關于結構實體鋼筋保護層厚度檢測結果代表性、檢測結論科學準確性的探討

朱海良，張杰，李新春

（重慶市建設工程質量檢驗測試中心有限公司，重慶 400016）

0 引言

混凝土保護層是指結構構件中鋼筋外邊緣至構件表面范圍用于保護鋼筋的混凝土，鋼筋保護層厚度是指結構構件最外層鋼筋（包括箍筋、構造筋、分布筋等）的外邊緣到混凝土表面的最小距離。鋼筋保護層厚度滿足設計要求是混凝土碳化和脫鈍、避免鋼筋銹蝕、握裹層混凝土對受力筋的錨固、結構構件承載力的重要保障。筆者在鋼筋保護層厚度檢測報告的檢查中發現不同檢測機構對《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條“對每根鋼筋，應選擇有代表性的不同部位量測3 點取平均值”、第E.0.5 條第3 款“每次抽樣檢測結果中不合格點的最大偏差均不應大于本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍”存在不同理解。某些報告已用于工程質量驗收，由于檢測結果無代表性、檢測結論無科學準確性，給已驗收工程結構構件的耐久性、握裹層混凝土對受力筋的錨固、承載力留下了安全隱患，本文就如何確保用于混凝土結構子分部工程施工質量驗收的結構實體鋼筋保護厚度檢測結果代表性、檢測結論科學準確性進行分析探討。

1 鋼筋保護層厚度檢測結果代表性的探討

混凝土結構子分部工程施工質量驗收規定結構實體鋼筋保護層檢測結果應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015附錄E 的要求，該附錄第E.0.2 條“對每根鋼筋，應選擇有代表性的不同部位測量3 點取其平均值”，在其條文說明中也明確了“有代表性的部位”是指該處鋼筋保護層厚度可能對構件承載力或耐久性有顯著影響的部位，但在實施過程中出現了不同理解，從而導致了不同檢測結果的出現。

1.1 非懸挑類構件（梁、板）鋼筋保護層厚度檢測結果代表性的探討

目前，不同檢測機構對“非懸挑類構件（梁、板）縱向受力鋼筋代表性的不同部位3 點”有3 種不同理解：①構件底部兩端支座處、跨中位置3 點取其平均值；②構件底部跨中隨機相鄰間距3 點取其平均值；③構件底部跨中、距跨中0.3l位置3 點取其平均值。在混凝土結構施工過程中，由于工人踩踏、澆筑振搗、混凝土自重等因素的影響，綁扎不牢的保護層墊塊、馬登鐵會發生移位，從而造成同一根鋼筋不同部位的保護層厚度有較大差異，非懸挑類構件跨中附近的鋼筋保護層厚度通常偏薄。某工程現澆板設計鋼筋保護層厚度15 mm，現場檢測時發現大量板跨中鋼筋存在銹跡或露筋，筆者按照三種理解選取了5 塊代表性現澆板進行了鋼筋保護層厚度檢測，檢測結果見表1。

表1 五塊現澆板6 根鋼筋不同部位的保護層厚度檢測結果

分析表1 可知，第①種理解的檢測結果合格率為100%，第②種理解的檢測合格率為0%，第③種理解的檢測結果合格率100%；不同理解下的檢測結果及合格率相差甚遠，從而可能造成鋼筋保護層厚度檢測結論的誤判。

結構設計的鋼筋保護層厚度是結構構件耐久性、握裹層混凝土對受力筋的錨固性能及承載力的重要保障，《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條的條文說明闡明了“有代表性的部位”是指該處鋼筋保護層厚度可能對構件承載力或耐久性有顯著影響的部位”，據此可知非懸挑類構件底部縱向受力筋代表性不同部位可取受力鋼筋錨固作用力較大處和跨中彎矩最大處。根據結構力學知識對兩端為固定支座構件（梁）在均布荷載q 作用下，握裹層混凝土對縱向受力鋼筋錨固作用力最大位置推導如下：

圖1 兩端固接梁在均布荷載作用下的彎矩圖

彎矩為0 的位置為握裹層混凝土對縱向受力鋼筋錨固作用的起點位置，也是握裹力最大位置，設此處距梁左端的距離為x，則此處根據受力平衡有：

考慮到支座不是完全固接，彎矩零點至跨中的距離偏大一些，且為方便現場取值，梁底縱筋錨固段保護層厚度宜在距離跨中約0.3 倍計算跨度處（距離端部約1/5 計算跨度處）和跨中位置進行檢測。

1.2 懸挑類構件（懸挑梁、板）鋼筋保護層厚度檢測結果代表性的探討

目前，不同檢測機構對“懸挑類構件（懸挑梁、板）縱向受力鋼筋代表性的不同部位3 點”有3 種不同理解：①“構件上部支座處、跨中、懸挑端點位置3 點取其平均值”；②“構件上部支座處相鄰位置3 點取其平均值”；③“構件上部支座處、1/4跨、跨中位置3 點取其平均值”。

