钢筋混凝土保护层厚度控制策略分析

金红伟

钢筋混凝土保护层厚度控制策略分析

金红伟

一、引言

混凝土结构的保护层是保护钢筋不受外界环境破坏的关键，但它同时也受到弯矩、剪力和轴向力的作用，并且也受到钢筋变型的影响。因此，不同的构件需要有适当厚度的保护层以保证钢筋混凝土构件的结构安全性。

二、钢筋混凝土保护层的意义及破坏原因

1.保护层的概念及其存在的意义

钢筋混凝土构件的保护层厚度因国家设计规范的更改而改变，最近的一次建筑行业设计规范的更改是在2010年，新版设计规范规定钢筋混凝土构件保护层的厚度是由钢筋的外缘到混凝土外表皮的距离，具体规范见下表。

钢筋混凝土构件混凝土保护层最小厚度

混凝土保护层的厚度和施工工艺的精细是钢筋混凝土构件耐久性良好的关键。保护层的存在可以使钢筋混凝土构件在一定程度上抵御外界环境的腐蚀、冲击应力、风载荷等不良影响，保护钢筋的结构安全，确保构件整体结构的稳定性和耐久性。

2、保护层质量问题原因

在实际施工中混凝土保护层损害主要有以下几方面原因。设计过程考虑不到位；施工过程操作不严谨；现场管理不科学；检测工作懈怠缺位等，都是造成混凝土结构保护层损坏的诱因。

三、设计中的控制策略

钢筋混凝土结构构件的混凝土保护层开裂究其原因是其力学性能的不稳定和材料耐久性的不合格，在混凝土结构设计方面，主要的控制策略旨在保证混凝土保护层的力学性能的合理。

1.钢筋配置

钢筋混凝土结构的配筋计算是钢筋混凝土结构构件设计的核心，也是钢筋与混凝土是否能够完美结合的关键。配置钢筋需分别注意钢筋和混凝土的抗拉和抗压强度，根据设计规范合理选择钢筋面积和钢筋组合形式，避免发生构件的少筋和超筋现象，少筋会导致构件的突然破坏，对人身安全威胁较大；超筋会加速混凝土保护层的开裂速率，加速混凝土的崩塌。

构件连接点处的钢筋设计需要更加注意，由于连接点处钢筋会利用搭接的方式进行连接，搭接处的钢筋直径会占用一些混凝土保护层的厚度尤其是在受力钢筋一侧的混凝土保护层，受拉力较大，需要足够厚度的混凝土保护层与钢筋配合以抵抗弯矩。针对此类问题，须对连接点处的钢筋布置设计进行优化处理，主要的方法有两种。第一种方法是在保证结构不发生超筋现象的条件下，适当增加单根钢筋的截面面积，从而减少钢筋在同一剖面上布置的行数，为其他方向的钢筋提供布置空间；第二种方法是在不影响建筑整体结构和建筑内部宜居性的条件下，适当的增加构件的纵向高度，为其他方向的钢筋提供搭接空间，但同时要注意构件尺寸增大时很可能导致少筋混凝土构件的产生。

2、误差预留

在设计时要充分考虑到施工过程中的误差会对结构的力学性能产生影响，所以，一般在钢筋混凝土结构构件的设计过程中会严格按照设计规范设置误差系数，预留一定的施工误差，在施工过程中，构件钢筋的布置、钢筋搭接的长度、混凝土的浇筑尺寸、构件搭接的长度只要控制在一定的误差范围内，结构依然可以发挥设计预期的力学性能。

