田峰

近年來，隨著建設(shè)工程的大量開展，鋼筋混凝土應(yīng)用已經(jīng)得到普及。其中，鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量得到越來越多地重視，安徽省交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督局連續(xù)開展了鋼筋保護(hù)層的檢測能力驗(yàn)證和檢測技能競賽，也從一個(gè)方面體現(xiàn)了鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量在工程結(jié)構(gòu)中的重要作用。本文將從鋼筋混凝土保護(hù)層結(jié)構(gòu)分析、作用、存在的問題、控制方法等方面進(jìn)行論述。

一、鋼筋混凝土保護(hù)層結(jié)構(gòu)分析

鋼筋和混凝土在工程結(jié)構(gòu)中是作為一個(gè)整體進(jìn)行研究的。其中鋼筋具有較強(qiáng)的抗壓及抗拉強(qiáng)度，混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度而抗拉強(qiáng)度較低，前者主要承受拉力，后者主要承擔(dān)壓力，并且兩者的彈性模量和熱膨脹系數(shù)比較接近，待混凝土硬化后，兩者有效地結(jié)合在一起，產(chǎn)生良好的粘結(jié)力，牢固地粘結(jié)成整體，使鋼筋混凝土整體具備了良好的工作性，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。

根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)，經(jīng)計(jì)算得知，對于受力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)來講，受拉鋼筋離混凝土受壓區(qū)越遠(yuǎn)，其單位而積的鋼筋所能承受的彎矩就越大，鋼筋發(fā)揮的效率也就越高，所以無論是梁板結(jié)構(gòu)還是柱形結(jié)構(gòu)，受拉鋼筋的設(shè)總是應(yīng)盡量向外靠近受拉區(qū)混凝土邊緣。從構(gòu)件的耐久性方面考慮，鋼筋外表面到混凝土截面邊緣要有一定的垂直距離，用混凝土填充這個(gè)空間，將在鋼筋外層形成鈍化保護(hù)膜，這就是鋼筋混凝土保護(hù)層，這個(gè)垂直距離即為鋼筋混凝土保護(hù)層厚度。

二、鋼筋混凝土保護(hù)層的作用

1、提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命的長短和建設(shè)投資的綜合效益密切相關(guān)，耐久性問題已越來越引起建設(shè)方和使用方的注意。我國在GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中增加了耐久性設(shè)計(jì)的內(nèi)容。規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土耐久性是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)要求的使用年限內(nèi)，組成混凝土的材料在長期的自然環(huán)境中抵抗腐蝕、經(jīng)久耐用的性能，主要指抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化等。嚴(yán)酷的使用環(huán)境是造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的主要外因，混凝土本身的性能是影響結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)在因素，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性降低現(xiàn)象是由多種因素共同作用的結(jié)果，其中混凝土保護(hù)層是主要因素之一。所以，適當(dāng)?shù)卦黾颖Ｗo(hù)層厚度可以有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2、對內(nèi)部鋼筋提供防護(hù)

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋被包裹結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，混凝土在外面形成鈍化保護(hù)膜，可以保護(hù)鋼筋不與外界直接接觸，與此同時(shí)，混凝土保護(hù)層和鋼筋之間形成了較強(qiáng)的錨固力。如果鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不夠且密實(shí)性差，混凝土保護(hù)層較易再受力時(shí)剝落，或者被碳化并受到氯鹽的侵蝕，造成混凝土中的鋼筋銹蝕，當(dāng)銹蝕發(fā)展到一定階段，保護(hù)層混凝土就因銹蝕體積膨脹而開裂、剝落，從而使銹蝕加劇，造成鋼筋力學(xué)性能下降，至此，整個(gè)過程形成一個(gè)惡性循環(huán)，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低。可見，合格的混凝土保護(hù)層可以對內(nèi)部鋼筋提供最大程度的防護(hù)，并保證鋼筋的粘結(jié)錨固性，并能有效抵御火災(zāi)、撞擊等突發(fā)事件對鋼筋的直接傷害。

三、存在的問題

1、在設(shè)計(jì)方面，部分設(shè)計(jì)單位對鋼筋混凝土保護(hù)層的理解存在以下問題：往往只重視結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和極限使用狀態(tài)，而忽視了鋼筋混凝土保護(hù)層對結(jié)構(gòu)的全壽命周期的影響；對不同結(jié)構(gòu)、不同使用環(huán)境的保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度引用不當(dāng)；誤認(rèn)為保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)越保守越好；只重視主筋的保護(hù)層設(shè)計(jì)，而忽視了箍筋；當(dāng)結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)達(dá)到一定厚度時(shí)，未相應(yīng)地采取防裂構(gòu)造措施，存在隱患。

