钢筋保护层厚度合格率偏低分析及控制措施

文/张勇兵、雷轶

1 前言

在公路建设各类钢筋混凝土结构物的施工中，都涉及钢筋保护层厚度合格率单项指标，而它可以直接影响钢筋混凝土粘接锚固性能、耐久性和耐火性等性能指标。

1.1 钢筋混凝土保护层的概念

根据最新的《混凝土结构设计规范》2010版，钢筋混凝土保护层是指混凝土构件中起到保护钢筋避免直接裸露的那部分混凝土；其中，从混凝土表面到最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）公称直径外边缘之间的最小距离，不再是混凝土表面到受力纵筋表面的距离。

1.2 钢筋混凝土保护层的作用

1.2.1 维护结构耐久性。保护层厚度在规定范围内能最大限度地保护钢筋避免氧化生锈，延长混凝土碳化到钢筋的时间，确保构件的使用年限。

1.2.2 建立有效的握裹力，共同参与受力。当混凝土达到一定强度后，钢筋与混凝土间建立起极大粘结强度，对彼此产生一种相互作用力-握裹力。混凝土结构中的钢筋保护层具备一定厚度，才能保证钢筋与混凝土间的握裹力。

1.2.3 增强结构耐火性。钢筋保护层对其内钢筋具有一定的防火作用。混凝土属于不良导热体，一定的保护层厚度能赢得救援时间，从而起到保护结构整体耐火性的作用[1]。

2 工程实例

云南普宣高速公路项目是云南省交通运输厅推行标准化工地建设的试点项目，推行标准化工地建设的最终目的是为了实现产品的质量标准化。下面以土建七合同段施工的格宜大桥墩柱施工为工程实例，分析和总结钢筋保护层厚度合格率控制措施。

普宣高速公路项目格宜大桥是一座左右分幅五联预应力混凝土连续箱梁桥，下部结构墩柱设计为圆柱式墩，柱高大于等于15m，设计柱径1.6m，柱高小于15m，设计柱径为1.4m。该桥下部结构实施过程中以左9-1 墩柱为提高钢筋保护层厚度合格率首件工程，首件工程施工中，从钢筋加工→钢筋安装→垫块安装→模板安装→混凝土浇筑进行工序分解和准备，并从人、料、法和环四个方面细致把关，浇筑完毕7 天后实测保护层厚度合格率为76.9%，尚未达到90%以上的标准。

3 合格率偏低原因分析

如下面保护层厚度合格率原因鱼翅分析图所示，按人、料、法、环四个方面归结，主要有以下的影响因素。

3.1 人的因素

3.1.1 参建人员，特别是现场一线管理人员及操作人员对钢筋保护层的概念、作用理解和掌握不透彻，对保护层厚度规定范围的重要性认识不足。

3.1.2 施工项目部现行管理水平和方法不能满足高合格率要求。表现在管理办法或制度建立健全但落实力度不够；奖罚制度建立但不落实；其质检体系仅留在纸张上，而不留在现场上。

3.1.3 技术交底工作纵向不到头、横向不到边。由于目前我国公路市场劳务工人的整体理论知识水平仍旧偏低，他们看不懂图纸、对工序理解模糊；并且在实际工作中，项目部各层技术交底中往往只注重怎样写得好，却不核实操作人员是否掌握[2]。

3.1.4 管理人员意识和责任心不满足高合格率要求。首先，管理领导者对保护层厚度合格率指标不重视；其次，现场技术和质检人员工作主动性差；最后，操作工人被动操作、模糊操作，操作工人操作中针对提高合格率未被告知做些什么、怎样做。

3.2 料的因素

3.2.1 钢筋加工不规范。钢筋加工制作人员马虎，对于钢筋加工过程控制不严格，加工完成的半成品的顺直度、弯曲角度等指标与设计有偏差。

3.2.2 保护层垫块制作不规范。在实际施工过程中，各项目部自制垫块规格误差偏差大，其强度未送检验证实，外购厂家来源多，五花八门，难以控制垫块质量。

3.2.3 模板制作强度和刚度不满足保护层高合格率要求。现场施工过程中常常存在为了节省成本使用老旧的变形严重的大块组装模板，组装完成后平整差；新进模板厂家混乱，其加工的拼缝、连接精度低。

3.2.4 对于钢筋骨架盛密的构件，混凝土配比最大粒径和塌落度会对保护层垫块造成一定影响。

3.3 施工方法因素

3.3.1 钢筋加工与安装。加工未采用精度满足进度要求的数控加工设备，而是采用简易的手工操作方法加工。钢筋安装，定位箍筋位置不准确，钢筋绑扎或焊接稳定性弱。对于柱子而言，桩柱结合部骨架主筋调整与定位不到位；对于梁板而言，架立筋定位不准确、水平纵筋不顺直等均影响到保护层厚度的控制。

