金紅偉

鋼筋混凝土保護(hù)層厚度控制策略分析

金紅偉

一、引言

混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層是保護(hù)鋼筋不受外界環(huán)境破壞的關(guān)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(gòu)件需要有適當(dāng)厚度的保護(hù)層以保證鋼筋混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全性。

二、鋼筋混凝土保護(hù)層的意義及破壞原因

1.保護(hù)層的概念及其存在的意義

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

鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土保護(hù)層最小厚度

混凝土保護(hù)層的厚度和施工工藝的精細(xì)是鋼筋混凝土構(gòu)件耐久性良好的關(guān)鍵。保護(hù)層的存在可以使鋼筋混凝土構(gòu)件在一定程度上抵御外界環(huán)境的腐蝕、沖擊應(yīng)力、風(fēng)載荷等不良影響，保護(hù)鋼筋的結(jié)構(gòu)安全，確保構(gòu)件整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

2、保護(hù)層質(zhì)量問題原因

在實(shí)際施工中混凝土保護(hù)層損害主要有以下幾方面原因。設(shè)計過程考慮不到位；施工過程操作不嚴(yán)謹(jǐn)；現(xiàn)場管理不科學(xué)；檢測工作懈怠缺位等，都是造成混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層損壞的誘因。

三、設(shè)計中的控制策略

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土保護(hù)層開裂究其原因是其力學(xué)性能的不穩(wěn)定和材料耐久性的不合格，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，主要的控制策略旨在保證混凝土保護(hù)層的力學(xué)性能的合理。

1.鋼筋配置

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋計算是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的核心，也是鋼筋與混凝土是否能夠完美結(jié)合的關(guān)鍵。配置鋼筋需分別注意鋼筋和混凝土的抗拉和抗壓強(qiáng)度，根據(jù)設(shè)計規(guī)范合理選擇鋼筋面積和鋼筋組合形式，避免發(fā)生構(gòu)件的少筋和超筋現(xiàn)象，少筋會導(dǎo)致構(gòu)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(hù)層的開裂速率，加速混凝土的崩塌。

構(gòu)件連接點(diǎn)處的鋼筋設(shè)計需要更加注意，由于連接點(diǎn)處鋼筋會利用搭接的方式進(jìn)行連接，搭接處的鋼筋直徑會占用一些混凝土保護(hù)層的厚度尤其是在受力鋼筋一側(cè)的混凝土保護(hù)層，受拉力較大，需要足夠厚度的混凝土保護(hù)層與鋼筋配合以抵抗彎矩。針對此類問題，須對連接點(diǎn)處的鋼筋布置設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化處理，主要的方法有兩種。第一種方法是在保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生超筋現(xiàn)象的條件下，適當(dāng)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(shù)，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(jié)構(gòu)和建筑內(nèi)部宜居性的條件下，適當(dāng)?shù)脑黾訕?gòu)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(gòu)件尺寸增大時很可能導(dǎo)致少筋混凝土構(gòu)件的產(chǎn)生。

