能達到施工要求，并且木制模板的安裝和拆卸也很方便，但木制模板較易損壞，施工過程中操作過于用力或者存放模板的倉庫潮濕都會損壞模板，使模板的邊角出現不同程度的破壞，模板拼接若不嚴密會對混凝土的澆筑質量帶來影響，模板的破損處會出現漏漿現象，混凝土養護期過后，其表面凹凸不平，改變了整個構件的受力情況，并且也會給模板的拆卸過程帶來諸多麻煩。因此，模板的存放處要保持干燥清潔，防止模板受潮，模板安裝和拆卸工作都要按照嚴格的施工標準進行操作，現場工程技術人員要實時監督指導，盡量避免模板收到嚴重的損壞，不可繼續使用的模板統一進行回收處理，采購新模板和回收舊模板均要詳細記錄在冊，方便工程的成本核算。

（4）混凝土

施工單位應嚴格按照施工圖紙標準選擇各個型號的混凝土，并嚴格監控混凝土生產過程中的水灰比，及時進行每一批次檢查或抽查某一批次，確定合格后簽字。混凝土在現場的攪拌和澆筑工作要有專業的施工人員進行現場指導，保證混凝土攪拌和振搗的均勻，提高混凝土的施工質量。

2.相關的管理措施

（1）制度管理

施工現場針對鋼筋混凝土結構施工過程中可能出現的問題，應制定嚴格的現場制度，保證所有工人高度服從該制度，并根據該制度對工人的表現進行獎懲，激勵工人標準化施工的意識。現場管理人員按照現場制度有序管理本部門工作，并配合其他相關部門的工作，保證鋼筋混凝土結構施工的井然有序。

（2）進度管理

現場工程管理人員根據工人的工作效率和機械臺班的使用情況制定科學合理的施工計劃，從而確定整個鋼筋混凝土工程的施工進度，并根據現場的人工情況、機械情況、天氣情況等條件對施工進度表進行逐步的完善，并制定季度報告和年度報告，以申請追加所需材料和資金，確保鋼筋混凝土工程的順利施工。

五、檢測與評價

駐守生產商的檢測人員需對原材料進行質量檢驗，并做出初步評價，現場檢測人員對鋼筋工程和混凝土工程的質量進行細致檢查，并對未達標的部位做出損傷評估，商討補救措施。

（作者單位：河南省第一建筑工程集團有限責任公司）