李東曄， 王 剛， 王 建， 王 楠， 王 健

(1 大連市建設工程質量與安全監(jiān)督服務中心， 大連 116031； 2 大連市建筑科學研究設計院股份有限公司， 大連 116021； 3 大連市建筑工程質量檢測中心有限公司， 大連 116021)

0 引言

為落實“強化驗收”和“過程控制”，自2002年起，《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2002)[1]對梁板鋼筋保護層厚度提出了實體檢驗的具體要求。這主要是基于耐久性和結構安全性考慮[2]：保護層厚度過小易導致鋼筋提前發(fā)生腐蝕或粘結錨固破壞；保護層厚度過大即鋼筋移位易導致構件的承載力降低。從實際情況看，由于施工精度不高、判定標準嚴苛、施工難度較大等原因，現澆混凝土板頂部鋼筋保護層厚度不滿足規(guī)范要求的現象普遍存在。

相關質量問題的處理需要檢測、建設、設計、施工、監(jiān)理及工程質量監(jiān)督機構等多家單位的參與和配合，將會產生額外的經濟和時間成本支出，而其中較大比例的構件經設計核算后無需處理，實際造成了社會生產力的浪費。探討合理控制保護層厚度偏差，避免該類問題的普遍發(fā)生，有著積極的現實意義。

1 板頂鋼筋保護層厚度偏差現狀

1.1 檢測結果分析

表1統計了大連市檢測業(yè)務量排名前列的3家檢測企業(yè)2019年8月現澆混凝土樓板頂部鋼筋保護層厚度的檢測結果。這3家企業(yè)的檢測項目遍布大連市全域，并覆蓋遼寧省其他地市，檢測結果具有一定的普遍性和代表性。

對表1數據分析可以得到以下結論：1)保護層厚度合格率較低；2)負偏差發(fā)生概率很??；3)正偏差發(fā)生概率很大；4)最大正偏差問題嚴重。

板頂鋼筋保護層厚度偏差檢測結果統計 表1

需要注意的是，鋼筋移位和混凝土超厚或超薄都可引起保護層厚度偏差，在判別時應排除板厚的影響。圖1和圖2分別列出了部分板厚偏差(企業(yè)一提供)的檢測結果和保護層厚度偏差的統計結果。由圖1可見，所檢構件中除小部分發(fā)生板厚正偏差，其余均在允許范圍之內，說明板厚控制較好，板頂鋼筋向下移位是保護層厚度正偏差的主要原因。實際操作中，應對保護層厚度不合格的板進行板厚檢測，修正保護層厚度檢測結果。而設計單位在未掌握板厚的情況下，直接出具設計意見，是不負責任的。

圖1 板厚偏差統計結果

圖2 保護層厚度偏差統計結果

圖2中給出了根據實測結果繪制的正態(tài)分布曲線，其中μ=11.52，σ=7.24，總體情況好于文獻[3]中的檢測結果，說明保護層厚度的質量控制水平得到了一定提升。

1.2 保護層厚度偏差問題處理

對于驗收不合格的情況，《建筑工程施工質量驗收統一標準》(GB 50300—2013)[4]規(guī)定了處理流程。當判定保護層厚度偏差不合格時，首先需擴大樣本空間二次抽檢，全面反映質量問題。然后由設計單位(或鑒定單位)根據兩次檢測數據復核計算并出具設計意見，設計意見可概況為三類：第一類是可滿足要求，無需處理；第二類是滿足承載力但不滿足耐久性要求，需采取提高耐久性措施；第三類是不滿足承載力要求，需加固維修。最后參建單位根據設計意見進行處理，直至最終通過質量驗收。

表1數據中，共有785個構件的實測結果超出最大正偏差，占全部構件數的78.3%，在擴大檢測的基礎上進行了設計核算。但從結果看，只有正偏差很大的極少部分構件采取了加固維修，絕大多數經設計核算后滿足要求，無需處理，說明現澆混凝土板具有較大的承載力儲備[5-7]。對于這些工程項目，擴大檢測和設計核算工作產生了額外的時間和資金支出，增加了建設成本和企業(yè)負擔，由于問題處理涉及多個部門，少則數日，多則數周，相關費用無法確切統計，造成了社會生產力的浪費。

