砼结构钢筋保护层厚度检测及偏差控制分析

砼结构钢筋保护层厚度检测及偏差控制分析

周庆

34082219******5211 安徽省安庆市 246000

摘要：砼结构耐久性的研究应积极参照可靠数据进行强化分析，进行系统化、科学化的研究，将砼结构的耐久度设计、判定评估以及项目整体的使用寿命进行全面判定，这样才能对砼结构耐久性设计进行强化与完善，并且将施工项目的使用寿命提高到新的层次，也是强化我国建筑领域的重要措施之一。钢筋砼保护层厚度偏差对钢筋砼结构的承载力、耐久性等性能指标的影响，钢筋砼结构物保护层厚度检测存在的问题以及偏差控制由于影响砼结构物耐久性因素非常复杂，有的是不可预见的，因此对严重腐蚀环境下的原有结构要进行定期检测，对于正在进行设计的结构物，要进行工程分析，调查所在地的水文、地下水以及污染源，摸清所在地区原有结构物腐蚀情况，做到科学设计与施工。

关键词：砼结构物；钢筋保护层；工后检测；偏差控制

砼结构的耐久性概述，在深入研究砼结构耐久性的过程中，应对其不断的进行总结，而所谓的耐久性就是指砼的结构和构件在事前可以预测到的工作环境中，并且在很多外界因素的影响下，在规范的时间内对污染物侵蚀、天气以及使用等各种因素所导致的劣化作用进行抵抗的过程，在这段抵挡外界因素的规定的时间之内，不用采取相应的养护和维修的措施就可以继续发挥固有的作用，充分地保证了砼结构的安全性和实用性，使其符合工程项目的实际要求。

一、钢筋保护层厚度偏差检验特点及意义

1.1钢筋隐蔽工程验收的缺陷

钢筋保护层厚度在绑扎、安装过程直至隐蔽验收前一般都能得到有效控制，但在砼浇灌、振捣过程中，钢筋位置时常因操作不当而发生过度移位的情况。作为钢筋安装工程最后一道检验关的传统隐蔽工程验收，无法切实保证钢筋保护层的最终成型质量。

1.2钢筋保护层厚度超标的危害

砼结构物保护层厚度过薄，会引起保护层纵向开裂、脱落等现象，致使受力主筋外露及锈蚀，缩短砼结构物使用年限。保护层厚度过厚，一方面，会产生横向裂缝，砼构件表面极易出现垂直主筋方向的规则性横向裂缝，从而极大地削弱了保护层的作用；另一方面，减小了砼构件截面有效面积，影响构件承载能力。

1.3钢筋保护层厚度检验

公路工程质量检验评定标准其中一项重要变化就是砼结构物的钢筋保护层厚度指标成了关键项目，而除了工前检验可以实际测量之外，一切工后检验就成了评价砼结构物钢筋保护层的主要方法。此项检验有别于钢筋分项工程中钢筋加工与安装检验项目的允许偏差检查，能真实反映保护层厚度的施工质量。钢筋保护层厚度关系到结构承载力、耐久性等性能，因此，对结构钢筋保护层厚度进行检验是十分必要的。

二、砼结构中钢筋保护层厚度偏差控制存在的问题

2.1受力钢筋保护层厚度偏差达不到验收标准要求是普遍现象

工程砼结构设计和验收规范对钢筋保护层厚度的控制要求越来越严，预制类构件可以在钢筋安装和绑扎时使用模架或者夹具，现场浇注的构件由于存在模板固定、支护和振捣条件的限制，加上工后检测又受到其他钢筋、扎丝等很多因素的影响，现场砼构件的钢筋保护层合格率较难达到验收标准是个普遍现象。

2.2砼结构物工后检测存在诸多不可预见的干扰因素

工前检验的钢筋保护层合格率基本都是很高的，进行评定时都是没问题的，可是砼的耐久性是工后实际的保护层厚度决定的，所以工后钢筋保护层厚度的检测是一个非常关键的环节。目前我国采用的工后检测方法基本都是使用钢筋保护层厚度检测仪，该类检测仪的原理都是电磁场理论。根据电磁场理论，线圈是严格磁偶极子，当信号源供给交变电流时，它向外界辐射出电磁场;钢筋是一个电偶极子，它接收外界电场，从而产生大小沿钢筋分布的感应电流。钢筋的感应电流重新向外界辐射出电磁场(即二次场)，使原激励线圈产生感生电动势，从而使线圈的输出电压产生变化，钢筋位置测定仪正是根据这一变化来确定钢筋所在的位置及其保护层厚度。而且在钢筋的正上方时，线圈的输出电压受钢筋所产生的二次磁场的影响最大。因此在测试时，探头移动的过程中，可以自动锁定这个受影响最大的点，即信号值最大的点。根据保护层厚度和信号之间的对应关系得出厚度值。根据这个原理，不难得出如果被测定区域的钢筋分布不同，对检测仪的影响也就不同，就会导致检测仪得出不同的结果。

