钢筋混凝土保护层厚度的控制

赵 刚

钢筋混凝土保护层厚度指受力钢筋外边缘至混凝土表面的距离，钢筋混凝土保护层厚度对结构的适用性、耐久性、抗碳化、抗火灾和安全性等起着十分关键的作用。在实际的工程中经常有施工单位在施工过程中对混凝土保护层厚度得不到足够的重视，造成钢筋位置不准，保护层厚度不符合设计规范及施工质量验收规范。混凝土浇筑后，钢筋位置是否正确不能直观的看到，如果钢筋位置偏差过大，直接影响到钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，关系到建筑物的使用安全和使用寿命。因此，施工单位、监理单位均要足够重视钢筋混凝土结构的保护层问题。

1 混凝土保护层的主要作用

1.1 钢筋与混凝土之间的粘结锚固

混凝土结构中钢筋能够受力是由于其与周围混凝土之间的粘结锚固作用。受力钢筋(尤其是变形钢筋)与混凝土之间的咬合作用是构成粘结锚固的主要成分，这很大程度上取决于保护层厚度，混凝土保护层越厚，粘结锚固作用越大，钢筋保护层厚度过小，粘结锚固作用减小，钢筋靠近结构边缘，造成混凝土构件表面混凝土剥落或露筋现象，一般钢筋的保护层厚度不应小于受力钢筋直径。

1.2 保护钢筋免遭锈蚀

混凝土的突出优点是耐久性好。保护层起着保护钢筋不被锈蚀的作用，以保证钢筋混凝土结构的耐久性。混凝土水化后处于碱性环境，在碱性环境下使包裹在混凝土中的钢筋表面形成钝化膜而不易锈蚀。但是碳化和脱钝会影响混凝土耐久性而使钢筋遭受锈蚀。碳化时间与混凝土的保护层厚度有关，因此钢筋的保护层厚度是保证结构耐久性所必需的条件。保护层厚度越大，钢筋锈蚀速度越慢，保护层胀裂时钢筋的锈蚀率也随保护层厚度的增大而增大，因此保护层厚度越大，对混凝土的耐久性越有利。我国混凝土结构的耐久性普遍较差，因此，保护层厚度要严格控制在设计规范规定范围内，这样就能保护钢筋免受锈蚀，推迟混凝土碳化时间，确保结构的作用年限。

1.3 对构件受力有效高度的影响

从锚固和耐久性的角度而言，钢筋在混凝土的保护层厚度越大越好;然而从受力角度而言，则正好相反。保护层厚度越大，构件截面有效高度就越小，结构构件的抗力将受到削弱。钢筋混凝土结构构件钢筋的受力实际情况是否与设计计算相一致，主要取决于钢筋在结构中的位置是否正确。这也是要求控制钢筋保护层厚度的主要原因。无论是板还是梁，受拉钢筋越靠近受拉一侧混凝土边缘，构件的截面有效高度越大，结构构件的抗力越大。但保护层厚度过大，构件的截面有效高度越小，钢筋受力主筋不能达到设计的要求，而使混凝土受拉应力超标产生裂缝，尤其在悬挑构件中，轻则产生裂缝，重则使悬挑构件断裂，造成严重的质量事故。

1.4 混凝土的防火要求

对有防火要求的钢筋混凝土构件，要保证构件有足够的保护层厚度，对混凝土内部的钢筋起到保护作用，当发生火灾时，由于钢筋与混凝土的膨胀系数不同，随着环境温度的升高，钢筋与混凝土的粘结锚固作用就会削弱。混凝土为不良导热体，它能保护钢筋不会立即受到高温影响，从而延缓结构丧失承载力的时间。为了满足建筑防火要求，保护层厚度还应满足建筑防火规范的要求。

2 混凝土结构中钢筋保护层厚度存在的问题

混凝土结构设计和验收规范对钢筋保护层厚度都有严格要求，但在施工过程中保护层厚度偏差较大是很普遍的现象。板上部钢筋保护层厚度偏大，下部钢筋保护层厚度符合要求，这是施工质量控制较好的工程。对于现场管理不到位，施工质量控制较差的工程，板上、下部钢筋保护层厚度均不符合要求，有部分工程在拆模后板底出现露筋现象，板底部钢筋几乎没有保护层。发生此类问题的主要原因是:现浇楼板上部负弯矩筋多采用分离式配筋，钢筋的刚度较差，马凳数量过少，在钢筋绑扎、电线管布设过程中，人员踩踏导致板面钢筋下陷，保护层厚度增大;板下部钢筋多数采用砂浆垫块，也有采用花岗岩碎块来控制钢筋保护层厚度。砂浆垫块强度低，容易压碎，施工时铁丝与主筋没有很好的连接，在混凝土浇筑过程中出现垫块偏位与脱落现象，保护层垫块起不到相应的作用。用花岗岩、石子等作垫块，这本身违反施工规范的有关规定，花岗岩表面光滑，而且厚薄不一样，无法和钢筋绑扎牢固，易导致保护层厚度不足、钢筋偏位、露筋等现象，留下了安全隐患。