2 保護層厚度偏差的主要原因

很多文獻將保護層厚度偏差的主要原因簡單歸咎于施工水平，力求通過改進施工工藝和管理水平等措施予以根治，但事實上收效甚微。提高施工質量確實可以在一定程度上改善保護層厚度的控制水平，但若想達到理想的質量水平，勢必會以較高的成本投入為代價，市場接受度不高。在保證較高施工質量水平的前提下，本文著眼于施工環(huán)節(jié)之外，希望通過多角度分析問題的成因，提出合理可行的解決辦法。

2.1 保護層厚度偏差判定標準的適用性

在實際應用中，保護層厚度偏差判定標準的適用情況存在爭議，主要有以下兩點：

2.1.1 正偏差判別尺度不統一

《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)(簡稱混凝土結構工程驗收規(guī)范)對板保護層厚度的允許正偏差為8mm，是鋼筋分項工程驗收中保護層厚度允許偏差值適當擴大的結果[8]。從多年的應用情況看，并未發(fā)現有薄板在滿足正偏差情況下影響結構性能，說明鋼筋正偏差產生的承載力降幅對于薄板是安全的，保護層厚度偏差的判別尺度是可靠的。但對于厚板來說，這一判別尺度則過于嚴苛。舉例來講：設計保護層厚度15mm、板厚100mm、板頂鋼筋正偏差8mm，按彈性理論分析，對應承載力降幅約10%；而相同設計保護層厚度的200mm厚的板，正偏差8mm時，對應承載力降幅僅為5%；如果統一按照10%的承載力降幅，200mm厚的板對應的正偏差可放寬至18mm，若按塑形理論分析(設計復核計算多采取的方法)，正偏差允許值還應進一步擴大。顯然，8mm的正偏差判定標準對薄板可以接受的話，對厚板則過于保守，未能充分發(fā)揮構件的承載能力。

2.1.2 最大偏差判定的適用性

混凝土結構工程驗收規(guī)范考慮有橫向鋼筋連接，一個保護層厚度不合格的測點可以代表周圍一定范圍的質量情況，因此有必要設置最大偏差判定[8]。本文的檢測數據支持了這一觀點，見圖3，在全部785個不滿足最大正偏差的構件中，僅有1個測點大于12mm的占比為15.9%，6個測點都大于12mm的占比達29.8%，說明實際工程中，同一構件上的鋼筋移位不是個別現象。

圖3 最大偏差測點數的占比

但如前文所述，對于混凝土受彎構件而言，除懸挑構件外，其他構件的承載力儲備較大，即使發(fā)生了一定范圍內的鋼筋移位，對整體結構性能的影響也較為有限，應該通過擴大檢測以更全面地反映構件的整體質量水平，而不是直接按最大偏差的標準判定為不合格。

2.2 施工難度的影響

梁的保護層厚度偏差問題遠少于板，這是因為梁中受力主筋與架立鋼筋、箍筋等構成了一個牢固、完整的鋼筋骨架，可以保證上下層鋼筋位置的相對固定，控制梁底部鋼筋保護層厚度，可確保整個鋼筋骨架的位置準確。對板來說，底部鋼筋保護層可以依靠墊塊控制；但頂部鋼筋多采用分離式且非貫通(扁擔筋、扣筋)的做法，施工難度較大，位置難以得到有效保證。

在此基礎上，建設方和設計方并未充分考慮施工復雜性，而是為了追求更低的建設成本，不惜以更高的施工難度為代價，諸如同一樓層存在的多個板厚、多規(guī)格鋼筋以及多種鋼筋間距混用的情況，這類設計方案增大了板的施工難度，容易誘發(fā)工程質量問題。

3 相關建議

自2002年以來，實體檢驗對保護層厚度的質量控制起到了積極的促進作用。但從近幾年的實際情況看，保護層的施工控制水平已趨于穩(wěn)定，大多數施工企業(yè)對加大投入換取更高施工精度的做法積極性不高，在全行業(yè)推動施工保證措施的繼續(xù)提高存在難度。建議從放寬判定標準和降低施工難度等方面著手解決問題。

3.1 適度調整驗收標準

保護層厚度偏差的問題多是以設計核算階段發(fā)掘構件承載力儲備的方法加以解決。既然如此，可以考慮適當放寬判定標準，在質量驗收環(huán)節(jié)釋放構件的承載力儲備。需要指出的是，隨著保護層厚度偏差允許值增大，荷載作用引起的構件橫向裂縫寬度也會增加，但對構件的耐久性影響有限[9]，不應為了減小橫向裂縫寬度而加以限制。