與本文“1.1 條”混凝土施工對鋼筋保護層的影響因素同理，懸挑類構件端部支座附近頂部縱向鋼筋保護層厚度偏大對結構受力影響最為顯著。某工程懸挑梁設計鋼筋保護層厚度為20 mm、箍筋直徑為8 mm，筆者按照三種理解選取了5 根具有代表性的挑梁進行了鋼筋保護層厚度檢測，檢測結果見表2。

表2 五根挑梁頂部縱向鋼筋保護層厚度檢測結果

分析表2 可知，第①種理解的檢測結果合格率為100%，第②種理解的檢測合格率為0%，第③種理解的檢測合格率為0%；不同理解下的檢測結果及合格點率均存在不同，從而造成鋼筋保護層厚度檢測結論的誤判。

根據結構力學可知懸挑構件固定端彎矩最大、剪力最大，握裹層混凝土對鋼筋的握裹力也最大，結合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015 附錄E 第E.0.2 條“有代表性的部位”的解釋，對于懸挑構件代表性的不同部位應選在端部支座上表面的不同部位，測量3 點取其平均值。但考慮施工過程中鋼筋墊塊一般距挑梁端部200 mm 開始設置，臨近挑梁固定端的箍筋綁扎可能脫落而對縱向受力鋼筋保護層厚度造成影響，建議懸挑類構件有代表性的3 個不同部位選取方式為：距錨固端約200 mm 且避開橫向箍筋為第1 點，在其相鄰1 倍箍筋（或橫向筋）間距、2 倍箍筋（或橫向筋）間距位置為第2點、3 點。

2 檢測結論科學準確性探討

混凝土結構子分部工程施工質量驗收規定，結構實體鋼筋保護層檢測結果應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2015 附錄E 的要求，該附錄第E.0.5 條第3 款“每次抽樣檢測結果中不合格點的最大偏差均不應大于本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍”，在實際工作中對“檢測結果”存在兩種不同理解，一種理解是每根鋼筋3 點的平均值，另一種理解是每根鋼筋的單點值，兩種理解可能造成檢測結論完全不同。

以本文表1 中第③種理解“跨中、距跨中0.3l位置3 點檢測結果”為例，以每根鋼筋代表性不同部位3 點平均值統計的合格率為100%，若以3 點平均值為檢測結果統計檢測結果最大偏差，則檢測結果最大偏差均未超過本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍，應判定縱向受力鋼筋保護層厚度合格；但以每根鋼筋的單點值為檢測結果統計檢測結果最大偏差，則跨中縱向受力筋保護層厚度均嚴重超過允許偏差的1.5 倍，應判定為不合格；跨中縱向受力鋼筋保護層均嚴重偏薄，從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕方面分析，該鋼筋保護層厚度已嚴重影響了結構構件的耐久性及握裹層混凝土對縱向受力鋼筋的錨固作用。

同理，若縱向受力鋼筋保護層厚度存在大量單點值嚴重超過本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍，但以3 點平均值為檢測結果統計合格點率及最大偏差均滿足本規范的要求而判定合格的話，此檢測結論為漏判，會給結構耐久性和承載力造成安全隱患。

由以上分析可知，“每次抽樣檢測結果中不合格點的最大偏差均不應大于本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍”中的檢測結果應理解為“每根鋼筋的單點檢測結果”，并以此結果進行統計分析及結論判定更為科學準確，更能確保結構構件耐久性、混凝土對鋼筋的握裹力和結構構件的承載力。

3 結語

綜上所述，混凝土結構子分部工程施工質量驗收的結構實體鋼筋保護層厚度檢驗中，為確保檢測結果代表性、結論科學準確性，筆者認為應按如下方法確定代表性的不同部位及檢測結論：

1）代表性部位的選擇：非懸挑類構件縱向受力鋼筋保護層厚度代表性的不同部位3 點宜選擇跨中、距跨中0.3l位置進行測量，并以3 點平均值統計合格率；懸挑類構件縱向受力鋼筋保護層厚度代表性的不同部位3 點宜選擇距錨固端約200 mm 且避開橫向鋼筋為第1 點，在其相鄰1 倍箍筋（或橫向筋）間距、2 倍箍筋（或橫向筋）間距位置為第2 點、3 點進行測量，并以3點平均統計合格率；

2）“每次抽樣檢測結果中不合格點的最大偏差均不應大于本規范附錄E.0.4 條規定允許偏差的1.5 倍”中的“檢測結果”應理解為“每根鋼筋的單點保護層檢測結果”，并以此結果進行統計分析及結論判定。