摘要：钢筋混凝土保护层厚度控制在合理的范围内时，可减少外物对混凝土结构表层的磕损或可有效防止内部钢筋锈蚀从而提高混凝土结构物的耐久性及其整体建筑结构的使用寿命。引起保护层厚度偏差过大的因素较多，且多数情况下为各单项因素综合作用的结果，通过深入的原因分析并制定纠正预防措施，可减少厚度偏差量，提高保护层厚度合格率。
关键词：偏差、原因分析、纠正预防
1现状概述
1.1钢筋混凝土保护层厚度，指混凝土结构物内部最外层钢筋外侧至混凝土表面的距离。保护层厚度控制在合理的范围内时，可减少外物对混凝土结构表层的磕损或可有效防止内部钢筋锈蚀从而提高混凝土结构物的耐久性及其整体建筑结构的使用寿命，如一般建筑钢筋混凝土梁、板结构，公铁钢筋混凝土预制梁等。
1.2随着各行业安全质量责制的落实和质量管控政策力度的进一步趋严，各建设施工单位加强了对钢筋混凝土保护层的厚度的关注度和控制力度，但施工现场难免会出现厚度偏差过大情况。本文结合铁路混凝土预制梁施工情况，就如何减少混凝土保护层厚度偏差量，提高整体合格率进行原因分析和纠正预防措施的总结阐述。
2成因分析
2.1混凝土保护层厚度偏差过大，系指厚度偏差量超出了标准规范的允许偏差范围。混凝土保护层厚度偏差过大，包括保护层厚度（值）偏大和偏小两种情况。
2.2影响混凝土保护层厚度大小的因素包括单项因素和综合因素。单项因素：工装模具的材质刚度和加工工艺，工装模具（含连接配件）的定制尺寸和组装误差，钢筋加工和绑扎误差，垫块加工和安装误差，垫块数量和绑扎方向，混凝土施工工艺等；综合因素由各单项因素任意组合形成。
可用数学表达式表示：P=±A±B±C ；Δ=P-[P]。
P：保护层厚度实际偏差值；[P]：偏差允许值；
Δ：超差量或偏差过大量；
±：偏大为“＋”，偏小为“－”；
A：模具组装偏差值（含加工偏差）；
B：钢筋骨架绑扎偏差值（含加工偏差）；
C：垫块厚度偏差（含安装方向影响值）
2.3因混凝土垫块自身体积较小（一般30-35mm），允许偏差值不大（一般0，+5mm），对保护层厚度的影响相对较小，所以，暂仅忽略垫块尺寸（即标准垫块）对保护层厚度的影响，进行以下具体分析：
2.3.1工装模具（以下均含连接配件）的材质和刚度，决定后期工装模具使用时的变形大小。选材和刚度越好，（大体型）模具选用整体压制（非拼接）工艺时，变形越小，对保护层厚度的影响越小，反之亦然。
2.3.2工装模具的加工尺寸和精度，影响组装后累计误差的大小。加工尺寸和精度偏大，组装后累计偏差进一步加大，亦即钢筋骨架与模具表面间距会进一步加大，保护层厚度也会变大，反之亦然。换句话说，钢筋加工和绑扎以及垫块数量和绑扎方向均符合标准要求，但模具本身设计加工尺寸偏大（偏小），组装后钢筋与模型表面间距必然过大（过小），直接导致保护层厚度偏大（偏小）。
2.3.3工装模具、钢筋加工和绑扎以及垫块数量和绑扎方向均符合标准要求时，模具组装连接拉杆、支撑或螺丝紧固不到位或者混凝土灌注时，振动器震荡模板导致各连接部件松动，模型尺寸有变大趋势，导致混凝土保护层厚度偏大。
2.3.4工装模具加工组装尺寸精度符合标准要求的情况下，控制骨架钢筋间距的辅助卡控钢筋加工尺寸偏小或者多根钢筋均按允许偏差的下限（值加工，绑扎成型后累计偏小值过大，与工装模具形成的间距进一步加大，导致混凝土保护层厚度偏大，反之亦然。