四、施工中的控制策略

施工过程中针对混凝土厚度的控制策略则主要是为了保证混凝土的质量符合耐久性的要求。

1.工艺

（1）垫块

垫块的主要作用是在布置钢筋的过程中，对钢筋骨架进行支撑，保证钢筋在混凝土浇筑前和浇筑过程中都符合施工图规定的坐标位置，因此，垫块的质量决定着钢筋布置的准确性，钢筋若在浇筑的过程中发生位移，则会造成钢筋暴露于混凝土外的结构危险。垫块材料和类型的选择应根据构件内布置钢筋的重量和体量而决定，对于体量和重量较大的钢筋笼，由于现场自制的垫块在抗压强度和垫块工艺精细度都达不到足够的要求，其垫块需要从专业的生产厂家进行订购，并且全程各环节派驻专业的技术人员进行质量监控。对于要求较低的构件，其垫块尽量选用砂浆垫块，塑料垫块无论在抗压强度还是受温度影响变形方面都比砂浆垫块的使用效果要差很多。

（2）钢筋

钢筋的选材要严格按照施工图上的要求进行，针对建筑行业和冶金行业规范不同的问题，材料采购部门应当派驻专业的技术人员，与钢筋生产商进行充分协商，并严格把控每一个生产环节，确保钢筋质量的合格。钢筋的绑扎和加工要严格按照施工图的要求进行，钢筋在使用前可以先选择合适的天气采取适当的防护措施置于现场生成轻微的锈蚀，以保证钢筋和混凝土的接触面更加粗糙，增加混凝土与钢筋的摩擦力，能够更好的和混凝土共同工作。在加工钢筋的过程中，现场技术人员应当对钢筋的弯起部分进行角度和工艺的检查，并根据现场钢筋工人的工艺水平，有针对性的开展基础知识讲解，保证工人对钢筋功用的基本认识；在绑扎钢筋的过程中，工程技术人员应对绑扎完成的钢筋进行钢筋笼和垫块位置的检查，检查合格后方可进行混凝土的浇筑工作。

（3）模板

我国的建筑企业为节省施工成本，在非特殊工程的施工过程中，一般采用木制模板。木制模板的抗拉强度和抗冲击荷载能力都能达到施工要求，并且木制模板的安装和拆卸也很方便，但木制模板较易损坏，施工过程中操作过于用力或者存放模板的仓库潮湿都会损坏模板，使模板的边角出现不同程度的破坏，模板拼接若不严密会对混凝土的浇筑质量带来影响，模板的破损处会出现漏浆现象，混凝土养护期过后，其表面凹凸不平，改变了整个构件的受力情况，并且也会给模板的拆卸过程带来诸多麻烦。因此，模板的存放处要保持干燥清洁，防止模板受潮，模板安装和拆卸工作都要按照严格的施工标准进行操作，现场工程技术人员要实时监督指导，尽量避免模板收到严重的损坏，不可继续使用的模板统一进行回收处理，采购新模板和回收旧模板均要详细记录在册，方便工程的成本核算。

（4）混凝土

施工单位应严格按照施工图纸标准选择各个型号的混凝土，并严格监控混凝土生产过程中的水灰比，及时进行每一批次检查或抽查某一批次，确定合格后签字。混凝土在现场的搅拌和浇筑工作要有专业的施工人员进行现场指导，保证混凝土搅拌和振捣的均匀，提高混凝土的施工质量。

2.相关的管理措施

（1）制度管理

施工现场针对钢筋混凝土结构施工过程中可能出现的问题，应制定严格的现场制度，保证所有工人高度服从该制度，并根据该制度对工人的表现进行奖惩，激励工人标准化施工的意识。现场管理人员按照现场制度有序管理本部门工作，并配合其他相关部门的工作，保证钢筋混凝土结构施工的井然有序。

（2）进度管理

现场工程管理人员根据工人的工作效率和机械台班的使用情况制定科学合理的施工计划，从而确定整个钢筋混凝土工程的施工进度，并根据现场的人工情况、机械情况、天气情况等条件对施工进度表进行逐步的完善，并制定季度报告和年度报告，以申请追加所需材料和资金，确保钢筋混凝土工程的顺利施工。

五、检测与评价

驻守生产商的检测人员需对原材料进行质量检验，并做出初步评价，现场检测人员对钢筋工程和混凝土工程的质量进行细致检查，并对未达标的部位做出损伤评估，商讨补救措施。

（作者单位：河南省第一建筑工程集团有限责任公司）