浅析钢筋保护层的重要性及控制改进方法

　　【提要】钢筋混凝土保护层的控制在现代建筑的钢筋混凝土构件中具有十分重要的作用，本文就钢筋与混凝土的性能及现实中钢筋混凝土保护层厚度产生较大偏差的原因进行初步分析，并结合工程实际和《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)》对钢筋保护层实体检验的要求提出了钢筋保护层厚度的控制改进方法。
　　【关键词】浅析,钢筋保护层,重要性及改进方法
　　钢筋保护层的控制与应用已成为建筑施工中一个十分重要的内容。
　　当前，无论是各科研机构、大专院校、行业协会，还是政府各级监督职能部门，都对建筑结构中的钢筋、混凝土分项工程越来越重视，特别是对其在建筑结构中的应用、作用以及相互间的关联性进行了各种讨论，制订了行业规范标准，写进了国家强制性条文加以执行。
　　钢筋工程是房屋建筑工程中一个非常重要的分项工程，其施工的正确性和质量的好坏直接影响到建筑结构的安全。有钢筋就需要有保护层，凡是搞房屋建筑工程施工、设计或监督的人员都知道关乎钢筋保护层的几点要素，钢筋保护层究竟有什么作用？保护层厚度如何控制才合适？钢筋怎样才能发挥出它固有的力学特性？在此对钢筋保护层在建筑施工现场实际中的控制及应用给予一点表观的概述。结合多年现场施工的实践经验，谈谈钢筋保护层的重要性及其在施工中的控制。
　　钢筋和混凝土在建筑工程中已经成了不可分割的孪生兄弟，从材料的物理力学性能来分析，钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而混凝土只具有较高的抗压强度，抗拉强度很低。但两者的弹性模量较接近，还有较好的粘结力，这样既发挥了各自的受力性能，又能很好地协调作用，共同承担结构构件所承受的外部荷载。
　　钢筋与混凝土之间存在着很强的粘结力。计算时，钢筋混凝土构件是作为一个整体承受着外力。同时，由于混凝土的抗拉强度很低，故只考虑混凝土所承受的压应力，而拉应力则全部由钢筋来承担。对于受力构件截面设计来讲，受拉的钢筋离受压区越远，其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大，这样钢筋发挥效率也就越高。所以一般来讲无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区。如果放置错误或者钢筋保护层厚度过大，轻者降低了梁的承载能力，重者发生重大事故。
　　那么，受拉的钢筋是否越靠近混凝土边缘越好呢？答案是否定的。这是因为钢筋的主要成份是铁，铁在常温下很容易氧化，尤其就在高温或潮湿的环境中。钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜，不与外界接触则相对比较安全，但如果钢筋保护层厚度过小，即钢筋过分靠近受拉区一侧，一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，另一方面随着时间的推移，表面的混凝土将逐渐碳化，用不了多久，钢筋外混凝土就失去保护作用，从而导致钢筋锈蚀，断面减小，强度降低，钢筋与混凝土之间失去粘结力，构件整体性受到破坏，严重时还会导致整个结构体系破坏，通常除基础外梁的保护层厚度一般为25mm。
　　在工程实际中，由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举。比较突出的是，在商品住宅楼工程施工中，楼板负弯矩钢筋保护层偏大及现浇框架结构中主次梁交界处主梁的上部负弯矩钢筋保护层偏大的问题。如今的住宅面积越来越大，尤其是客厅楼板。如实际施工中某单位施工的跨度达5.7米的楼板，厚度为15cm，设计为双层双向钢筋网片，从结构力学计算来讲，支座处的负弯矩不比跨中板底正弯矩小，但由于施工时施工单位对支座负弯矩钢筋未引起足够重视，结果工程刚竣工还未使用就发现楼板上表面四周墙根处出现了许多裂缝。后经权威检测部门检查测试后发现，支座处负筋的保护层厚度普遍超过规范2-4cm，最大甚至超过了7cm，使楼板上部的负弯矩钢筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情况下经设计单位同意采取局部加固补强措施，尽管这样还是给施工单位造成了很大的经济损失。据有关资料统计，目前住宅楼开裂原因70%左右是由钢筋或钢筋保护层厚度偏差较大引起的。
