現(xiàn)代建筑已離不開鋼筋混凝土構(gòu)件，鋼筋混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能及壽命直接關(guān)系到建筑物的使用及年限。鋼筋混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能及壽命除原材料外，很重要的一方面就是構(gòu)件的保護(hù)層。因此，不管是施工單位還是監(jiān)理單位都應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和控制混凝土的保護(hù)層問題。
一、鋼筋混凝土構(gòu)件的工作原理
鋼筋混凝土構(gòu)件由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學(xué)性能而言，鋼筋有較強(qiáng)的抗拉、抗壓能力，但混凝土只有較高的抗壓能力，抗拉強(qiáng)度卻較低。然而兩者的彈性模量比較接近，還有較好的化學(xué)膠合力、機(jī)械咬合力和銷栓力，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。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)整體來承受外力的；又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。
二、鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度的確定
對(duì)于受力鋼筋混凝土構(gòu)件截面設(shè)計(jì)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越大，這樣鋼筋所發(fā)揮的力學(xué)效能也越高。鋼筋須靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如果鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋位置放置錯(cuò)誤或者鋼筋的保護(hù)層過大，輕則降低鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力，重則會(huì)發(fā)生重大事故。然而當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件的受拉鋼筋越靠近鋼筋混凝土構(gòu)件的邊緣時(shí)，也會(huì)發(fā)生一些問題：1)鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的主要成分鐵在常溫下很容易被氧化，尤其在高溫或潮濕的環(huán)境中。2)鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層過小容易在施工時(shí)造成鋼筋露筋或鋼筋混凝土構(gòu)件受力時(shí)表面混凝土剝落。3)隨著時(shí)間的推移，鋼筋混凝土構(gòu)件表面的混凝土將逐漸碳化，在鋼筋混凝土構(gòu)件工作壽命內(nèi)保護(hù)層混凝土失去保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，有效截面減小，力學(xué)效能降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力。這樣構(gòu)件整體性會(huì)受到破壞，甚至還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鋼筋混凝土構(gòu)件的破環(huán)。4)在實(shí)際施工中鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度也根據(jù)部位的不同有明顯的差異。
三、鋼筋混凝土保護(hù)層控制的實(shí)例及相應(yīng)保證措施
1.樓板層保護(hù)控制實(shí)例及保護(hù)措施
鋼筋在樓板混凝土板中主要起抗拉受力作用，用來抵抗荷載所產(chǎn)生的彎矩，防止混凝土板面收縮和溫差裂縫的發(fā)生，而這一作用均需鋼筋在上下設(shè)置合理的保護(hù)層前提下才能發(fā)揮。
樓板面層鋼筋的保護(hù)層一直是施工中的一大難題。筆者曾作為業(yè)主方聘請(qǐng)專家對(duì)某工程發(fā)生的樓板裂縫質(zhì)量事故進(jìn)行調(diào)研處理。該工程在施工中由于各工種交叉作業(yè)，樓板上層鋼筋被施工人員嚴(yán)重踩踏；上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋支撐設(shè)置間距過大，甚至多處不設(shè)；施工在冬季，養(yǎng)護(hù)不到位；開發(fā)商片面追求工期，強(qiáng)壓施工方工程進(jìn)度，樓板混凝土強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)，即進(jìn)行下一道施工，過早擾動(dòng)混凝土等多方面因素，致使全樓大部分樓板面出現(xiàn)裂縫。
樓板面層鋼筋保護(hù)層的保護(hù)措施，從施工方案反復(fù)考慮，建議樓面雙層雙向鋼筋(包括分離式或配置的負(fù)彎矩短筋)必須設(shè)置卡槽式混凝土墊板或小馬鐙筋，其縱橫向間距不應(yīng)大于直徑8，卡槽式混凝土墊塊和馬鐙筋的間距應(yīng)控制在600毫米以內(nèi)(即每平方米不得少于3只)，才能取得較良好的效果。
