浅谈钢筋保护层在钢筋混凝土工程施工中的质量控制

（中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

桥梁混凝土的耐久性已经成为当今国际混凝土协会研究混凝土耐久性的热门话题，从90年代的“百年大计，质量第一”到《公路钢筋混凝土及应力混凝土桥涵设计规范》〔JTG 3362--2018〕中多次明确100年的设计使用年限，且指出，实体检测中，钢筋保护层已作为影响结构使用安全的一项必检指标之一。由此可以看出，当今社会对工程质量的要求已经不仅仅是一种口号，而是以实质性、规范性的文件形成了对工程质量的约束。规范还提出了几项关于混凝土耐久性的指标，但混凝土的耐久性问题十分复杂，其中钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一1。在公路桥梁工程中，钢筋锈蚀引起的桥梁混凝土破坏的问题也随着我国高速公路大量建设而逐渐显露出来，特别是盐渍土地区、受氯盐污染的沿海地区和北方撒盐除冰地区的高速公路桥梁和市政桥梁已破坏十分严重，并已成为桥梁病害里面一个突出性的灾害问题。要保证混凝土的耐久性，保证钢筋不被锈蚀，首先要确保钢筋保护层满足相关文件要求。

1 工程概况及地理环境

温州绕城高速西南线第10 标段主要工程量为主线横塘大桥和万全枢纽互通桥。枢纽包含8 条匝道，均以桥梁为主，其中5 条匝道部分段落为现浇箱梁，其余为预制箱梁及预制T 梁。项目桥梁所包含工程量有桩基890 根、立柱763 根、盖梁299 个、箱梁1180 片、T 梁157 片、现浇箱梁28 跨。其中每一个结构物都和钢筋保护层息息相关，无论施工图纸还是浙江省交通运输厅针对浙江省颁发的《浙江省公路水运工程电磁应法钢筋保护层厚度检测指南》对钢筋保护层均做了明确要求，要保证工程按期完工和顺利通车，钢筋保护层的控制也就成为项目的节点工程。

项目位于浙江温州与福建交界的平阳县境内，此地域为受氯盐污染较为严重的沿海地区，地理条件特殊，海风常年四季不断，降雨量充沛，空气湿度比较大，特别是每年3、4月份梅雨季节，温度适宜，空气潮湿，如果钢筋保护层过厚或者过薄导致混凝土产生裂缝，恰巧为钢筋的锈蚀创造了良好的条件，并且此地常见一些中小桥梁钢筋锈蚀十分严重，特别是立柱、护栏均能见到由内而外的锈迹，为桥梁后期使用留下了隐患。近年来浙江省对沿海地区钢筋保护层的要求也，更加严格。钢筋保护层控制也就成为项目工程质量控制的的重中之重。

2 项目施工过程中保护层出现的问题及产生的后果

2.1 混凝土钢筋保护层过薄

（1）在施工过程中出现钢筋保护层过薄，过薄会影响混凝土和纵向钢筋的粘结力，从而削弱了结构的承载能力，导致混凝土结构的不稳定2。

（2）钢筋保护层过薄对钢筋的防锈不利，会使空气中的碳酸根进入到混凝土内部，导致钢筋生锈，进而影响混凝土的耐久性，影响桥梁整体质量。

（3）从防火方面来说，高温会使构件迅速破坏。如果保护层过薄，会使在高温状态下的钢筋的屈服强度和极限强度出现不同程度的下降，进而致使混凝土结构物承载力得到破坏，造成安全隐患，所以从防火方面来看，也需要保证保护层的厚度。3

2.2 钢筋保护层过厚

（1）如果结构物的截面尺寸满足要求，那么钢筋间距必然变小，会使混凝土的抗拉性能大大降低，导致混凝土结构的不稳定，也大大的降低了混凝土结构的承载能力，严重时会引发事故。

（2）保护层厚度过厚，会使结构物表面容易出现收缩裂缝和温度裂缝，轻则会导致钢筋锈蚀，对混凝土的耐久性产生危害。重则会引发重大质量事故。

3 项目施工中钢筋保护层出现的问题原因分析及采取的措施

3.1 钢筋保护层出现的问题原因分析

3.1.1 技术人员对工人技术交底不到位

这主要体现在两个方面。第一，技术人员自身技术实力欠缺，缺乏施工经验，对相关规范和设计文件没有能研究透彻，图纸上对结构物要求的钢筋保护层厚度没能读懂。例如横塘大桥设计图纸中对立柱钢筋保护层厚度要求为净40mm，对盖梁钢筋保护层厚度要求为60mm，净保护层指的是受力钢筋最外侧边缘到混凝土的表面距离为净保护层。而保护层指的是钢筋的中心位置到混凝土表面的距离。虽然只有一字之差，但对保护层的要求差别却十分大4。第二，施工人员流动性大，如果不能及时对新进人员进行技术交底就会出现问题。因为新进施工人员质量意识淡薄，随意性大，对保护层的要求不清楚。例如；本项目中万全枢纽H 匝道3-0 立柱施工，由于技术人员对现场施工交底不到位，施工人员将桩基钢筋笼所用的加强筋误用在立柱中，致使H 匝道3-0 立柱保护层合格率为0%。经过对该结构物开孔验证，确认试验结果无误，最终对该立柱进行返工，给项目带来经济和进度上的损失。为了进一步加强现场施工人员的质量意识和责任心，我们对所有现场施工工人面对面做了技术交底，以及严格掌控新进场人员，做到不遗漏，遏制了以后施工过程中类似的质量事故的发生。

