混凝土构件钢筋保护层厚度的设计原则与检测

2014-11-09李峰

山西建筑 2014年25期

李峰

(山西四建集团有限公司，山西太原 030012)

0 引言

众所周知，现代建筑已离不开钢筋混凝土构件，钢筋承受拉力，混凝土承受压力。钢筋和混凝土共同组成具有坚固、耐久、防火性能好、成本低的优良结构材料。但钢筋本身因其自身易氧化、耐火性能差以及工作时需要与混凝土保持足够良好的粘结力，因此混凝土构件必须设置足够厚度的钢筋混凝土保护层。

1 钢筋保护层的定义

钢筋混凝土保护层(简称钢筋保护层)按照现行国家规范它的定义为:从混凝土表面到钢筋公称直径外边缘之间的垂直距离。这里所指的钢筋并不是指混凝土构件的纵向受力钢筋，它是构件钢筋骨架的最外层钢筋，可能是纵向受力钢筋如板类构件受力钢筋在最外层。也可能是箍筋或分布钢筋，比如梁类构件纵向受力钢筋外侧还要加设箍筋，这时的钢筋保护层厚度就应是箍筋外边缘至混凝土表面的最小距离。墙类水平分布筋如布置在最外侧时钢筋保护层就应是分布钢筋外边缘至混凝土表面的最小距离。对后张法预应力筋，钢筋保护层厚度为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。

2 钢筋保护层的设计原则

根据现行国家规范的要求，钢筋保护层厚度应满足两个方面的要求。1)构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径;2)构件最外层钢筋的保护层厚度根据构件所处环境和构件类型最小厚度不应小于表1规定的数值。如果设计使用年限超出50年的混凝土结构构件最外层钢筋的保护层厚度应不小于表1规定的混凝土保护层最小厚度数值的1.4倍。

表1 钢筋保护层的最小厚度

混凝土强度不大于C25时，最外层钢筋的保护层最小厚度应在表1基础上再增加5 mm。混凝土基础中钢筋保护层厚度应从垫层顶面算起，且不应小于40 mm。

混凝土构件表面加设有效提高构件耐久性的防护层后，构件钢筋保护层厚度可不受上述限制，可以适度减少。例如:地下室墙体采用防水、防腐做法时，与土壤接触的保护层厚度可以适当减小。

混凝土构件采用环氧树脂涂层钢筋、镀锌钢筋或采取阴极保护处理等防锈措施时，构件钢筋保护层厚度也可以适当减小。

钢筋保护层很厚时，为防止混凝土开裂剥落、下坠。可采用加配防裂钢筋网片的措施。钢筋网片同时还应采取保证防裂钢筋网片不致成为引导锈蚀通道的有效绝缘和定位措施，此时网片钢筋保护层厚度应不小于25 mm。

具有连续密封套管的后张预应力钢筋，其混凝土保护层厚度可与普通钢筋相同而且不应小于孔道直径的一半，否则应比普通钢筋增加10 mm。

先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可以与普通钢筋相同，否则也应比普通钢筋增加10 mm。

直径大于16 mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。

3 钢筋保护层厚度的检测

钢筋保护层厚度检测分为工程质量检测和结构性能检测。工程质量检测注重工程钢筋保护层厚度施工质量状况与设计要求的指标或规范限定的指标的比较并判定其符合性。结构性能检测是用来确定结构钢筋保护层厚度的实际状况。

施工过程中结构实体钢筋保护层厚度的检测属工程质量检测。除此以外，建设、监理单位对钢筋保护层厚度施工质量有疑议而进行的钢筋保护层厚度检测;以及相关行政部门要求进行的钢筋保护层厚度第三方检测，均属钢筋保护层厚度工程质量检测。钢筋保护层厚度工程质量检测抽样数量及合格判定规则，按GB 50204-2002(2011版)混凝土结构工程施工质量验收规范(简称验收规范)的有关规定执行，检测应给出明确的符合性结论。检测中需要注意的是验收规范中是检测纵向受力钢筋的钢筋保护层厚度。设计单位在设计施工图纸中钢筋保护层厚度的设计值是与表1对应的混凝土构件最外层钢筋保护层最小厚度值。所以受力钢筋不在最外层时，其钢筋保护层厚度设计值还应该增加最外层钢筋的直径。例如:梁类构件图纸钢筋保护层厚度设计值取25 mm，纵向受力钢筋外侧还有10 mm箍筋，这时该梁纵向受力钢筋钢筋保护层厚度设计值应为25 mm+10 mm=35 mm。验收规范规定梁类构件钢筋保护层允许偏差为+10 mm，－7 mm，那么该梁纵向受力钢筋钢筋保护层厚度在28 mm～25 mm范围内都符合验收规范要求。钢筋保护层厚度工程质量检测受检构件仅限于梁、板类构件。梁类构件对全部纵向受力钢筋进行检测，板类构件抽取6根受力钢筋进行检测。

混凝土结构改变用途、使用环境改变、受到环境侵蚀、达到使用年限要继续使用时进行的结构鉴定，或按相关法规、标准规定的结构使用期间的鉴定。此时进行的钢筋保护层厚度检测属结构性能检测。另外还有一种情况就是钢筋保护层厚度工程质量检测结果为不符合时，需进一步进行检测确定时，同时工程质量检测转变为结构性能检测。检测时应将钢筋保护层厚度设计要求相同的构件作为一个检验批，抽样数量按GB/T 50784-2013混凝土结构现场检测技术标准(简称检测标准)规定的检验批最小样本容量A类确定受检构件数量。受检构件包括梁、板、墙、柱。梁、柱类构件对全部纵向受力钢筋进行检测，墙、板类构件抽取不少于6根纵向受力钢筋(少于6根钢筋时应全数检测)进行检测。同一检验批钢筋保护层厚度检测值按检测标准进行计算均值推定区间，当均值推定区间上限值和下限值不大于其均值的10%时，该检验批钢筋保护层厚度检测值按推定区上限值确定。当均值推定区间上限值和下限值大于其均值的10%时，宜补充检测或重新划分检验批进行检测。当不具备补充检测或重新检测条件时，应以最不利检测值作为该检验批钢筋保护层厚度检测值。检测时同样应注意纵向受力钢筋保护层与最外层钢筋保护层厚度的区别。钢筋保护层结构性能检测所测钢筋保护层厚度用于计算构件有效截面高度和评估耐久年限，因此检测钢筋保护层厚度的同时还应测量构件截面尺寸和碳化深度。