3.1.1 調整正偏差判定標準

考慮不同截面厚度構件承載力儲備的差異，根據可接受的承載力降幅設定正偏差允許值，建議對非懸挑構件采取以下判定標準(h為截面高度，mm)：當h≤120mm時，正偏差允許值取max8mm，h/10；當120mm200mm時，正偏差允許值取18mm。允許偏差取整數，見圖4。

圖4 板厚對應的保護層厚度偏差允許值

3.1.2 部分取消最大偏差判定

保護層厚度對安全性或耐久性影響較大的構件，建議保留最大偏差判定，例如懸挑構件和厚度較小構件的正偏差判定，以及侵蝕性介質環(huán)境中構件的負偏差判定等；其他構件，建議取消最大偏差判定，根據抽檢數據，在綜合分析構件整體質量水平的基礎上，進行合格率判定。

3.1.3 有針對性地進行板厚檢測

板厚檢測可以發(fā)現混凝土超厚或超薄現象，修正保護層厚度的檢測結果，是進行設計核算的必要條件。建議增加對板厚抽檢的限制條款，明確要求對保護層厚度超差的構件進行板厚檢測，保證板厚抽檢樣本可以覆蓋保護層厚度超差的樣本，根據實際檢測情況確定是否增加抽檢數量。

3.2 優(yōu)化設計方案

設計文件應該兼顧產品經濟性和施工便利性，優(yōu)秀的設計作品有助于降低施工難度，提高施工效率，保證施工質量。鑒于設計方迫于建設成本控制的壓力，主動降低施工難度的可行性不高，因此，應對設計方案進行優(yōu)化。

3.2.1 推薦板頂貫通配筋

板頂部采用分離式非貫通配筋節(jié)約鋼筋量約25%(單向板中略大)，考慮附加的施工成本(加工、損耗、人工等)，節(jié)約量要打折扣，且板頂中部易產生溫度或收縮裂縫；比較而言，采用分離式貫通配筋，可以增加鋼筋的整體性，提高施工效率，減小施工難度，降低板面開裂風險，綜合效益更高。有地區(qū)已經推廣多年，取得了不錯的效果[10]。

3.2.2 推薦采用大直徑鋼筋

板中常用鋼筋的直徑范圍是8～12mm，近些年光圓鋼筋不再用作板的受力鋼筋，板頂鋼筋易受擾動變形的情況已大大改善。但從實際情況看，直徑8mm和10mm帶肋鋼筋的變形情況仍很普遍，建議在滿足最小鋼筋間距的基礎上，盡量避免使用直徑8mm鋼筋，優(yōu)先采用HRB400級直徑12mm鋼筋，可以從根本上杜絕施工過程中鋼筋變形的問題。

3.2.3 避免板厚和鋼筋間距的多樣化

建議規(guī)范板厚和鋼筋間距的取值，在滿足結構安全性的基礎上，盡量減少同一樓層板厚和鋼筋間距的規(guī)格，或推薦設計人員采用常用的標準規(guī)格，避免多樣化取值導致施工難度增大。這種做法雖然會造成材料用量一定程度的增加，但會大大提高施工精度和效率，改善質量水平。

4 結論與建議

必須認清施工質量控制水平是影響板鋼筋保護層厚度控制的關鍵因素，考慮到板的承載力儲備和鋼筋安裝的特殊性，提出在保證板鋼筋施工質量的前提下，應適度放寬驗收標準、降低施工難度，為解決板鋼筋保護層厚度普遍不滿足驗收標準的問題提供技術參考。

(1)檢測數據表明，混凝土板的負彎矩鋼筋保護層厚度不滿足正偏差的現象很普遍，最大正偏差問題較為嚴重；由于承載力儲備較大，絕大多數因保護層厚度正偏差判定不合格的混凝土板經設計復核后可以滿足要求，不需要進行處理。

(2)從承載力分析角度考慮，現行混凝土保護層正偏差判別標準，適合厚度較小的板，而對于厚度較大的板過于嚴苛，易受偶然因素誤導，造成承載力儲備的浪費。

(3)建議根據板厚逐步放寬保護層厚度的質量判定標準，在質量驗收環(huán)節(jié)釋放構件的承載力儲備；除保護層厚度對安全性或耐久性影響較大的構件外，應取消最大偏差判定，代以對檢測數據的綜合分析；應增加對保護層厚度超差構件進行板厚檢測的要求，為設計分析提供依據。

(4)建議通過采用板頂貫通配筋、配置大直徑鋼筋等方法，優(yōu)化鋼筋混凝土板的設計方案，降低施工難度，從而保證鋼筋混凝土板的施工質量。