佛山市顺德区建设工程质量安全监督检测中心 528300
摘要：针对实际检测工作中经常遇到的各种结构实体钢筋的混凝土保护层厚度检测问题进行了分析，对如何实施检测及出现的检测不合格问题，结合不同情况提出建议和具体处理措施。强调加大钢筋的混凝土保护层厚度检测力度，能促使参建方对这项工作的重视，并通过其在施工过程的“事前控制”及“过程控制”，提高钢筋的混凝土保护层质量，增强构件的耐久性。
关键词：工程结构实体钢筋；保护层检测
钢筋保护层厚度对混凝土结构及构件的承载力和耐久性有很大影响。由于钢筋承担了混凝土结构及构件中绝大部分的拉应力，因此无论梁还是板，受拉钢筋总是应尽量布置于混凝土构件受拉一侧的边缘，以最大限度发挥钢筋承担拉应力的效率。钢筋保护层厚度太大，则会造成构件截面有效尺寸的减小，承载力下降。钢筋保护层厚度太小，一方面会影响结构中钢筋的承载力，因为承载力主要来自钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用，而这种作用很大程度上取决于握裹混凝土的厚度，即保护层厚度；另一方面还容易造成露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落而引起的钢筋锈蚀，影响结构的耐久性并导致整个结构体系的破坏。所以必须把钢筋保护层厚度严格控制在合理的范围内。
1.结构实体钢筋保护层厚度检测的重要性
我国传统钢筋分项工程的验收均以隐蔽工程验收作为最后一道检验。然而，在混凝土的浇筑、振捣过程中，钢筋有可能受到施工干扰而移位。最常见的就是上部负弯矩钢筋由于施工人员的踩踏而下沉，下部正弯矩钢筋由于垫块不够或分布问题、施工干扰造成移位的现象也时常出现。1）力学角度。由于钢筋混凝土结构的构件主要是由钢筋和混凝土组成的，因此从构件的力学角度来看，钢筋有着较高的抗拉性，而混凝土有着较高的抗压性。通过钢筋和混凝土的组合能够消除混凝土结构所不具备的强抗拉性，通过钢筋和混凝土的组合能够有效的发挥二者的优势，提高结构实体构件的荷载承受能力。同时在考虑钢筋混凝土的受力情况时必须要注重钢筋所受的拉应力和混凝土所受的压应力。所以从力学角度来讲，钢筋混凝土试题结构的构件中钢筋所受的拉应力应该和设计的应力值相符，从而保证钢筋在结构实体中位置的合理，从某种角度上来看，这也是进行结构实体钢筋保护层厚度检测的重要原因。2）钢筋与混凝土的粘结力。钢筋与混凝土之间的粘接力实际上就是通过钢筋和混凝土硬化之后形成的一种相互作用力，一般称为握裹力。如果结构实体中的钢筋保护层厚度不达标，将难以保证这种相互作用力的有效性。因此钢筋在混凝土中的保护层必须具有一定的厚度，才能保证混凝土与钢筋之间的握裹力。3）构实体构件的耐久性。结构实体钢筋保护层不仅仅可以产生一定的握裹力，而且还可以有效的防止钢筋锈蚀，保持钢筋的强度和使用寿命。一般来说，公路桥梁施工中钢筋会受到很多因素的影响，钢筋极易发生氧化作用而生锈，不仅如此，混凝土的谈话和赶紧的电化学反应也会加速钢筋的锈蚀情况，对公路桥梁的施工造成安全威胁，无法保证施工的质量。
2.造成钢筋保护层厚度偏差的原因
概括起来讲，造成钢筋保护层厚度偏差的原因有施工操作、绑扎方法、材料质量等因素。一是施工人员的操作水平和工作态度是影响保护层偏差的主要原因；二是混凝土圈梁、框架梁、板、柱和剪力墙的主筋上未按规定设置混凝土保护层垫块，或垫块组装得不牢固，由于施工中垫块产生位移，导致混凝土结构杆件露主筋，或是受力钢筋的混凝土保护层垫块强度偏低，垫后压碎，垫块厚度不符合规定要求等；三是在布置双层钢筋厚度较大的构件时，上层钢筋未很好地固定，在浇筑混凝土时下沉造成保护层加厚；四是浇筑混凝土时无操作脚手，钢筋被踩变形下沉，致使保护层厚度增大或不均匀。
3.钢筋保护层厚度存在偏差的危害
钢筋和混凝土在建筑工程中已经成为不可分割的整体。钢筋具有较强的抗拉、抗压强度，而混凝土只有较高的抗压强度，其抗拉强度很低。但两者的弹性模量较接近，还有较好的粘结力，这样既可以发挥各自的受力性能，又能很好地协调工作，共同承担结构构件所承受的外部荷载。如果保护层过薄，一是影响钢筋混凝土的承载能力；二是容易使钢筋发生锈蚀，影响结构工程的耐久性；三是从建筑防火的角度来讲，高温作用下可使构件迅速破坏。如果保护层过厚，同样会对建筑物带来不利影响。一是构件表面容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝，削弱了构件的承载能力；二是造成不必要的资源浪费和经济损失。因此，一定要按国家相关规范的要求对各个施工环节进行管控，确保钢筋保护层厚度在允许偏差范围之内。
4.工程概况