2.3.5工装模具和钢筋加工尺寸符合标准要求的情况下，钢筋跳绑或间距过大，绑扎点密度不足或绑扎力道不足有松动；骨架尺寸辅助卡控钢筋两端绑扎不牢固或者数量不足，造成整体骨架刚度不足容易变形，无论在钢筋骨架吊装就位或是模型安装及混凝土振捣时均会导致骨架偏移，导致混凝土保护层偏大或偏小。
2.3.6混凝土垫块按尺寸允许偏差上限（下限）值加工时，其与模具定制安装、钢筋加工绑扎偏差累计后，会相应的造成混凝土保护层偏大或偏小。
2.3.7混凝土标准垫块的绑扎数量不足、绑扎方向歪斜不垂直与模具表面，或垫块绑扎在内层钢筋上（绑扎位置不符合要求）时，模具组装或混凝土灌注过程中，钢筋易受压迫变形外侵，使该截面处钢筋与模具面板的间距变小，会造成混凝土保护层厚度偏小。
2.3.8虽然其他工序作业均符合标准要求，但在灌注混凝土时，由于混凝土下料口直对钢筋骨架，对钢筋骨架冲刷过猛，或振捣棒紧贴钢筋骨架振捣过程中碰触到垫块，容易导致局部钢筋偏移变形或混凝土垫块脱落，导致局部混凝土保护层偏小。
3 纠正预防措施
3.1事前预控措施
3.1.1除小型简易模具外，对多数大跨度、大体型、结构复杂或外形变化较多的模具，施工单位无设计加工能力或加工精度无法达到标准要求，一般情况下，会委托有设计加工资质的单位进行制作。无论自制或委托加工，均需从设计加工和验收交付两方面进行把关控制，确保模具自身质量符合标准要求。
3.1.2设计加工方面，先从源头控制和缩小模具制作加工误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆委托单位需提前通过合同约定或技术交底手段，设计加工前明确材质、结构刚度，尺寸精度、加工方式（焊接或整体压制）及其他安全防质量环保要求等。
3.1.3交付验收方面，模型到场或交付时，委托单位需及时按照合同约定或模具标准尺寸要求进行严格细致的验收。
3.2过程控制措施
3.2.1岗前教育培训
进行岗前教育交底培训，将保护层厚度控制指标和各种预防卡控措施向施工人员和技术人员进行交底培训，确保施工作业和检查人员知道控制要点和方法等，避免返工或整改作业。
3.2.2工序监督把控
1）检查纠偏
安排专职技术人员对钢筋垫块绑扎、模具组装、混凝土灌注工艺等进行重点盯控，在施工过程中发现问题及时进行纠偏整改。
2）钢筋加工
尽量选用智能数控设备，减少人员操作造成的误差，同时做好设备日常保养维修，每班开班时预先加工1件，并与标准件做对比，若精度或误差超出标准要求时，及时调整系统参数保证下料和加工精度符合要求。
3）钢筋绑扎
钢筋骨架绑扎时利用定位胎卡具或定位刻线对钢筋的位置精确定位，偏差不得超过2mm。绑扎过程中进行正反扣绑扎，可防止单向倾斜。允许跳绑的部位须均匀布置，且不得过度跳绑，尤其在解决钢筋骨架的刚度和预制梁腹板钢筋间距问题时，可通过设计变更手段，采用U型卡控钢筋进行固定绑扎或在钢筋绑扎成型后，使用电焊机将腹板厚度、顶板厚度、下翼缘厚度进行焊接定位，防止钢筋在吊装或混凝土灌注时扎丝松动脱落导致骨架变形。
4）垫块绑扎
首先，混凝土垫块的材质、强度和厚度必须满足设计要求，垫块绑扎的数量每平方不得小于4个，对梁体端部、下翼缘底部等部位应加密布置，每平方米不得少于6个。同时，垫块绑扎位置宜均匀对称布置，垫块厚度方向应垂直于模型表面。
