鄧承葵

【摘 要】通過對鋼筋混凝土中鋼筋與混凝土共同作用受力原理的分析，結(jié)合施工中常見的問題而提出控制混凝土中鋼筋保護層厚度的措施，以便在設(shè)計與施工中能夠正確使用。

【關(guān)鍵詞】混凝土；鋼筋；保護層

在國內(nèi)的諸多建筑中。尤其是在民用建筑中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)均采用以鋼筋混凝土為主材的結(jié)構(gòu)體系，那么混凝土中鋼筋的保護層厚度成為了不容忽視的問題，現(xiàn)就依據(jù)規(guī)范中的要求、鋼筋與混凝土共同作用的受力原理以及設(shè)計施工中得到的經(jīng)驗談一些自己的看法。

從材料的力學性能分析，鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度，而混凝土只具有較高的抗壓強度，鋼筋與混凝土之所以能夠共同工作，是因為混凝土結(jié)硬并達到一定的強度以后，兩者之間建立了足夠的黏結(jié)強度，能夠承受由于鋼筋與混凝土的相對變形在兩者界面上所產(chǎn)生的相互作用力。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，鋼筋幾乎承擔著所有的拉應(yīng)力，所以受拉鋼筋離受壓區(qū)越遠就越能發(fā)揮較高的效率，所以一般來說。無論是梁或板的受拉鋼筋，都應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣，這樣如何控制混凝土構(gòu)件的保護層厚度就顯得尤為重要。如懸挑構(gòu)件的受力鋼筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部的受拉區(qū)，如果保護層過大，那么實際是減小了構(gòu)件的有效截面高度或厚度，從而很大程度上降低了構(gòu)件的承載能力，但如果鋼筋保護層厚度過小，則容易造成鋼筋外露，或鋼筋受力時表面混凝土剝落，從而使鋼筋失去了混凝土的保護，也影響了鋼筋與混凝土的相對變形而產(chǎn)生的作用力，這樣構(gòu)件整體性受到破壞。

在設(shè)計中，要求按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002）第9.2節(jié)的規(guī)定執(zhí)行，另外，還有幾個地方的鋼筋混凝土構(gòu)件保護層厚度要求特殊注意：①防水混凝土的迎水面保護層厚度為50mm（保護層厚度大于40時可在混凝土保護層中離構(gòu)件表面一定距離（一般可設(shè)置在保護層厚度的中部）加設(shè)鋼筋網(wǎng)片，一般可采用由4@150的雙向鋼筋網(wǎng)）；②對有覆土的地下結(jié)構(gòu)，其頂板上部鋼筋的保護層為25mm（梁為35mm）；③與土壤接觸的非防水混凝土墻的保護層為25mm④梁板中預(yù)埋管的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于30mm；⑤處于露天環(huán)境中的懸挑板，由于受力鋼筋因混凝土開裂更容易受到腐蝕，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)提出明確的保護措施，有條件時應(yīng)增大受力鋼筋的混凝土保護層厚度。并采用相應(yīng)的防裂構(gòu)造措施，當不具備加厚保護層厚度時。應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對建筑的防水層提出明確的要求，并應(yīng)定期更換確保防水的效果。而且在設(shè)計的過程中還應(yīng)該考慮施工工藝特點，比如井字梁節(jié)點處粱的縱橫交叉鋼筋產(chǎn)生的“疊合”現(xiàn)象，部分鋼筋的保護層厚度值會超過設(shè)計規(guī)范的要求，這種情況只能是保證滿足主要受力構(gòu)件的保護層要求；通常情況下磚混結(jié)構(gòu)中陽臺挑梁較構(gòu)造圈梁優(yōu)先考慮，框架結(jié)構(gòu)中框架柱優(yōu)于框架梁。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻及其連梁、暗柱要優(yōu)于樓板等等。

在工程實例中，由于鋼筋保護層厚度不到位引起的質(zhì)量問題可謂是數(shù)不勝數(shù)。例如現(xiàn)在的樓板跨度越來越大，由計算結(jié)果可以看出，支座處的負彎矩比跨中的正彎矩要大得多，但是施工時施工單位對支座負彎矩鋼筋又不是很重視，結(jié)果在新建樓盤還未投入使用或剛投入使用時就發(fā)現(xiàn)樓板上支座部分出現(xiàn)裂縫，而引起這種問題的大多數(shù)原因都是保護層厚度過大，導(dǎo)致樓板的負彎矩鋼筋發(fā)揮不出自身的作用。保護層厚度過大主要原因是施工時支撐鋼筋的馬墩間距太大。更有些施工單位根本就不設(shè)置（僅依靠樓面粱上部鋼筋擱置和分離式配筋的拐腳支撐），再加上各工種交叉作業(yè)，施工人員行走頻繁，這樣上層鋼筋就會彎曲變形，而在混凝土澆搗時又沒有及時更正，所以鋼筋的保護層厚度就遠達不到剛綁扎好時的位置了。到最后只能采取局部加固補強措施，這樣除了影響工程質(zhì)量外還增加了工程造價。

在工程中常用來檢測鋼筋保護層的儀器有鋼筋雷達測定儀和磁性鋼筋保護層測定儀等，基于自身設(shè)計原理的特點，其各自應(yīng)用特點也不相同。如法向投影重疊的兩根以上鋼筋聲學原理設(shè)備不宜采用；如含磁性骨料的混凝土，不宜采用無消磁能力的電磁測定設(shè)備進行檢測。此外，對于建筑物中的特殊構(gòu)件，如基礎(chǔ)、殼體等，或者是受土方填挖、水位、測試角度等因素影響，到達后期工序不能完全提供規(guī)范要求的檢測條件，應(yīng)考慮其他方法對目標實體進行控制，如局部開槽鉆孔測定，但應(yīng)及時修補。由于該方法對結(jié)構(gòu)本身損壞較大，所以在實際工程中除特殊情況應(yīng)盡量避免采用。另外。在確定應(yīng)用設(shè)備時還必須對檢測時產(chǎn)生的破損、檢測所達到的深度、不確定程度等因素進行充分考慮，提出科學、合理的檢測方案。

對鋼筋保護層的控制措施提出以下建議：①對墻柱等豎向構(gòu)件的鋼筋保護層一般比較容易控制，如控制鋼筋的加工尺寸要準確；模板施工時切忌破壞墻柱保護層；多采用一些新工藝、新產(chǎn)品，如采用墊塊或使用卡撐式定位件等。②對樓板的鋼筋保護層在施工中就比較難控制了，所以建議采用卡槽式混凝土墊塊，要求其縱橫向間距不要太大，特別是對于比較細的鋼筋間距應(yīng)更小一些。除此之外，施工時應(yīng)盡可能合理地安排好各工種交叉作業(yè)時間以減少板面鋼筋綁好后作業(yè)人員的踩踏；混凝土澆筑前或澆筑中應(yīng)有鋼筋工作人員進行及時的修整；在澆筑時應(yīng)在裂縫易發(fā)生部位或負彎矩筋受力較大的區(qū)域鋪設(shè)臨時性活動挑板，擴大接觸面、分散應(yīng)力，避免上層鋼筋受到重新踩踏變形；而樓板的板底受力鋼筋的保護層厚度可以采用不低于混凝土構(gòu)件強度等級的素混凝土墊塊來控制。

綜上所述，如果對鋼筋保護層厚度不夠重視，其產(chǎn)生的危害是不容忽視的，所以我們要在了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認識到合理的鋼筋保護層對工程結(jié)構(gòu)的重要性并進行有效的控制，使質(zhì)量控制工作進入自我改良的良性循環(huán)中。