摘要：本文通過鋼筋混凝土施工中鋼筋與混凝土共同作用受力原理的分析，提出了多項控制混凝土中鋼筋保護(hù)層的技術(shù)措施，為確保工程結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性作出了有益的探索。
關(guān)鍵詞：鋼筋；混凝土；保護(hù)層控制
中圖分類號：TU375
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1008-0422(2007)08-0100-02
1 前言
無論是單層工業(yè)廠房還是一般民用建筑或高達(dá)數(shù)百米的摩天大樓，在國內(nèi)絕大多數(shù)采用鋼筋混凝土構(gòu)件，鋼筋在混凝土中的保護(hù)層該如何控制呢?從鋼筋與混凝土共同作用的受力原理，就歷年的施工監(jiān)理實踐談?wù)勔恍┠w淺看法。
2 鋼筋與混凝土性能分析
現(xiàn)行驗收規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002]中對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實體檢驗并就鋼筋保護(hù)層厚度作了明確要求，而規(guī)范中又強調(diào)梁類、板內(nèi)構(gòu)件上部縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度的合格點率應(yīng)達(dá)到90％及以上，且不超過1.5倍的尺寸偏差，這都說明了鋼筋保護(hù)層控制的重要。那么鋼筋保護(hù)層究竟有什么作用?保護(hù)層多大才合適?鋼筋怎樣才能發(fā)揮出它固有的力學(xué)特性?
2．1鋼筋和混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中是一個不可分割的整體，從材料的力學(xué)性能來分析，鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度，而混凝土只具有較高的抗壓強度，抗拉強度則很低。但兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。
鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體承受著外力。同時，由于混凝土的抗拉強度很低，故只考慮混凝土所承受的受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn)，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯誤或者鋼筋保護(hù)層過大，輕則降低了梁的承載能力，重則會發(fā)生重大事故。
2．2受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢?答案是否定的。這是因為鋼筋的主要成分是鐵，鐵在常溫下很容易氧化，更別說在高溫或潮濕的環(huán)境中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護(hù)膜，不與外界接觸相對還比較安全，但如果鋼筋保護(hù)層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，另一方面隨著時間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系破壞。
2．3在工程實際中，由于鋼筋保護(hù)層厚度未按規(guī)范要求所導(dǎo)致的質(zhì)量問題不勝枚舉。如今的住宅面積越來越大，尤其是客廳。筆者曾見到過某住宅建設(shè)的跨度達(dá)5.7m的樓板，厚度為15cm，設(shè)計是雙層雙向鋼筋網(wǎng)。從結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算來講，支座處的負(fù)彎矩比跨中正彎矩要大得多，但由于施工時施工單位對支座負(fù)彎矩鋼筋未引起足夠重視，結(jié)果工程剛竣工還未使用就發(fā)現(xiàn)樓板上表面四周墻根處出現(xiàn)了許多裂縫。經(jīng)檢查測試后發(fā)現(xiàn)，支座處負(fù)筋的保護(hù)層普遍超過規(guī)范2～4cm，最大的甚至超過了5cm，使樓板上部的負(fù)彎矩鋼筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情況下經(jīng)設(shè)計同意采取局部加固補強措施，這樣除影響工程質(zhì)量外，對施工單位本身造成很大的經(jīng)濟損失，更對聲譽造成很大影響。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前住宅樓開裂原因70％左右是由鋼筋保護(hù)層位置不正確引起的。
3 鋼筋保護(hù)層控制分析
作者認(rèn)為：一是抓施工前技術(shù)交底；二是抓過程中要素控制。在施工前，應(yīng)針對不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計施工圖紙、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集及現(xiàn)行施工驗收規(guī)范，確定正確的保護(hù)層。保護(hù)層的厚度并非千篇一律，不同的構(gòu)件，不同的設(shè)計要求厚度不同。因此，在對操作者的技術(shù)交底中必須明確此厚度，否則很容易造成返工。施工過程中，重點要做到規(guī)范操作，首先鋼筋加工尺寸必須準(zhǔn)確，底板下鐵、樓板、梁底面保護(hù)層可使用塑料、混凝土墊塊或大理石邊角料墊塊。墻體、柱、梁側(cè)面鋼筋保護(hù)層控制宜采用塑料墊塊和“F”型支撐棍，墻體結(jié)構(gòu)放在外側(cè)的水平筋上，梁柱結(jié)構(gòu)放在箍筋上。結(jié)構(gòu)各部位鋼筋保護(hù)使用墊塊形式如圖1：
另外在混凝土現(xiàn)澆板澆搗過程中，尤其需要重視。往往鋼筋綁扎時位置很正確，但一到澆搗時情況就變了樣，不是人踩就是工器具壓在上面，由此造成的結(jié)果是支撐鋼筋的馬墩被踩倒，上層鋼筋彎曲變形，保護(hù)層的厚度也就得不到保證。所以在施工過程中，應(yīng)做到規(guī)范操作，鋪好腳手板，嚴(yán)禁操作人員在鋼筋上隨意行走；對上層鋼筋應(yīng)作有效的固定：澆搗中還應(yīng)派專人檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
4 結(jié)語
綜上所述，鋼筋保護(hù)層厚度如果不重視它，所產(chǎn)生的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護(hù)層對工程結(jié)構(gòu)的重要性并進(jìn)行有效的控制。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個檔次。
關(guān)鍵詞：鋼筋；混凝土；保護(hù)層控制
中圖分類號：TU375
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1008-0422(2007)08-0100-02
1 前言
無論是單層工業(yè)廠房還是一般民用建筑或高達(dá)數(shù)百米的摩天大樓，在國內(nèi)絕大多數(shù)采用鋼筋混凝土構(gòu)件，鋼筋在混凝土中的保護(hù)層該如何控制呢?從鋼筋與混凝土共同作用的受力原理，就歷年的施工監(jiān)理實踐談?wù)勔恍┠w淺看法。
2 鋼筋與混凝土性能分析
現(xiàn)行驗收規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50204-2002]中對涉及混凝土結(jié)構(gòu)安全的重要部位應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)實體檢驗并就鋼筋保護(hù)層厚度作了明確要求，而規(guī)范中又強調(diào)梁類、板內(nèi)構(gòu)件上部縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度的合格點率應(yīng)達(dá)到90％及以上，且不超過1.5倍的尺寸偏差，這都說明了鋼筋保護(hù)層控制的重要。那么鋼筋保護(hù)層究竟有什么作用?保護(hù)層多大才合適?鋼筋怎樣才能發(fā)揮出它固有的力學(xué)特性?