　　可是，钢筋保护层该如何控制呢？目前，实际使用中主要从两方面加以控制。一是钢筋混凝土施工前的相关技术交底；二是对钢筋混凝土施工过程中各种要素的控制。在施工前，应针对不同的工程部位的钢筋混凝土，根据设计施工图纸以及现行施工验收规范，确定正确的钢筋保护层厚度，让实际操作人员心中有数。保护层的厚度并非千篇一律，一般来说，现浇楼板的保护层厚度为15mm，梁的保护层厚度为25mm，剪力墙的保护层厚度为15mm，柱的保护层厚度为30mm，而基础的保护层厚度通常为50mm或40mm，有时甚至达到100mm。因此，在对操作者技术交底中必须明确此厚度，否则很容易造成返工和窝工。在施工过程中，重点要做到规范操作和隐蔽前的检查验收，特别是在混凝土现浇板浇捣过程中，更要引起重视。往往钢筋绑扎时位置很正确，但一到浇捣时情况就变了样，不是人踩就是施工作业器具压在上面，由此造成的结果是支撑钢筋的马凳被踩倒，混凝土上层钢筋弯曲变型，保护层的厚度也就得不到保证。而没有通过隐蔽验收和检查就进行下道工序操作也是一个错误，使一些保护层厚度不符合规范的地方没有检查到位或发现出来给予改正。所以在施工过程中，应做到加强管理和规范操作。
　　在施工前应将保护层厚度落实到检验批的验收中去，由现场质量检查人员对分项工程检验批进行工序确认，浇筑前对模板钢筋保护层厚度进行检验批的验收，隐蔽部位应检查钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的构件和部位。例如梁板类构件的纵向复力钢筋，悬臂构件上部复力钢筋位移可能严重消弱结构构件的承载力，对悬臂构件复力钢筋保护层厚度应重点检查。对检验批验收时，除严格执行标准，事前还应对复力集中，而且开剥检验确有困难的部位（例如梁柱节点、钢筋密集部位、代表性部位等）进行浇筑前的量测与检验，完成检验批验收文件的签证，做到心中有数。
　　在浇筑过程中由于施工荷载的增加，班组人员的连续作业，对钢筋保护层的影响也是比较大的，此时最容易出现脚踏钢筋变形、模板移动、上部交力钢筋保护层增大等一系列人为造成的问题，应做到以下几点：按图纸要求确定各阶段、各分项垫块厚度，制定标准垫块。针对混凝土浇筑时易对墙、柱钢筋造成位移的问题，在墙体预留竖向梯子筋（竖向梯子筋需比竖向筋大一规格，以代替竖向筋），间距为1200mm，为了防止现浇板面钢筋在混凝土浇筑中被踩弯，可利用废旧钢筋制作水平马凳，间距为1000mm，代替传统的钢筋马凳，以控制板面负筋的保护，做好工人班前教育，派熟练工操作，缩小工作面。对验收过的成品钢筋及模板应派专业人员看护，浇筑过程中铺设马道，上部钢筋增加马凳，下部做支撑，专业人员跟进防护，防患于未然。浇筑的强度未达1.2N/mm2时，不得上人，以免扰动混凝土。钢筋保护层厚度的控制是一个从施工至验收的全过程控制，控制了钢筋混凝土保护层的厚度，也就控制住了结构实体中检验批保护层的质量验收。

　　当然，钢筋保护层厚度对单项工程质量并不是起决定作用的，但如果不重视它，所产生的危害是不容忽视的，带来的损失程度与大小有时也是不可估量的。轻则导结构裂缝影响使用，重则产生结构安全隐患可能导致重大质量事故，造成工期延误和企业重大经济损失。比如，在某住宅小区的一幢小高层在顶层（十一层）质监钢筋核查时发现剪力墙局部钢筋保护层为50m-60mm大大超出了规范标准要求而最后带来了近一个月的停工整改，造成了该企业近百万元的直接经济损失，而此结果却出于该企业对钢筋保护层的施工控制的管理疏忽造成的。
　　可见，我们要在正确了解钢筋及混凝土的共同作用及较大偏差导致严重后果后，才能充分认识到合理的钢筋保护层对工程结构的重要性。在工程实际施工中，只有防微杜渐，才能使我们的施工技术水平更上一个台阶，才能建造出一个合格的优质的结构工程。
　　
　　参考文献：王海燕；钢筋保护层的作用和控制；《才智》2009年06期
　　顾海滨;钢筋保护层的作用及控制；《建筑时报》2004年

《浅析钢筋保护层的重要性及控制改进方法》

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