2、在施工方面，對鋼筋原材料保管不當(dāng)，露天或接地?cái)[放，造成鋼筋銹蝕；鋼筋使用時(shí)，未進(jìn)行必要的除銹除油漬工作；鋼筋綁扎后不能及時(shí)澆筑混凝土，造成鋼筋銹蝕；對保護(hù)層墊塊不重視，使用石子甚至短鋼筋代替；模板支立、鋼筋綁扎不規(guī)范，造成鋼筋移位；澆筑及振搗過程中，施工人員隨意踩踏模板及鋼筋網(wǎng)，振搗棒直接接觸鋼筋，造成鋼筋變形或被振偏而移位；模板和混凝土之間貼合不細(xì)致緊密；大體積鋼筋混凝土表面由于氣候原因造成干縮裂縫。

3、在使用及維護(hù)方面，對發(fā)現(xiàn)的破損保護(hù)層未能及時(shí)處理；在修補(bǔ)保護(hù)層時(shí)，對已經(jīng)生銹的鋼筋未進(jìn)行處理就直接覆蓋；對火災(zāi)等突發(fā)性事件，對保護(hù)層的破壞程度未能正確判斷。

四、控制方法

1、對設(shè)計(jì)工作予以足夠的重視，統(tǒng)籌考慮鋼筋混凝土強(qiáng)度和耐久性；兼顧主筋和箍筋的保護(hù)層設(shè)計(jì)；認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境差異并正確選擇保護(hù)層厚度；重視防裂設(shè)施對大體積結(jié)構(gòu)保護(hù)層的積極作用；在設(shè)計(jì)階段最大程度地減少可能造成影響鋼筋混凝土保護(hù)層質(zhì)量的因素。

2、在施工階段，要對以下幾個(gè)方面加強(qiáng)控制：

（1）認(rèn)真做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。施工方在技術(shù)交底工作中，對不同結(jié)構(gòu)、不同位置、不同環(huán)境、不同混凝土強(qiáng)度的保護(hù)層要區(qū)別對待，存在疑問要及時(shí)和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通確認(rèn)，不能想當(dāng)然地按照自己地理解去施工。

（2）嚴(yán)格控制原材料及原材料的加工質(zhì)量。

鋼筋應(yīng)集中存放在加工區(qū)內(nèi)，對不同等級、規(guī)格及產(chǎn)地的鋼筋應(yīng)分別堆放并設(shè)標(biāo)牌，鋼筋下部需用方木支墊并離開地面，防止因受潮發(fā)生銹蝕。鋼筋加工前應(yīng)檢查其是否潔凈無損傷，是否有油漆污染和鐵銹等，禁止鋼筋帶銹帶傷使用。鋼筋應(yīng)平直，無局部彎折并符合規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。

鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度與鋼筋的下料有直接關(guān)系，因此，鋼筋下料長度必須嚴(yán)格按圖紙尺寸計(jì)算加工，對鋼筋半成品要分類堆放并掛牌，牌上內(nèi)容包括鋼筋規(guī)格、直徑、鋼筋編號、安裝部位、數(shù)量等。鋼筋安裝前應(yīng)進(jìn)行放樣，安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的支撐并加以保護(hù)，安裝結(jié)束后應(yīng)立即按照規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行檢查。

模板安裝前，必須按混凝土結(jié)構(gòu)物的施工詳圖測量放樣，主要結(jié)構(gòu)應(yīng)多設(shè)控制點(diǎn)，以利檢查校正。模板安裝過程中，必須保持足夠的臨時(shí)固定設(shè)施保證穩(wěn)定。模板的拉筋應(yīng)保持順直，并應(yīng)有適當(dāng)剛度，不因施工中的沖擊而產(chǎn)生變形彎曲。拉筋與墊片必須銜接牢固，必要時(shí)帶雙帽。模板與混凝土的接觸必須平整嚴(yán)合，以保證混凝土表面的平整度和密實(shí)性。模板安裝偏差，不得超過允許值?；炷翝仓罢駬v過程中，避免人員及設(shè)備對模板及鋼筋造成變形移位，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正解決。拆模必須在已完全具備條件下進(jìn)行，不得對混凝土造成損壞。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在成型后，必須對保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測，應(yīng)以無損檢測法（電磁法）為主，并在采用局部破損法進(jìn)行精度校正。

3、使用和維護(hù)階段

要避免偶然事件對結(jié)構(gòu)造成損壞，如事件已發(fā)生，應(yīng)按照規(guī)范要求及時(shí)處理，防止損失的進(jìn)一步擴(kuò)大。我省的危橋改造工程已廣泛開展，橋梁管理單位要采取措施防止部分農(nóng)村地區(qū)焚燒秸稈等因素對橋梁鋼筋混凝土保護(hù)層造成不可挽回的損壞。

五、結(jié)語

在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2004中，對公路工程的鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量檢測做出了明確要求，只有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條款、設(shè)計(jì)文件進(jìn)行施工，才能確保鋼筋混凝土保護(hù)層的質(zhì)量，從而保證結(jié)構(gòu)物的耐久性，最大限度地發(fā)揮工程效益。