钢筋混凝土保护层控制

谢雪梅

(贵州省建设工程质量安全监督总站，贵州 贵阳550002)

1 钢筋混凝土结构钢筋保护层厚度控制存在的问题

1.1 错误理解

实际工作中，工程技术人员对混凝土保护层厚度的规定有下列错误理解。

1)规范规定的混凝土保护层厚度c为最小值，而实际却均按最小值控制。如梁、柱混凝土保护层任何情况下均取最小值25mm。

2)只重视纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度，忽略箍筋应具有的保护层厚度或忽视二者的不同。

3)在设计或施工主、次梁时，主、次梁的上部第1排负筋保护层厚度均取最小值25mm，忽略主梁第1排负筋钢筋保护层厚度应取决于板筋、次梁上部第1排负筋直径及保护层厚度等因素。

4)只重视框架柱的钢筋混凝土保护层厚度，剪力墙的钢筋混凝土保护层厚度普遍偏厚，造成有效厚度减小。

1.2 错误事例

1)某多层建筑为框架结构，框架柱的纵向钢筋直径为28，30mm，箍筋直径为12mm，结构设计时采用软件计算，设计人员计算时统一输入“c=25”，施工人员提出异议，设计人员却始终不同意将保护层厚度调整为30mm，造成施工难度加大和符合性降低。

2)设计施工时，由于上部第1排负筋保护层厚度相同，主梁上保护层厚度未减去次梁第1排负筋直径，造成主梁箍筋高度偏高，主、次梁相交节点处负筋位于主梁负筋之上，实际是占用箍筋和板负筋位置，造成此处板面负筋保护层厚度严重不足，甚至露筋；有的工地甚至将此节点处板面标高提高，导致楼板平整度出现问题。

3)施工时，将纵向钢筋保护层垫块放置于箍筋下方，造成底部纵向钢筋实际保护层厚度增加1个箍筋直径厚度，导致上部板的保护层厚度不够。通常情况下，纵向钢筋保护层垫块厚度是25mm，而箍筋及板筋的保护层垫块厚度是15mm，施工时必须注意区别并严格控制。图1中放置于箍筋下方的钢筋保护层垫块厚度是25mm，显然是工人和管理人员忽视了二者的不同。

图1 纵向钢筋保护层垫块放置于箍筋下方

2 国家相关规范规定及理解

2.1 相关规范规定

GB50010—2010(2015版)《混凝土结构设计规范》术语中第2.1.18条对混凝土保护层的定义是:“结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土，简称保护层。”

显然，上述规范的定义中并未指明钢筋为纵向受力钢筋，即无论是纵向受力钢筋或横向受力钢筋，均应有足够的混凝土保护层厚度，以保证在结构在正常使用年限内，不致因混凝土碳化使钢筋锈蚀，导致结构破坏。

2.2 对规范的理解

1)规范规定的是所有的受力钢筋，无论纵向或横向。例如对一般均布荷载受弯构件，当仅配有箍筋时，其斜截面的受剪承载力应按下式计算:

式中第1项为构件混凝土抗剪承载力。只有在剪力较小，即荷载和跨度均较小，而截面尺寸相对较大时，才会发生V≤0.07fcbho的情况，此时构件设计按构造配置箍筋，即只有此时箍筋才可理解为非受力钢筋。实际设计中，大多数情况下设计均充分利用钢筋混凝土构件的承载能力，即混凝土构件所受剪力较大，V＞0.07fcbho，需要设箍筋来承受剪力，即公式中的第2项。此时，箍筋也是受力钢筋，其混凝土保护层厚度必须满足规范要求。

2)规范规定:梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。在框架结构中，梁、柱承受的剪力往往较大，常会出现箍筋直径为12mm或14mm，甚至更大的情况，这种情况下，如果纵向受力钢筋混凝土保护层厚度仍按25mm设计，箍筋的实际保护层厚度就无法保证15mm，将小于规范的最小值规定。所以，此时纵向受力钢筋混凝土保护层厚度应大于30mm才能满足规定。

3)钢筋规格大小并非完全与公称直径相等。规范中，钢筋规格用公称直径(也称计算直径)的毫米数表示。公称直径与钢筋直径(即钢筋基圆直径+横肋高度)不相等，它等于公称横截面相等的光圆钢筋的直径。光圆钢筋实际上是圆形截面的钢筋，其公称直径就是钢筋的外径。但是，变形钢筋是表面带肋的钢筋，通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋，横肋的外形有螺旋形、人字形、月牙形3种。变形钢筋的直径用公称直径表示，相当于横截面相等的光圆钢筋的直径，即削峰填谷，取大致平均。但要注意不是简单取钢筋内径(钢筋基圆直径)和外径(肋间距)的平均值，因为钢筋纵剖面的形状不是线性关系，即变形钢筋的实际肋间距大于公称直径，钢筋绑扎中变形钢筋实际占用的空间比计算略大，在多根变形钢筋相叠放入时累积差别就会较大，导致钢筋不能正确就位，结果就是保护层位置被占用或保护层偏大。

