结构实体钢筋保护层厚度检测与评定标准探讨

2017-04-11磊吴吉剑

四川水泥 2017年2期

关键词：保护层耐久性构件

周磊吴吉剑

(1南京汇锦工程项目管理有限公司江苏南京 210000 中设设计集团股份有限公司江苏南京 210000)

结构实体钢筋保护层厚度检测与评定标准探讨

周磊1吴吉剑2

(1南京汇锦工程项目管理有限公司江苏南京 210000 中设设计集团股份有限公司江苏南京 210000)

钢筋保护层厚度对结构实体的承载力和耐久性起着非常重要的作用。如何正确利用现行标准进行检测、验收和评定，对判定结构实体质量至关重要。通过对钢筋保护层厚度检测与评定标准进行探讨，为工程技术管理人员和质量监督部门控制钢筋保护层厚度及验收提供参考。

钢筋保护层；检测；评定；标准

钢筋保护层厚度在结构实体验收中被提到了越来越重要的地位，本文对钢筋保护层厚度验收标准进行汇总、分析研究影响钢筋保护层厚度因素，对检测与评定标准进行探讨，提出验收建议控制标准，供工程技术及管理人员作为参考。

1.0 钢筋保护层厚度验收标准

（1）《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》（JTG F80/1-2012）

（2）《公路工程质量督查办法》（交通部质监公字[2007]5号）

（3）《水运工程质量检验标准》（JTS 257-2008）

（4）《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS 202-2-2011）

（5）《混凝土结构耐久设计与施工指南》（CCES01-2004）

2.0 检测规程及设备

2.1 钢筋保护层厚度检测规程

涉及钢筋保护层厚度检测的规范规程有：

（1）《混凝土中钢筋检测技术规程》（JGJ/T 152-2008）（2）《水运工程混凝土试验规程》（JTJ 270-1998）

2.2 代表性检测设备

常用钢筋保护层厚度检测设备有：

（1）CM9钢筋保护层厚度测试仪(英国)

（2）混凝土保护层厚度测定仪（北京KON－RBL(D)）（3）钢筋检测仪（北京，型号：300A/300B/300C）（4）ZBL-R630混凝土钢筋测量仪（北京）

2.3 检测存在的问题

主要表现为：仪器测试精度不够；探头及测点附近有金属物；主筋和箍筋（或架立筋）等交叉钢筋之间的相互影响；带肋钢筋肋的影响等。

3.0 钢筋保护层厚度影响因素及控制措施

3.1 钢筋保护层厚度影响因素

钢筋保护层厚度的主要作用有两点：一是保证钢筋与砼的粘结力。钢筋与砼之间在荷载作用下产生劈裂应力，保护层厚度较薄时，钢筋与砼之间很快产生劈裂破坏，直接影响砼构件的承载力；二是保证砼结构的耐久性。砼在大气中会产生碳化，当碳化深度达到钢筋表面时，钢筋产生锈蚀，直接影响砼构件的耐久性。因此，为确保砼构件的承载力和耐久性，现行的砼结构施工质量验收规范和设计规范，均把保护层厚度提到一个很高的位置，要求在结构验收时必须提供保护层厚度实体检测结果，作为结构验收的依据之一。

在实际的施工中，钢筋保护层厚度受施工现场众多因素的影响，使钢筋保护层厚度出现较大的偏差。影响钢筋保护层厚度检测合格率不高的原因主要有：

（1）操作人员的工作责任心和技术水平

作业前技术交底不够，对钢筋保护层的重要性认识不足，操作人员质量意识薄弱。

（2）施工机械设备

表现为模板平整度不达标、安装模板时定位精度不够、钢筋保护层垫块不符合规范要求等。

（3）施工工艺的影响

表现在钢筋绑扎及立模完成后未经监理验收；现场人员随意在安装好的钢筋上乱踩，浇筑砼时，操作人员乱踩踏钢筋；混凝土浇筑及振捣工艺不符合规范要求等。

3.2 钢筋保护层厚度控制措施

提高混凝土结构耐久性的根本途径是增加混凝土本身的密实性和钢筋的混凝土保护层厚度。控制钢筋保护层厚度可从以下几个方面展开：

（1）充分理解规范条款的要求和相互关系

主要是钢筋安装、模板立模后的验收精度要求和成品保护层验收标准的理解和把握。

（2）设计控制

设计时除要保证主筋保护层厚度外，箍筋保护层也应满足规范要求。建议以最外层钢筋的保护层厚度控制。另外，在设计保护层厚度时，要考虑带肋钢筋的肋对保护层及其检测结果的影响。当实施的保护层厚度不能满足规范要求时，可向设计单位提出意见，实施变更。

（3）施工工艺控制

1）钢筋安装

首先必须加强钢筋加工过程控制，提高钢筋下料的尺寸精度。梁或板底面和侧面采用支撑件来控制保护层厚度，支撑件可采用硬塑料或砂浆垫块；上部钢筋保护层厚度一般以箍筋或架立钢筋高度来控制，同时应能承受一定的冲击力。