從施工管理方面來說，可采取下列措施加以解決：1)盡可能合理和科學(xué)地安排好各工作交叉作業(yè)時(shí)間，在板底鋼筋綁扎后，線管預(yù)埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時(shí)穿插并爭(zhēng)取全面完工，做到不留或少留尾巴，以減少面板鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。2)在樓板、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)(或鋪設(shè))臨時(shí)簡(jiǎn)易通道，以供必要的施工人員通行。3)做好技術(shù)交底、班前教育，加強(qiáng)質(zhì)量管理，使全體操作人員重視保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置；操作人員行走時(shí)應(yīng)自覺沿鋼筋支撐點(diǎn)通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。4)在澆筑前或澆筑中安排足夠數(shù)量的鋼筋工(一般應(yīng)不少于3至4人或以上)，及時(shí)整修損壞鋼筋；5)砼工在澆筑時(shí)應(yīng)搭設(shè)跑道，避免人員直接踩踏鋼筋。對(duì)裂縫易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動(dòng)跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。
2.墻柱保護(hù)層控制措施
墻柱保護(hù)層雖然較易控制，但也是最容易出現(xiàn)跑模、脹模的部位。在筆者施工經(jīng)歷中所見最多的也是墻、柱的跑模、脹模。綜合實(shí)際施工和監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，建議從以下幾方面加強(qiáng)控制措施：1)墻柱保護(hù)層縱橫向間距一般控制在1米左右(且不少于2列)，切忌數(shù)量太少；2)保證墻、柱拉鉤的加工尺寸準(zhǔn)確；3)保證墻、柱水平筋或箍筋的加工尺寸準(zhǔn)確；4)保證主筋位置，對(duì)主筋位移過大的，要及時(shí)修正到位，避免造成保護(hù)層過大或過小；5)及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土的早期強(qiáng)度；6)拆除模板施工時(shí)做好技術(shù)交底，在強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的前提下，小心拆除，切忌破壞墻柱保護(hù)層；7)盡量采用新工藝、新產(chǎn)品，如采用不易損壞的塑料墊塊或使用卡撐式定位件等，要求保證墊塊數(shù)量，排布均勻；8)保證板塊支撐系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，保證穿墻螺桿的強(qiáng)度，防止由于跑模脹模引起保護(hù)層過大。
一、鋼筋混凝土構(gòu)件的工作原理
鋼筋混凝土構(gòu)件由鋼筋和混凝土組成。從原材料的力學(xué)性能而言，鋼筋有較強(qiáng)的抗拉、抗壓能力，但混凝土只有較高的抗壓能力，抗拉強(qiáng)度卻較低。然而兩者的彈性模量比較接近，還有較好的化學(xué)膠合力、機(jī)械咬合力和銷栓力，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。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個(gè)整體來承受外力的；又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。
二、鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度的確定
對(duì)于受力鋼筋混凝土構(gòu)件截面設(shè)計(jì)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越大，這樣鋼筋所發(fā)揮的力學(xué)效能也越高。鋼筋須靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件的邊緣。如果鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋位置放置錯(cuò)誤或者鋼筋的保護(hù)層過大，輕則降低鋼筋混凝土構(gòu)件的承載能力，重則會(huì)發(fā)生重大事故。然而當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件的受拉鋼筋越靠近鋼筋混凝土構(gòu)件的邊緣時(shí)，也會(huì)發(fā)生一些問題：1)鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的主要成分鐵在常溫下很容易被氧化，尤其在高溫或潮濕的環(huán)境中。2)鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層過小容易在施工時(shí)造成鋼筋露筋或鋼筋混凝土構(gòu)件受力時(shí)表面混凝土剝落。