如何有效控制桥梁结构钢筋混凝土保护层厚度

张怀秀

（亳州市交通基本建设工程质量监督局，安徽 亳州 236800）

1 概 述

近年来，随着桥梁建筑工程的迅速发展，钢筋混凝土结构得到广泛应用，无论是几千米的特大型桥梁建造,还是一般小桥涵洞,都需要钢筋与混凝土两种材料共同来完成。钢筋混凝土结构构件的钢筋保护层偏差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及使用寿命，国内外出现的许多触目惊心的桥梁垮塌事件多少都与保护层厚度质量失控原因分不开，因此新的质量验收要求把钢筋保护层厚度质量验收作为上下部混凝土结构物质量验收的必查指标。然而，从全国统计出的钢筋保护层厚度合格率的数据来看，合格率普遍偏低，呈现出施工难、监管难、验收难，保护层质量控制成了工程达优的一大障碍，因此如何有效控制桥梁结构钢筋混凝土保护层厚度成为目前桥梁工程的重点。

2 重要性及必要性分析

2.1 标准规范对钢筋混凝土保护层厚度的要求。

保护层指的是混凝土上面那层小部分垫层，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的作用。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），保护层厚度不再是纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离，而是“以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土的保护层厚度”。《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）及《公路工程竣（交）工验收办法实施细则》（交公路发〔2010〕65号）明确规定了结构物钢筋保护层厚度验收指标，而新的《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）及《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01--2006）有关保护层厚度对不同环境作用下混凝土结构耐久性提出了更为严格的要求。

2.2 从结构物钢筋及混凝土性能指标分析

2.2.1 力学指标性能

从原材料的力学性能而言，钢筋具有较强的抗拉强度，混凝土则具有较高的抗压强度，而其抗拉强度却很低。因此，一般在考虑钢筋混凝土的受力条件时，着重考虑的是混凝土的受压应力和钢筋的受拉应力。而钢筋混凝土结构构件中钢筋的实际受拉应力是否能与设计计算应力相吻合，主要取决于钢筋在结构中的位置是否正确。一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区，如果钢筋保护层厚度过大，轻则由于钢筋不能有效发挥其应有的抗拉作用，而使混凝土受拉应力超标产生裂缝，重则由于悬挑结构上部钢筋所受拉力的力矩高度变小，而使钢筋受拉应力超标发生结构断裂。此类事故在建设史上并不少见。再比如，大面积的现浇梁板，下排钢筋如果垫得过高，保护层过大，在外加荷载作用下，混凝土下部受拉应力超标，也会产生板底裂缝。

2.2.2 粘结性能

钢筋与混凝土具有一定的粘结强度，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具有握裹力。如果钢筋保护层厚度过小，钢筋过分靠近结构构件的边缘，容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，直接导致握裹力的减小。另外，钢筋保护层过小，表层混凝土将随着时间的推移而逐渐碳化，边缘钢筋失去保护作用而导致钢筋锈蚀，钢筋与混凝土之间也会失去粘结力，从而使构件的承载力降低，严重时还会导致整个结构体系的破坏。

2.2.3 耐久性

保护层还具有确保钢筋混凝土结构的耐久性能。混凝土不密实、有裂缝、钢筋保护层偏小，再加上混凝土碳化以及钢筋的电化学反应等因素就会因此加速结构物被侵蚀，进而加快钢筋锈蚀，导致结构物使用寿命缩短。因此，对一些于腐蚀气体环境下等特殊的建筑结构，设计上对混凝土结构的钢筋保护层还需作一些专门的规定，以确保建筑结构的耐久性。

3 施工质量控制措施

3.1 加强事前控制

组织相关单位认真做好图纸会审、技术交底、施工班组的交底工作。在有的设计图纸中，对保护层的厚度会根据情况有不同的要求。比如现浇梁板和梁的保护层厚度，当混凝土强度不同时，其要求的厚度是不一样的。而基础的迎水面保护层厚度通常为5cm，有时甚至要求达到10cm，这都要根据图纸的要求来绑扎钢筋。在实际工作中，经常发现钢筋操作工不看结构图纸总说明而仅凭经验操作。不使用相应的标准垫块，有时为图省事乱用垫块或少用垫块而导致保护层产生偏差。这些现象都与施工单位不重视技术交底、施工管理不严有关。这些都是人为因素，应该可以完全杜绝。