3.3.2 垫块安装影响因素。垫块安装位置不准确、绑扎不牢固、使用数量不足等。

3.3.3 模板因素。主要体现在模板安装定位、连接加固不到位，在混凝土浇筑过程中出现移位现象。

3.3.4 混凝土浇筑因素。对于墩柱而言，溜管低落高度控制不严，下料不从柱中心往四周下，振捣顺序和振捣操作粗糙，从而对钢筋骨架、垫块、模板造成震动移位影响；对梁板而言，下料顺序、下料层厚对钢筋骨架和模板移位影响控制不严，上述原因均会对保护层厚度造成影响。

3.4 环境因素

环境对保护层厚度合格率的影响主要是指施工现场的天气、照明、空间等客观因素，表现在操作空间狭窄、夜间施工照明不足、雨季天气施工保证措施不到位、不能及时浇筑混凝土致使钢筋锈蚀等[3]。

4 控制措施

根据规范要求,结合目前市场施工水平及偏低原因分析，提出以下控制措施作为参考。

4.1 加强规范学习，提高参建人员对钢筋混凝土构件混凝土保护层概念与作用的认识，熟悉图纸，复核图纸，充分理解和掌握施工图纸对保护层厚度的尺寸规定，以规范和标准为基础，明确施工构件应具备的保护层厚度标准。

4.2 抓住人为因素是影响钢筋混凝土构件保护层厚度的主要因素。因此，相关人员应以施工准备和技术交底为龙头，以QC 小组总结活动、施工竞赛活动为载体，加强构件的各道工序管理，以形成提高和实现保护层厚度合格率指标的施工氛围。

4.3 提高钢筋加工精度，提高钢筋安装水平。建立标准化钢筋加工厂，采用新设备进行钢筋加工，取缔以往的手工操作加工来提高加工精度；在钢筋定位、绑扎（或焊接）安装前，技术人员必须逐根核实其加工角度、长度是否满足设计要求，杜绝不合格钢筋半成品使用于结构中。另外，为确保钢筋笼吊装过程不变形，还应视情况增加环向定位箍筋的使用频率。

4.4 正确制作、使用和安装垫块。保护层垫块使用与否对构件保护层厚度有着直接的影响。工地现场项目部自制垫块时，应使用定型模具和专用机械设备制作施工，同时模具还应具有一定的刚度，制作出的垫块产品其厚度尺寸应满足设计要求，其强度不得低于使用部位构件的混凝土强度，并经外送检验合格；外购垫块，其厚度尺寸及强度应满足设计要求，厂家应提供检测报告和质量合格证书。在施工过程中，要总结垫块使用数量、布置位置和形式，绑扎位置要正确、要稳固。为保证结构的耐久性，不宜采用橡胶垫块，禁止用钢筋条点焊代替混凝土垫块。

4.5 正确使用钢模板。模板加工精度、拼装误差、连接精度和吊装操作均对保护层厚度造成影响。因此，要想保证高合格率保护层厚度，就必须使用刚度和强度高，且加工精度满足规范要求的钢模板。建议厂家现场调查考核后实行准入制，进场时要认真验收以下指标：与设计相比，直径误差不大于3mm（T 梁模板平整度误差不大于1.5mm），高程误差不大于5mm（T 梁模板长或宽误差不大于2mm），接缝错牙不大于1mm。模板安装时，除其本身所带连接构件锁稳外，还应增加可靠的限位措施，比如四周增设支撑方木。对于墩柱，吊装安装节长应控制在2m 内；对于T 梁模板，吊装安装节长应控制在3 节片内。模板吊装禁止碰撞已安装固定的钢筋骨架；同时，使用过程中每一循环都应检查上述验收精度指标，不满足要求时应及时校正。

4.6 正确浇筑混凝土。浇筑过程中应注意以下几点：控制下料位置（T 梁浇筑时控制下料顺序和层厚）；严格控制混凝土低落高度，墩柱要采用串筒，T 梁要调整料斗、提升高度；振捣要规范要求有序进行，禁止振捣棒随意碰撞钢筋骨架、模板和垫块；技术人员全过程旁站，发现钢筋移位、混凝土垫块破碎或脱落时，及时改正；采取措施避免操作人员踩踏钢筋骨架、攀爬钢筋骨架。

5 结语

钢筋保护层厚度是一个易于被忽视，且对工程结构耐久性和使用寿命影响十分关键的指标。混凝土开裂、结构钢筋出露锈蚀等质量问题均与混凝土保护层厚度不合格有关系，因此参建人员都应引起足够的重视，要从设计到施工所有环节中，认真关注钢筋保护层厚度问题，确保桥梁等钢筋混凝土结构满足规范和设计要求的耐久性。