在实际检测中，我们发现检测仪的探头宽度和与被测主筋垂直的箍筋间距之间有很大的关系，比如，台辉高速公路项目路基分部范围内的立柱，竖向主筋的环向箍筋设计的是双箍筋，且双箍筋的间距小于检测仪的探头长度，在检测竖向受力主筋的保护层厚度时，所测出的主筋保护层厚度值，经过模型和破洞对比检测发现，比实际厚度平均小5-7mm，原因就是箍筋间距小加大了主筋形成的二次磁场对线圈输出电压的影响，从而被检测仪界定主筋保护层时出现偏小的情况，每个检测仪受这种影响的程度不同，不同的钢筋布局对二次磁场的影响大小不同，所以电磁类钢筋保护层检测仪实际测量出的结果不同程度存在需要修正的必要，但是在实际使用时，很少有人去做此类复杂的对比检测，从而给最终的检测结果带来人为偏差，导致不能准确评价砼结构物的钢筋保护层厚度合格率。

2.3箍筋保护层厚度的控制普遍不受重视

从规范制订到设计、施工，我国对箍筋保护层厚度的控制普遍不受重视。从设计规范来看，我国对纵向受力钢筋和箍筋分别规定了最小保护层厚度，但旧规范将纵向受力钢筋的最小保护层厚度列表规定，而将箍筋最小保护层厚度要求作为表下的附注，新规范虽将纵向受力钢筋和箍筋的最小保护层厚度分别用条文规定，但前者为强制性条文而后者却是非强制性条文，这容易让人理解为箍筋保护层厚度控制没有纵筋重要。从验收规范来看，我国新、旧验收规范均规定了纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，但对箍筋保护层厚度的允许偏差均未规定;从设计来看，作者见到的数百项工程的设计图纸中，一般对梁、柱、板的纵向受力钢筋保护层厚度均有要求，但从未见到一张图纸对箍筋的保护层厚度也有要求;从施工来看，由于验收规范和设计图纸均未对箍筋保护层厚度有要求，估计很少有施工单位做箍筋保护层厚度的控制工作，一般情况下，由于箍筋成型尺寸精度不够、箍筋绑扎数量不够、箍筋间距控制较差等原因，箍筋内侧与纵筋外侧并未处于贴紧的理想状态，从而导致纵筋保护层厚度偏大而箍筋保护层厚度偏小的状况。

三、对钢筋保护层厚度偏差控制的策略

3.1应特别重视箍筋保护层厚度的控制

实际工程检测数据表明，梁、柱钢筋保护层厚度控制的最大薄弱环节在箍筋。梁、柱构件斜截面破坏的脆性明显大于正截面破坏，而合理、充足的箍筋是构件斜截面承载力的重要保证，因此，箍筋也是受力钢筋，而且其重要性不亚于纵向钢筋。而另一方面，由于箍筋均位于纵筋的外侧，保护层厚度小于纵筋，碳化深度首先发展到箍筋表面，箍筋先于纵筋发生锈蚀;由于保护层厚度和直径均较小，箍筋的截面锈损速率大于纵筋，虽然由于正常施工时箍筋c/d的数值一般大于纵筋，使箍筋保护层胀裂时的截面锈损率大于纵筋，但总体而言，箍筋处于更加不利的锈蚀环境，即使在正常设计、正常施工时，箍筋保护层开裂一般先于纵筋，而当箍筋保护层厚度因施工控制不严而偏小时，箍筋保护层开裂的时间将明显早于纵筋，导致结构构件提早达到耐久性极限状态。

3.2工程设计规范对钢筋保护层厚度的要求越来越高

我国砼结构中钢筋保护层厚度控制方面存在的主要质量问题是:多数工程的钢筋保护层厚度偏差达不到验收规范要求，梁、柱纵筋及板面钢筋的保护层厚度明显偏大，而箍筋及部分工程的板底钢筋保护层厚度明显偏小。

3.3只有各方面的高度重视才能提高钢筋保护层厚度控制的质量

由于现有多数工程的钢筋保护层厚度偏差未能达到验收规范的要求，钢筋保护层厚度偏差过大已成为我国砼结构物施工质量控制中最薄弱的环节之一。这应引起规范制订、设计、施工、监理等各方面的高度重视，各方应共同努力提高钢筋保护层厚度的控制质量，以确保实际工程的安全性与耐久性。

结语：钢筋保护层厚度偏差过大已成为我国砼结构施工质量控制中最薄弱的环节之一。检测表明，现有多数工程的钢筋保护层厚度偏差达不到验收规范要求，梁、柱纵筋及板面钢筋的保护层厚度明显偏大，而箍筋及部分工程的板底钢筋保护层厚度明显偏小。箍筋保护层厚度控制应引起特别重视。无论从安全性还是耐久性方面考虑，我国现行设计规范中对钢筋保护层厚度的要求应进一步适当提高。规范制订、设计、施工、监理等各方面应共同努力提高钢筋保护层厚度的控制质量，确保实际工程的安全性与耐久性。

参考文献：

[1]夏占国，朱红兵.现浇板负弯矩筋保护层偏差控制[J].砼与水泥制品，2011(5):56-58.

[2]黄涛，傅兴有，金南国.裂缝对砼碳化影响的数值计算[J].砼，2013(1):13-17.