2）砼浇筑

①在浇筑砼前，必须由相关人员对钢筋保护层进行检查验收，验收合格方可浇筑砼；倾倒砼时要尽量减少对钢筋的冲击；浇筑砼采用“后退法”，严禁采用“前进法”；操作人员尽量避免踩踏钢筋，特别是结构的上部钢筋。

②在浇筑砼时，派专职钢筋工进行护筋，发现钢筋被踩踏或支撑件移位时，及时进行修整。

③为减少混凝土浇筑过程中对钢筋位置的影响，混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑。

（4）组织管理控制

①作业前对操作人员进行详细的技术交底，并进行现场操作示范和讲解；强调钢筋保护层的重要性，提高人员思想意识。

②合理安排各工种施工顺序，避免其他工种在安装好的钢筋上踩踏作业。

③钢筋保护层的垫块的设置采取专人负责制和检查验收制。

4.0 钢筋保护层厚度验收标准

4.1 钢筋保护层厚度控制标准讨论

综上所述，钢筋保护层对实体钢筋混凝土结构而言是十分重要的，除加强施工工艺及过程控制外，钢筋保护层厚度的验收和评定标准的明确和统一也显得迫在眉睫，呈现以下特点：

（1）各规范对钢筋保护层厚度误差的要求各不相同。

（2）各规范对钢筋保护层厚度误差的要求均存在正误差和负误差，且一般对负误差要求更为严格。

（3）部分规范对钢筋保护层厚度检测有工前、工后之分，部分规范仅有工前要求。

（4）混凝土结构物所处自然环境不同，钢筋保护层厚度最小值要求不同，处于海水或腐蚀环境中的结构物钢筋保护层厚度要求不应出现负值。

（5）不同类型的混凝土结构物对钢筋保护层厚度误差要求是不同的。

4.2 钢筋保护层厚度验收控制标准研讨

4.2.1 检测仪器设备要求

建议采用电磁原理的检测设备，具有较好的电磁屏蔽作用，不受外界金属电磁的干扰。主要要求如下：

①主要技术指标

保护层厚度测量范围（钢筋直径Φ6mm～Φ50mm）：第一量程：6mm～90mm;第二量程：10mm～180mm。

②工作环境要求：

环境温度：-10℃～40℃；相对湿度：＜90%RH；

4.2.2 钢筋安装验收要求

对钢筋混凝土工程，在混凝土浇筑前，钢筋保护层厚度的控制建议按照《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》（JTG F80/1-2012）执行。

4.2.3 半成品或成品钢筋保护层厚度验收标准

根据混凝土结构钢筋保护层设计情况和检测仪器设备情况，参照国标及其他行业标准，目前在用的混凝土结构半成品、成品钢筋保护层厚度验收标准如下：

①第一种方法：《公路工程质量督查办法》（交通部质监公字[2007]5号）

采用电磁方法检测，按统计方法评定，特征值与设计值的比值应为0.9～1.3，不超出为合格，计算合格率。

②第二种方法：《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）

钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为+10mm，-7mm；对板类构件为+8mm，-5mm。

按单点保护层厚度检测结果计算合格率：合格点数占总检测点数的比率。

目前，交通桥梁结构对一般钢筋混凝土工程结构实体检查验收时，采用第一种方法《公路工程质量督查办法》（交通部质监公字[2007]5号）进行检评。

4.2.4 标准执行讨论

采用《公路工程质量督查办法》（交通部质监公字[2007]5号）中明确的评定方法时，“特征值”建议按正态分布的方法计算：其中：BH—保护层厚度代表值（mm）；—保护层厚度平均值（mm）；K —保证率系数，高速公路取1.645；S —标准差。

按上述公式得到的代表值计算保护层厚度合格率，对极值无具体规定，可能会出现漏判对混凝土耐久性有严重影响的情况，因此，建议对钢筋保护层厚度极值作出规定：普通钢筋的混凝土保护层厚度BH，不应小于满足耐久性要求的保护层厚度最小值与保护层厚度施工负允差△之和，即：其中：—保护层厚度最小值（mm），一般地区工程建议按《混凝土结构耐久设计与施工指南》（CCES01-2004）取值，板、墙等面形构件20mm～30mm，梁、柱等条形构件 30mm～35mm，同时保护层厚度应不小于所保护钢筋的直径；受海水环境影响的工程建议参照《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS 202-2-2011）取值，一般不小于 50mm～80mm。Δ—施工负允差（mm），建议按钢筋立模的负允差取值，柱、梁、拱肋为-5mm，基础、锚碇、墩台为-10mm，板为-3mm；

建议在判定合格率的基础上，对保护层厚度实测值小于BH的构件单独列出，并应采取相应的保护措施，确保构件混凝土耐久性达到设计和规范要求。

为防止混凝土保护层过厚影响结构受力情况的发生，也应对保护层厚度最大值予以规定，钢筋保护层最大厚度建议按梁类构件为mm，板类构件为mm判定计算合格率。