2、誤差預(yù)留

在設(shè)計時要充分考慮到施工過程中的誤差會對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，所以，一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計過程中會嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范設(shè)置誤差系數(shù)，預(yù)留一定的施工誤差，在施工過程中，構(gòu)件鋼筋的布置、鋼筋搭接的長度、混凝土的澆筑尺寸、構(gòu)件搭接的長度只要控制在一定的誤差范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)依然可以發(fā)揮設(shè)計預(yù)期的力學(xué)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(zhì)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(jìn)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(guī)定的坐標(biāo)位置，因此，墊塊的質(zhì)量決定著鋼筋布置的準(zhǔn)確性，鋼筋若在澆筑的過程中發(fā)生位移，則會造成鋼筋暴露于混凝土外的結(jié)構(gòu)危險。墊塊材料和類型的選擇應(yīng)根據(jù)構(gòu)件內(nèi)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(xiàn)場自制的墊塊在抗壓強(qiáng)度和墊塊工藝精細(xì)度都達(dá)不到足夠的要求，其墊塊需要從專業(yè)的生產(chǎn)廠家進(jìn)行訂購，并且全程各環(huán)節(jié)派駐專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。對于要求較低的構(gòu)件，其墊塊盡量選用砂漿墊塊，塑料墊塊無論在抗壓強(qiáng)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(yán)格按照施工圖上的要求進(jìn)行，針對建筑行業(yè)和冶金行業(yè)規(guī)范不同的問題，材料采購部門應(yīng)當(dāng)派駐專業(yè)的技術(shù)人員，與鋼筋生產(chǎn)商進(jìn)行充分協(xié)商，并嚴(yán)格把控每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，確保鋼筋質(zhì)量的合格。鋼筋的綁扎和加工要嚴(yán)格按照施工圖的要求進(jìn)行，鋼筋在使用前可以先選擇合適的天氣采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施置于現(xiàn)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(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對鋼筋的彎起部分進(jìn)行角度和工藝的檢查，并根據(jù)現(xiàn)場鋼筋工人的工藝水平，有針對性的開展基礎(chǔ)知識講解，保證工人對鋼筋功用的基本認(rèn)識；在綁扎鋼筋的過程中，工程技術(shù)人員應(yīng)對綁扎完成的鋼筋進(jìn)行鋼筋籠和墊塊位置的檢查，檢查合格后方可進(jìn)行混凝土的澆筑工作。

（3）模板

我國的建筑企業(yè)為節(jié)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(qiáng)度和抗沖擊荷載能力都能達(dá)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(xiàn)不同程度的破壞，模板拼接若不嚴(yán)密會對混凝土的澆筑質(zhì)量帶來影響，模板的破損處會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，混凝土養(yǎng)護(hù)期過后，其表面凹凸不平，改變了整個構(gòu)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(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，現(xiàn)場工程技術(shù)人員要實(shí)時監(jiān)督指導(dǎo)，盡量避免模板收到嚴(yán)重的損壞，不可繼續(xù)使用的模板統(tǒng)一進(jìn)行回收處理，采購新模板和回收舊模板均要詳細(xì)記錄在冊，方便工程的成本核算。

（4）混凝土

施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖紙標(biāo)準(zhǔn)選擇各個型號的混凝土，并嚴(yán)格監(jiān)控混凝土生產(chǎn)過程中的水灰比，及時進(jìn)行每一批次檢查或抽查某一批次，確定合格后簽字?；炷猎诂F(xiàn)場的攪拌和澆筑工作要有專業(yè)的施工人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，保證混凝土攪拌和振搗的均勻，提高混凝土的施工質(zhì)量。

2.相關(guān)的管理措施

（1）制度管理

施工現(xiàn)場針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)制定嚴(yán)格的現(xiàn)場制度，保證所有工人高度服從該制度，并根據(jù)該制度對工人的表現(xiàn)進(jìn)行獎懲，激勵工人標(biāo)準(zhǔn)化施工的意識?，F(xiàn)場管理人員按照現(xiàn)場制度有序管理本部門工作，并配合其他相關(guān)部門的工作，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的井然有序。

（2）進(jìn)度管理

現(xiàn)場工程管理人員根據(jù)工人的工作效率和機(jī)械臺班的使用情況制定科學(xué)合理的施工計劃，從而確定整個鋼筋混凝土工程的施工進(jìn)度，并根據(jù)現(xiàn)場的人工情況、機(jī)械情況、天氣情況等條件對施工進(jìn)度表進(jìn)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(chǎn)商的檢測人員需對原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并做出初步評價，現(xiàn)場檢測人員對鋼筋工程和混凝土工程的質(zhì)量進(jìn)行細(xì)致檢查，并對未達(dá)標(biāo)的部位做出損傷評估，商討補(bǔ)救措施。

（作者單位：河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司）