4)结构设计时，底部纵向受力钢筋h0确定时取用的保护层厚度决定了施工时的数值。如图2所示。

图2 梁底钢筋保护层取值

图2中h0=h-c，c为纵向钢筋保护层厚度，一般取值c=25mm；当钢筋较大(如纵向直径为28，30mm，或箍筋直径为12mm或14mm)时，c=30mm。

5)设计与施工时，主梁第1排负筋钢筋保护层厚度应为次梁上部第1排负筋保护层厚度加次梁上部第1排负筋直径或板筋保护层厚度加板筋直径、次梁上部第1排负筋直径。这在结构设计计算时确定主梁第1排负筋h0就确定了，如图3所示，图中，h0=h-a，a=max[a1，a2]，a1=次梁负筋保护层厚度+次梁负筋直径；a2=板筋保护层厚度+板筋直径+次梁负筋直径。

图3 主梁负筋h0取值

3 现代城市住宅钢筋混凝土保护层厚度

由于城市用地资源的限制和我国城镇化建设的加速推进，加上钢筋混凝土结构设计、施工技术的日趋成熟，为建筑物的“长高”提供了必不可少的技术条件，我国城市建筑的容积率逐渐加大，尤其是我国城市住宅，建筑密度和建筑高度越来越大。而在建筑内，随着人们对住宅，特别是高层住宅平面与空间的要求越来越高，要在有限的平面和空间内，安排尽可能多的功能并尽可能降低建设成本，建筑和结构占用的平面和空间则要尽可能小。城市住宅这种对平面和空间的需求对钢筋混凝土结构的保护层厚度提出更严格的要求。

1)平面上，短肢剪力墙等结构形式较好地满足了这一需求，因此在城市住宅设计中得到广泛推广和应用。

短肢剪力墙结构是指墙肢的横截面高度为厚度(墙厚)4～8倍的剪力墙结构，常用的有“T”形、“L”形、“十”字形、“Z”字形、折线形、“一”字形。它实际上是按照建筑形式“因地制宜”设立的“异形柱框架结构”，或者说是“空腹剪力墙结构”。短肢剪力墙实际由暗柱和剪力墙组成，其截面厚度大多较薄，一般为200～300mm，钢筋保护层厚度通常为15mm。在平面上，现代城市住宅结构是柱按墙设计、施工，钢筋保护层位置控制要求更高，难度更大，尤其在剪力墙水平筋锚入暗柱的位置，稍有不当就会造成钢筋保护层厚度不足或墙柱面的异常(即平整度、垂直度不佳)。墙柱面的平整度、垂直度最后只能通过增加粉刷厚度解决，粉刷厚度越大，建筑室内有效使用面积就越小。

2)空间上，《健康住宅建设技术要点》指出，居室净高不应低于2.5 m；GB/T50002—2013《住宅建筑模数协调标准》中，规定的层高优先尺寸为2.0～3.0 m；GB50096—2011《住宅设计规范》规定:住宅层高宜为2.8 m。这些参数的制定主要是考虑技术、经济等因素，尤其是经济因素。目前，我国城市住宅层高一般设计在3 m左右，高档商品住宅设计会略有突破，但多数经济型住宅会控制在2.95 m左右，甚至更低，这就要求在梁板满足设计截面尺寸的前提下尽量减小施工误差，从而减小装饰层厚度，得到较好的净空高度值。相反地，如果梁板钢筋混凝土保护层的设计施工不精细，如主梁负筋保护层厚度设计、施工按25mm，在主次梁节点处，尤其是多根梁相交的节点，上部多层梁负筋、板筋重叠的结果将会是梁负筋、板筋占用有限的钢筋混凝土保护层厚度25mm，按照正常标高施工就无法将钢筋盖住，为了不露筋，混凝土工只好将节点处局部混凝土加高，将钢筋节点区域钢筋盖住，其结果是板面平整度严重超标，装修时再用加厚找平层弥补这一缺陷，最后损失的是有限的房屋净空高度。

4 结语

1)一般情况下，梁底部钢筋保护层垫块应置于纵向钢筋底部。

2)当钢筋较大，即纵向钢筋直径≥28mm，或箍筋直径≥10mm时，其纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应取c≥30mm，以保证箍筋及板筋具有足够的保护层厚度。

3)主梁负筋确定h0时，不能只取保护层厚度最小值，必须加上次梁负筋直径或板筋直径。

因此，梁、柱结构设计计算时应注意其钢筋的混凝土保护层厚度的取值，不能片面地理解规范的某一条款，设计、施工应遵循符合实际的原则。必须加强钢筋混凝土结构钢筋保护层的厚度控制措施，确保工程质量和建筑结构耐久性。