5）模具组装
a、模具组装时必须严格按照规范要求控制各部位尺寸，尤其是模型的腹板厚度和垂直度。在拼装时，安排技术人员全程跟踪侧模拼装作业，使用磁力线坠及样板尺测量拼装的垂直度和腹板厚度，保证其满足验标要求。
b、模型拼装完成后，技术人员逐一对接缝处的连接螺丝螺母、上下拉杆的紧固螺母进行检查，对上下拉杆的紧固螺母应采用双螺母的加固措施。
6）、混凝土灌注
a、在使用布料机或灰斗布料时，严禁直对腹板钢筋布料（可顺着模具一侧边缘布料），并控制放灰速度和悬空高度。防止混凝土冲刷钢筋骨架导致扎丝或混凝土垫块松动脱落。
b、施工人员在使用振捣棒振捣混凝土时，不得贴着钢筋骨架进行振捣，应从钢筋骨架与模板之间的空隙插入，并做到“快插慢拔”要求。同时，安排两名看模人员，对接缝处的连接螺丝螺母及上下拉杆的紧固螺母进行检查，防止振动器震动导致螺母松动脱落，影响整体模型组装尺寸。
3.2事后验证纠偏
3.2.1及时利用检测仪器针对性的定点进行保护层厚度测量验证，根据测量数据和施工过程情况，重新制定或修订纠正预防措施。
3.2.2模具拆除后及时进行变形部位修复和校正等维修保养工作，在提高模具使用寿命的同时，有利于保护层厚度的控制。
4、参考处置措施
4.1、当设计对混凝土保护层厚度偏大或偏小问题有相应处理措施时，按设计要求执行。若设计无要求时，在进行方案评审程序后可采用性能可靠的混凝土结构专用防护涂料进行防护，确保结构耐久性要求。
4.2结构物保护层厚度偏小的部位，可用涂层涂料加强处理。如在底层涂抹湿表面环氧封闭漆（30µm）或环氧树脂封闭漆、中间层涂抹环氧云铁漆（360µm）或环氧树脂漆、表面层涂抹环氧云铁漆（360µm）或丙烯酸树脂漆（或氯化橡胶漆）进行分层加强处理，或者采用硅烷浸渍涂料进行一次性加强处理。
4.3与结构物保护层厚度略小情况相比，混凝土保护层厚度略大对结构体耐久性相对有利。但混凝凝土保护层厚度偏大时，容易被磕碰损伤或局部挤压开裂。保护层厚度大于设计允许偏差值的部位，先对有磕损或开裂情况的部位按要求进行修复，在参照保护层厚度偏小的处理措施加强处理或在保证尺寸和外观要求的情况下对无破损情况或已修复达到设计强度后的部位进行局部打磨处理。
4.4使用涂层材料加强处理前，应对混凝土表面蜂窝麻面缺陷修补和混凝土表面浮渣打磨清理，用水冲洗干净、晾干。最后按相应材料使用方法进行加强处理。
结束语
通过现场多次比对验证，深刻刨析偏差成因并不断修订和采取相应的预防控制措施，保护层厚度偏差量将明显缩小，合格率至少可提升20%。为提升混凝土结构耐久性和整体使用寿命起到积极的作用。
参考文献：
[1]TB10415-2018《铁路桥涵工程施工质量验收标准》.北京：中国铁道出版社，2019.
[2]TB10424-2018《铁路混凝土工程施工质量验收标准》.北京：中国铁道出版社，2019.
[3]Q/CR 9207-2017《铁路混凝土工程施工技术规程》.北京：中国铁道出版社，2017.
论文作者:刘宾
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/7
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