2．1鋼筋和混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中是一個不可分割的整體，從材料的力學(xué)性能來分析，鋼筋具有較強的抗拉、抗壓強度，而混凝土只具有較高的抗壓強度，抗拉強度則很低。但兩者的彈性模量較接近，還有較好的粘結(jié)力，這樣既發(fā)揮了各自的受力性能，又能很好地協(xié)調(diào)工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的外部荷載。
鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體承受著外力。同時，由于混凝土的抗拉強度很低，故只考慮混凝土所承受的受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠(yuǎn)，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件上部受拉區(qū)。如果放置錯誤或者鋼筋保護(hù)層過大，輕則降低了梁的承載能力，重則會發(fā)生重大事故。
2．2受拉的鋼筋是否越靠邊越好呢?答案是否定的。這是因為鋼筋的主要成分是鐵，鐵在常溫下很容易氧化，更別說在高溫或潮濕的環(huán)境中。鋼筋被包裹在混凝土構(gòu)件中形成鈍化保護(hù)膜，不與外界接觸相對還比較安全，但如果鋼筋保護(hù)層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時表面混凝土剝落，另一方面隨著時間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系破壞。
2．3在工程實際中，由于鋼筋保護(hù)層厚度未按規(guī)范要求所導(dǎo)致的質(zhì)量問題不勝枚舉。如今的住宅面積越來越大，尤其是客廳。筆者曾見到過某住宅建設(shè)的跨度達(dá)5.7m的樓板，厚度為15cm，設(shè)計是雙層雙向鋼筋網(wǎng)。從結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算來講，支座處的負(fù)彎矩比跨中正彎矩要大得多，但由于施工時施工單位對支座負(fù)彎矩鋼筋未引起足夠重視，結(jié)果工程剛竣工還未使用就發(fā)現(xiàn)樓板上表面四周墻根處出現(xiàn)了許多裂縫。經(jīng)檢查測試后發(fā)現(xiàn)，支座處負(fù)筋的保護(hù)層普遍超過規(guī)范2～4cm，最大的甚至超過了5cm，使樓板上部的負(fù)彎矩鋼筋的作用大大降低，有些甚至完全失去作用，最后在迫不得已的情況下經(jīng)設(shè)計同意采取局部加固補強措施，這樣除影響工程質(zhì)量外，對施工單位本身造成很大的經(jīng)濟損失，更對聲譽造成很大影響。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前住宅樓開裂原因70％左右是由鋼筋保護(hù)層位置不正確引起的。
3 鋼筋保護(hù)層控制分析
作者認(rèn)為：一是抓施工前技術(shù)交底；二是抓過程中要素控制。在施工前，應(yīng)針對不同的工程部位，根據(jù)設(shè)計施工圖紙、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集及現(xiàn)行施工驗收規(guī)范，確定正確的保護(hù)層。保護(hù)層的厚度并非千篇一律，不同的構(gòu)件，不同的設(shè)計要求厚度不同。因此，在對操作者的技術(shù)交底中必須明確此厚度，否則很容易造成返工。施工過程中，重點要做到規(guī)范操作，首先鋼筋加工尺寸必須準(zhǔn)確，底板下鐵、樓板、梁底面保護(hù)層可使用塑料、混凝土墊塊或大理石邊角料墊塊。墻體、柱、梁側(cè)面鋼筋保護(hù)層控制宜采用塑料墊塊和“F”型支撐棍，墻體結(jié)構(gòu)放在外側(cè)的水平筋上，梁柱結(jié)構(gòu)放在箍筋上。結(jié)構(gòu)各部位鋼筋保護(hù)使用墊塊形式如圖1：
另外在混凝土現(xiàn)澆板澆搗過程中，尤其需要重視。往往鋼筋綁扎時位置很正確，但一到澆搗時情況就變了樣，不是人踩就是工器具壓在上面，由此造成的結(jié)果是支撐鋼筋的馬墩被踩倒，上層鋼筋彎曲變形，保護(hù)層的厚度也就得不到保證。所以在施工過程中，應(yīng)做到規(guī)范操作，鋪好腳手板，嚴(yán)禁操作人員在鋼筋上隨意行走；對上層鋼筋應(yīng)作有效的固定：澆搗中還應(yīng)派專人檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
4 結(jié)語
綜上所述，鋼筋保護(hù)層厚度如果不重視它，所產(chǎn)生的危害也是不容忽視的。我們要在正確了解鋼筋及混凝土的受力機理的前提下，充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護(hù)層對工程結(jié)構(gòu)的重要性并進(jìn)行有效的控制。只有防微杜漸，才能使我們的工程施工技術(shù)水平更上一個檔次。