3)隨著時(shí)間的推移，鋼筋混凝土構(gòu)件表面的混凝土將逐漸碳化，在鋼筋混凝土構(gòu)件工作壽命內(nèi)保護(hù)層混凝土失去保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，有效截面減小，力學(xué)效能降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力。這樣構(gòu)件整體性會(huì)受到破壞，甚至還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鋼筋混凝土構(gòu)件的破環(huán)。4)在實(shí)際施工中鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度也根據(jù)部位的不同有明顯的差異。
三、鋼筋混凝土保護(hù)層控制的實(shí)例及相應(yīng)保證措施
1.樓板層保護(hù)控制實(shí)例及保護(hù)措施
鋼筋在樓板混凝土板中主要起抗拉受力作用，用來抵抗荷載所產(chǎn)生的彎矩，防止混凝土板面收縮和溫差裂縫的發(fā)生，而這一作用均需鋼筋在上下設(shè)置合理的保護(hù)層前提下才能發(fā)揮。
樓板面層鋼筋的保護(hù)層一直是施工中的一大難題。筆者曾作為業(yè)主方聘請(qǐng)專家對(duì)某工程發(fā)生的樓板裂縫質(zhì)量事故進(jìn)行調(diào)研處理。該工程在施工中由于各工種交叉作業(yè)，樓板上層鋼筋被施工人員嚴(yán)重踩踏；上層鋼筋網(wǎng)的鋼筋支撐設(shè)置間距過大，甚至多處不設(shè)；施工在冬季，養(yǎng)護(hù)不到位；開發(fā)商片面追求工期，強(qiáng)壓施工方工程進(jìn)度，樓板混凝土強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)，即進(jìn)行下一道施工，過早擾動(dòng)混凝土等多方面因素，致使全樓大部分樓板面出現(xiàn)裂縫。
樓板面層鋼筋保護(hù)層的保護(hù)措施，從施工方案反復(fù)考慮，建議樓面雙層雙向鋼筋(包括分離式或配置的負(fù)彎矩短筋)必須設(shè)置卡槽式混凝土墊板或小馬鐙筋，其縱橫向間距不應(yīng)大于直徑8，卡槽式混凝土墊塊和馬鐙筋的間距應(yīng)控制在600毫米以內(nèi)(即每平方米不得少于3只)，才能取得較良好的效果。
從施工管理方面來說，可采取下列措施加以解決：1)盡可能合理和科學(xué)地安排好各工作交叉作業(yè)時(shí)間，在板底鋼筋綁扎后，線管預(yù)埋和模板封鑲收頭應(yīng)及時(shí)穿插并爭(zhēng)取全面完工，做到不留或少留尾巴，以減少面板鋼筋綁扎后的作業(yè)人員數(shù)量。2)在樓板、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)(或鋪設(shè))臨時(shí)簡(jiǎn)易通道，以供必要的施工人員通行。3)做好技術(shù)交底、班前教育，加強(qiáng)質(zhì)量管理，使全體操作人員重視保護(hù)板面上層負(fù)筋的正確位置；操作人員行走時(shí)應(yīng)自覺沿鋼筋支撐點(diǎn)通行，不得隨意踩踏中間架空部位鋼筋。4)在澆筑前或澆筑中安排足夠數(shù)量的鋼筋工(一般應(yīng)不少于3至4人或以上)，及時(shí)整修損壞鋼筋；5)砼工在澆筑時(shí)應(yīng)搭設(shè)跑道，避免人員直接踩踏鋼筋。對(duì)裂縫易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋受力最大區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動(dòng)跳板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡力避免上層鋼筋受到重新踩踏變形。
2.墻柱保護(hù)層控制措施
墻柱保護(hù)層雖然較易控制，但也是最容易出現(xiàn)跑模、脹模的部位。在筆者施工經(jīng)歷中所見最多的也是墻、柱的跑模、脹模。綜合實(shí)際施工和監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，建議從以下幾方面加強(qiáng)控制措施：1)墻柱保護(hù)層縱橫向間距一般控制在1米左右(且不少于2列)，切忌數(shù)量太少；2)保證墻、柱拉鉤的加工尺寸準(zhǔn)確；3)保證墻、柱水平筋或箍筋的加工尺寸準(zhǔn)確；4)保證主筋位置，對(duì)主筋位移過大的，要及時(shí)修正到位，避免造成保護(hù)層過大或過小；5)及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土的早期強(qiáng)度；6)拆除模板施工時(shí)做好技術(shù)交底，在強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的前提下，小心拆除，切忌破壞墻柱保護(hù)層；7)盡量采用新工藝、新產(chǎn)品，如采用不易損壞的塑料墊塊或使用卡撐式定位件等，要求保證墊塊數(shù)量，排布均勻；8)保證板塊支撐系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，保證穿墻螺桿的強(qiáng)度，防止由于跑模脹模引起保護(hù)層過大。