上部钢筋保护层过大将直接影响楼板的承载力和抗裂性能，支座处的抗弯承载力将明显下降，对于设计富余量不大的楼板，将直接导致承载力不足。板下部钢筋保护层过小，将影响结构的耐久性，如果钢筋锈蚀，严重时将直接影响安全性。作为悬挑构件如上部钢筋保护层过大，就会造成上部裂缝或断裂。

梁柱箍筋保护层厚度多数施工单位不重视，箍筋保护层厚度多数偏小，箍筋是构件斜截面承载力的重要保证，箍筋也是受力钢筋，其重要性也不亚于纵向钢筋。虽然箍筋保护层厚度在规范中不是强制性条文，但在施工中也应引起足够的重视。

3 钢筋混凝土保护层厚度的质量控制

1)施工前应认真做好图纸会审，施工单位应对具体操作人员进行交底。很多施工单位的钢筋工对保护层厚度的认识不足，施工时仅凭习惯操作，垫块使用不当或垫块过少。而施工单位又不重视技术交底、施工管理不严，这些问题都应在施工前进行解决。

2)施工单位应对钢筋下料、加工进行详细的交底，要求技术人员根据图纸和规范进行钢筋放样，应对成型的钢筋进行检查。一些复杂的部位要根据图纸合理安排主筋与副筋位置并注意施工的顺序，避免由于钢筋根数多造成钢筋挤占保护层位置，出现露筋情况。悬挑结构负弯矩钢筋应保证到位，采取措施防止踩压错位。

3)模板制作的尺寸偏差也会导致保护层超标，特别是缩模现场会引起截面变小，保护层厚度偏小的现象。钢筋绑扎时要按图纸尺寸操作，骨架尺寸符合要求，钢筋位置准确。

4)钢筋保护层垫块强度、厚度、位置应符合设计及规范要求。钢筋垫块应采用塑料垫块或卡撑式定位件，而有些工程还在使用砂浆垫块、花岗岩碎块、石子，这样容易导致垫块压碎、垫块偏位、脱落等现象发生，无法保证保护层厚度。垫块要定位准确，安装牢固，施工方便，定位后不易移滑，很好地控制钢筋保护层厚度。垫块的乱用、混用也是一个比较普遍的问题，在工程中经常有垫块乱用现象，将保护层厚度大的部位用成薄垫块，而将保护层厚度小的部位用成厚垫块。垫块数量要满足要求，垫块数量过少就起不到应有的作用，使钢筋下沉，保护层厚度达不到要求。钢筋工程属于隐蔽工程，是混凝土结构工程施工质量监控的重点。施工单位和监理单位要引起高度重视，做好钢筋隐蔽工程的验收工作。

5)在钢筋绑扎完成后，不得在钢筋上行人、堆放物料，支撑马凳要绑扎牢固，防止其他工种操作时马凳踩变形。特别是防止踩踏雨篷、挑檐阳台等悬挑结构的钢筋，以免造成钢筋变形位移，钢筋保护层厚度得不到保证，影响结构强度和使用安全。在混凝土浇筑过程中，要有专人指挥。应做到规范操作，严禁人员在钢筋上踩踏，被踩倒、变形、移位的钢筋要派人及时修复，要保持钢筋的原有形状。混凝土振捣时，避免振动模板、钢筋，以防止模板变形，钢筋位移。

6)对混凝土结构钢筋保护层厚度进行实体检验。

a.对钢筋保护层厚度检验，根据规范只检查梁、板类构件各自数量的2%，且各不少于5根构件检验。如有悬挑构件，则在各类构件选取的数量中，宜有50%为悬挑构件。

b.对选定的梁类构件，应对全部纵向受力钢筋保护层厚度进行检查。对选定的板类构件，应抽取不少于6根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验。检测时可采取局部开槽，钻孔测定，也可用仪器量测(仪器误差在1 mm以内)，检测后对槽孔及时修补。

c.纵向受力钢筋保护层厚度允许偏差，梁类构件(+10，－7)，板类构件(+8，－5)。当有不合格点时，最大偏差应小于允许偏差的1.5 倍。

d.保护层合格判定:全部检验点合格率达90%及其以上，结果为合格;当第一次抽检合格率不足90%，大于80%时，加倍检验;两次抽检点数合格率达90%以上，结果为合格;当抽检点数合格率低于80%，或不符合上述条件时，均为不合格。

4 结语

钢筋保护层厚度偏差过大已成为结构施工质量控制中薄弱的环节之一，造成楼板开裂、板底露筋等施工质量问题。设计、施工、监理各方都要认真对待这个问题，充分认识到钢筋保护层厚度对工程结构的重要性，参建各方共同努力提高钢筋保护层厚度的质量控制，确保工程的安全性和耐久性。

[1]GB 50300-2001，建筑工程施工质量验收统一标准[S］.

[2]GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S］.

[3]GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S］.

[4]羊伟庆.浅析混凝土保护层的作用及设计控制[J］.山西建筑，2010，36(12):72-73.