3.2 注重施工过程中钢筋翻样工作

施工单位的翻样人员应熟悉图纸及规范的要求。翻样时箍筋的翻样尺寸要正确。对一些钢筋密集和复杂的梁、柱交接处，主梁与次梁的交接处必须放实样，合理安排各方向的主筋与副筋位置。同时确保钢筋在制作时的尺寸正确，给施工现场钢筋安装、绑扎节点创造条件。避免由于交接点处钢筋密集无法安装而造成钢筋挤占保护层位置，从而发生露筋的情况。

3.3 采用标准钢模板

模板制作的尺寸偏差也会导致保护层的超标，所以还要注意模板工程的制作和安装。制作要规范、尺寸要精确，采用钢模板施工，减少施工造成的偏差。

3.4 加强工序验收工作

技术部门及监管部门要重视钢筋的绑扎成型工序的验收工作，加强旁站，绑扎时要按图纸、规范操作。保证钢筋骨架各部分尺寸及精度，确保主筋位置的安放准确，是避免出现钢筋保护层偏差的前提。对一些复杂的梁板结构，以及纵横交错的梁柱交接点应在认真交底的基础上，合理安插主、次梁结构主钢筋的位置，并注意施工顺序，避免出现钢筋挤占保护层的情况。

3.5 严格施工垫块

保护层垫块的制作及选择是钢筋保护层厚度控制的关键之一，根据不同部位制作了不同规格的“梅花形”垫块。垫块要采用专业精制模具加工，用高强砂浆制作成型，必须有效控制垫块的几何尺寸和自身强度，防止变形。同时，“梅花形”保护层垫块采用创新的“点接触”替代传统的“面接触”，大大提高了混凝土的外观质量。同时要确保垫块使用数量。一般要求间距0.8m～1m应设置1只垫块，如果钢筋直径较小，则还应适当加密垫块的间距。一般易出现梁板负弯矩钢筋或双层双向钢筋的上排筋保护层偏大，以及悬挑梁上部负弯矩钢筋保护层偏大等问题，此处应作为钢筋绑扎成型中关注的重点。

3.6 加强文明施工

有一些施工单位往往在浇捣混凝土时，无人统一指挥与监督。已绑扎成型并经验收的钢筋网上施工人员毫无禁忌地乱踩乱踏，甚至将设备器具压在上面，造成支撑马墩和垫块被压扁或踩倒，以及混凝土内钢筋弯曲变型或位移。这样就会使钢筋位置及保护层厚度得不到保证。还有在混凝土浇捣过程中振捣无序，局部振捣过分或振动棒触及钢筋骨架，也会使钢筋骨架变形、错位，使保护层厚度不均。因此，在混凝土浇捣施工中，应做到规范操作，除了对易于偏位的钢筋应作有效的固定外，应有专人指挥监督，严禁人员在钢筋上随意行走，振捣要按操作规范要求认真有序操作，振动捧不得随意触及钢筋骨架。

4 结束语

钢筋保护层是一个容易被忽视，然而却对桥梁安全使用非常重要的问题。在桥梁施工中乃至桥梁事故中，发现的很多质量问题如梁板开裂、板底露筋、钢筋锈蚀断裂等就是由于钢筋保护层厚度等原因引起的。因此，我们要不断加强对保护层厚度的质量控制，在施工过程中，严把设计关、开工关、交底关、验收关，同时加强对施工人员的教育和管理，充分认识到钢筋保护层厚度对工程结构的重要性；加强过程控制，并特别注意施工中的负弯矩钢筋的保护层问题，以确保构件的正常使用；加强工序签认工作，施工单位和监理单位都要认真做好钢筋工程的隐蔽验收签认工作；加强监管，各单位要增强自身的责任意识，完善相关制度及质保体系，加强旁站、工序检查等，从而确保桥梁建筑工程质量。