3.1.2 垫块质量差，数量不足

目前工地上经常使用的垫块分为两种，梅花形和圆形。梅花形用作立柱墩台和盖梁的保护层控制，以满足不同保护层的要求，而圆形垫块用作箱梁的保护层控制，两种垫块均为采购进场。因为对垫块质量没有明确的要求，在采购过程中极易出现质量不合格的垫块进场，致使在施工过程中垫块破损，造成保护层不合格。其次是在施工过程中工人不能按设计图纸要求的数量对垫块进行摆放或者摆放随意，出现垫块数量不足或着垫块扎堆，致使保护层合格率降低。例如在匝道现浇箱梁底板的施工中，钢筋型号为φ25φ28为主，钢筋自重较大且钢筋粗重，如果垫块质量不能满足要求或者垫块设置数量不足，在混凝土浇筑前钢筋调整过程中，容易出现垫块破碎，钢筋会出现整体或者局部下沉，造成钢筋保护层不足，产生一系列质量问题，从而为桥梁整体埋下质量隐患。

3.1.3 原材料不合格，混凝土坍落度不满足要求

如今混凝土用砂石资源较为匮乏，特别是用于生产箱梁、T 梁的高强混凝土的砂石产量更低，如果对原材料的质量监管不到位，不合格原材料进场，特别是碎石级配不合格和粒径超标。碎石级配不合格会致使混凝土流动性变差，粒径超标致使混凝土在施工浇筑结构物的过程中碎石不能随浆体流动，夹在钢筋与模板之间，使的垫块松动，造成保护层合格率降低。其次，混凝土坍落度不能满足要求，坍落度过小，造成混凝土流动性差，为了使混凝土结构达到密实必须加长振捣时间，振捣的时间过长使的垫块破损或者钢筋移位，导致钢筋保护层合格率下降。塌落度过大，混凝土出现离析，骨料和浆液分离，上浮力增大，容易导致钢筋笼整体上浮，从而保护层合格率会降低，所以，合格的原材料以及满足要求的混凝土是钢筋保护层的重要的保障。

3.1.4 不能按规范对混凝土进行浇筑、振捣

混凝土浇筑过程也十分重要，规范明确要求：柱、墙等结构物竖向浇筑高度超过3 米时，混凝土浇筑必须采取相应措施，加以辅助工具5。如果混凝土浇筑时不能按规范要求施工，则对保护层影响十分大。例如在进行超高立柱浇筑时，工人为了避免麻烦，对超过3 米的立柱不加用串通等，导致混凝土自由落差太大，对钢筋形成冲击，致使钢筋保护层合格率下降。其次，在混凝土浇筑过程中工人对钢筋随意踩、踏、扳、扯对垫块造成损害，使钢筋变形致使保护层合格率下降。

3.2 针对以上原因采取的防治措施

3.2.1 对钢筋保护层要进行严格质量控制，施工前，项目工程技术人员，要从思想上对钢筋保护层引起重视，必须提高自身技术水平，认真研读相关规范和设计图纸；在对工人交底时，要准确、清楚的对不同部位如何控制保护层认真、详细的对工人进行到位的技术质量交底，且提出明确要求，是所有现场施工人员增强对保护层的意识。施工过程中，现场技术人员要对钢筋位置，保护层的大小进行检查，及时作出调整，避免浇筑后因为保护层不合格造成返工。

3.2.2 在采购垫块时加强质量控制，严禁质量不能满足施工要求的垫块进场。同时，对施工人员加强管理，提高施工人员的质量意识，要求施工人员严格按照相关规范及设计图纸要求的数量和位置对垫块进行摆放，立模时要做到轻拿慢放，避免对垫块造成质量损害。

3.2.3 项目必须以质量为重点，所有人员务必提高质量意识。试验室按照规范要求严把质量关，对进场原材料进行每批次检测，对不合格材料进行清场，严禁不合格材料用于混凝土施工中。其次，在混凝土拌制过程中按照配合比施工，对混凝土加强质量控制，使得每盘混凝土坍落度都能满足现场施工要求。

3.2.4 在混凝土浇筑过程中严格进行报检程序，对超高的结构物浇筑（立柱）进行加用串筒浇筑，对工人进行质量教育，避免在浇筑过程中对钢筋造成位移或者位移后不复位，钢筋要求达到横平竖直，混凝土浇筑时，施工人员不在钢筋笼上扎堆，不堆积重物，以保证钢筋保护层的合格率。例如在浇筑万全枢纽B 匝道一盖梁时，工人在等混凝土期间将混凝土吊斗放在盖梁钢筋笼上，造成部分垫块破碎，部分绑扎钢筋松散；因此，钢筋保护层也就得不到保障，容易出现事故，所以，在混凝土浇筑过程中严格按照规范操作。

4 采取措施后取得的显著效果

通过对本项目钢筋混凝土保护层在施工过程中出现的原因进行分析和采取相应的措施后，项目上立柱、盖梁、箱梁等结构物保护层的合格率有了显著的提升，并且在随后的第三方的交工检测中合格率均能达到90%以上，满足浙江省对钢筋混凝土保护层的技术要求，为项目上创优工程奠定了基础。目前项目已顺利完工，实现了按期通车，按期交工。

5 结束语

通过项目中钢筋保护层出现的问题以及简单的分析，不难看出，要确保钢筋保护层的合格率在技术上并不难，只要方法上和措施上得力，就完全能够满足规范及设计文件要求，因此，在日常施工中，只要加强对施工人员的培训，严格控制施工工艺流程，就能保证桥梁工程质量符合设计要求。同时钢筋保护层在工程质量中虽然不能起到决定性因素，但是如果在施工过程中忽视了钢筋保护层的重要性，必然会给工程混凝土耐久性和结构的安全性留下隐患，因此无论是从思想上还是管理上都必须加强重视，只有这样才能作出“内实外美”的精品工程。