某智能开发厂房项目工程，为地下2层明挖11m岛式站台车站。主体外包总长505.10m，标准段宽度为19.70m，局部有加宽；设有3个消防疏散口和4个出入口。该厂房标准断面图如图。
某智能开发厂房项目混凝土结构构件的最外层钢筋保护层在一般情况下应满足以下规定：顶（底）板外侧45mm，内侧35mm；中板上下侧均为30mm；侧墙外侧45mm，内侧35mm；顶（底）板梁外侧45mm，内侧40mm；中板梁保护层均为40mm；所有柱子的保护层均为40mm。
本项目根据设计要求，为确保主体结构净空尺寸，地连墙施工测量放样外放100mm，基坑开挖后侧墙截面加大，钢筋拉钩加工时均可按照设计保护层厚度进行控制。侧墙导墙钢筋同底板一起安装，调整后并浇筑混凝土，在浇筑并振捣的过程中，工人碰撞、扶握钢筋，就会导致保护层厚度的变化；木工在安装侧墙模板过程中为了方便，恶意拆除、破坏垫块的行为也时有发生，这样也会导致保护层与设计值产生偏差。
影响保护层厚度检测的因素很多，如外加磁场、钢筋类型及各种钢筋连接节点、混凝土材料、检测面平整度、探头线与钢筋轴线的夹角、仪器参数和电量等，最常见的是钢筋连接点、仪器参数设置和电量不足的情况。在检测过程中位置稍有偏差就有可能会遇到拉筋节点或是直螺纹套筒，导致测试的结果会偏小，降低合格率；如果仪器电量不充足，将会削弱磁场感应，也会影响检测结果。
5.厚度控制
5.1事前检查
将保护层厚度落实到检验批的验收中去，施工至检验批阶段由施工企业质检人员及现场监理人员对分项检验批进行工序确认，浇筑之前应对模板、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受力钢筋。悬臂构件上部受力钢筋位移可能严重削弱结构构件的承载力，对悬臂构件受力钢筋保护层厚度重点检查。监理人员在对检验批验收时，除严格执行旁站外，事前还应对受力集中，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。
5.2事中控制
1）在浇筑过程中由于施工荷载的增加，班组人员的连续作业，对钢筋保护层影响也是比较大的，此时最容易出现脚踏钢筋变形、模板松动、上部受力筋保护层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，制作标准的垫块制作模，提前制作或购置砂浆垫块。2）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。3）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。4）做好工人班前教育工作，派熟练工操作，缩小工作面。5）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。6）浇筑后强度未达1．2N/mm2时，不得上人，以免扰动混凝土。
5.3事后控制
采用混凝土初凝后不久，局部钻孔检查及开剥的方法检查钢筋保护层，费用较低且不影响下道工序。由于钢筋保护层厚度检验的量测，在目前自动化检测程度相对较低的施工现场，依靠施工企业及监理单位有关人员眼看手量，必然会对相同部位有着不同的评验结果。怎样统一意见，严格执行对保护层厚度验收合格的规定，即当全部钢筋保护层厚度检验合格点率为９０％及以上时，检验结果应判为合格；当全部钢筋保护层厚度检验的合格率小于９０％但不小于８０％时，可再抽取相同数量构件进行检验；当按两次抽样数总和计算的合格点率为９０％及以上时，检验结果仍判为合格。
结论
钢筋保护层厚度作为实体检验的一个项目，重要的不是能检查出多少不合格的问题，而是在于通过这种手段，来促使参建方对这项工作的重视。目前，这项工作在具体实体检测、结果评定、不合格问题处理等方面，还存在一些有待完善的地方，但更重要的是，施工、监理方在施工过程中应加强相关问题的“事前控制”及“过程控制”的能力，切实提高钢筋保护层的质量，增强构件的耐久性及增加建筑物使用寿命。
参考文献
[1]GB50204-2015，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]50010-2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社。
论文作者:庄勇杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/14
标签：钢筋论文; 保护层论文; 厚度论文; 混凝土论文; 构件论文; 垫块论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;