四川公路桥梁建设集团公司公路隧道分公司
摘要：随着我国经济的飞速发展，混凝土桥梁施工的项目也在不断增加。在桥梁施工的过程中，钢筋保护层厚度的把控容易出现问题。对此，相关的桥梁施工部门要对桥梁保护层的施工质量严格控制，保证桥梁施工项目的安全顺利完工以及桥梁的安全品质。在科学技术的扶持下，桥梁施工的项目管理者与项目规划者要善于利用科学技术，对钢筋保护层的质量控制严格把关。钢筋保护层的厚度控制的精准操作，可以体现我国桥梁建设行业的先进程度，保证钢筋保护层的高度精准与其安全性的重要性不言而喻。本文通过对桥梁施工中钢筋保护层的影响因素的初步分析，主要对桥梁施工中钢筋保护层的各种影响因素进行讨论，得出从混凝土的龄期、单位用水量、振捣情况及检测时混凝土表面干燥状态，钢筋种类等都对电磁法的检测精度均有影响情况，其中以混凝土的龄期和钢筋种类最为明显的结论，为我国的桥梁施工现有的关于钢筋保护层检测的问题提出来一些解决办法。
关键词：桥梁施工；钢筋保护层；影响因素
前言
钢筋保护层，是指主钢筋外边缘也就是最外层受力主筋外边缘到混凝土表面的距离[1]。其作用在于保护钢筋不被氧化，特别是空气当中越大的湿度与越高的二氧化碳含量就需要越厚的钢筋保护层；承受行驶车辆的重量，保护桥梁安全；建筑钢筋要借用钢筋保护层的支撑作用把均匀力传到混凝土中，为了避免钢筋不能充分受力从而出现裂缝的现象，钢筋保护层的厚度需要进行合理的计算，过厚或者过薄都是不行的。我国桥梁施工钢筋保护层厚度的合格率在30%左右，而且墩柱越长，合格率越低[2]。通常来说：如果钢筋保层厚度不达到 65%都是不合格的，桥梁施工中钢筋保护层存在的问题必须引起重视。
1 工程简介
四川省仁寿至屏山新市公路位于四川南部，由北向南途经眉山、乐山及宜宾三市，是国家高速公路网规划的上海至成都高速公路（G42线）成都至丽江联络线（G4216线）的组成部分。
LJ11合同段位于乐山市沐川县境内，主线仁沐高速呈东北-西南方向展布，起于K115+300，经主线1号大桥并于K115+530处上跨G213国道，再经主线2号大桥并于K116+193处上跨呈东南-西北走向的马边支线，穿越沐川枢纽互通后，经由曹家坝大桥、甘祠堂大桥，最后由杉木湾隧道穿越鸡爪山，止于K119+012，主线全长3.712km。
马边连接线起点NK0+000与在建五沐快速通道相接，经收费站广场后由连接线2号桥上跨沐溪河和G213国道，由金鸡岩隧道穿越金鸡山后进入沐川枢纽互通，依次由连接线3号桥、连接线4号桥、连接线5号桥、连接线6号桥下穿仁沐高速主线后，止于NK3+033.15，全长3.033km。
主要工作内容为：桥梁工程、隧道工程、路基土石方及防护排水工程，桥隧比例约为73%。包含特大桥1座，大桥22座，涵洞4道，天桥2座，包含沐川枢纽互通。
本标段桥遂比较高，桥梁墩柱较多且较高，大部分均大于30m，其中大于40m的有11座，大于50m的有4座，最大桥高60m，钢筋保护层控制对施工质量显得尤为重要。
2 钢筋保护层厚度的影响因素
钢筋误差以及钢筋加工误差。在钢筋制作的时候，一味地追求外层的水平筋或者箍筋的保护层，而忽略了内层中受力钢筋或者骨架钢筋的作用，容易导致计算偏差。
施工过程产生的误差。施工过程可能会出现工人对于钢筋骨架绑扎或焊接不牢固；工人对于钢筋保护层垫块数量和定位不精确，致使钢筋紧贴模板导致钢筋外露；配筋率不够导致受力钢筋变形；对盖梁、预制梁板、现浇梁、立柱等构件模板安装要考虑到自重的影响，模板在施工设备荷载、混凝土浇注时对模板的作用力等作用下，发生跑模导致保护层施工误差。
保护层厚度检测精度不精确。实际检测工作常用四种检测方法研究，分别为尺量法、电磁法、雷达法、微破损法。针对四种检测方法。
针对四种检测方法，笔者通过电磁法研究各种因数对保护层的影响，并与尺量法进行验证，主要的研究内容如下：
混凝土是一种人工复合材料，主要由胶凝材料、砂、碎石、水以及外加剂等组成[3]。其质量、性能的影响因素复杂，这也导致其复杂多变的介电性能。
试验用的混凝土试件由以下的原材料及配合比成型：
（1）胶凝材料：四川峨眉山西南水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥；峨眉山宏源循环开发有限公司生产的S75级 矿渣粉；
（2）集料：集料：细集料采用由沐川县建和乡银龙砂石场生产的机制砂和犍为县叉鱼坝砂石场生产的天然细砂，掺配使用；粗集料采用由沐川县建和乡银龙砂石场生产的5-16mm，16-31.5mm两档碎石掺配使用；
（3）外加剂：外加剂：山西凯迪建材有限公司生产的KDSP高性能缓凝型聚羧酸减水剂；
（4）钢筋：HRBE400热轧带肋钢筋，直径分别为16mm、20mm、25mm，均为四川德胜集团钒钛有限公司生产；
（5）各种材料的配合比组成见下表1所示，如遇试验需要而有所变化，则将此配合比作为基准配合比，进行调整；成型后试件的测试面应平整，无蜂窝麻面。
表1 混凝土试件所用的材料用量（Kg/m3）
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所用仪器的设置及测试说明：
（1）钢筋保护层测定仪（电磁法）：采用北京高铁建科技发展有限公司生产，型号为GTJ-TBL，仪器上直径的设置根据所测钢筋的直径确定，每处往返扫描2次，取平均值作为该处的测定值。
（2）游标卡尺（尺量法）：每处测量2次，取平均值作为该处的测定值。
2.1 龄期的影响研究试验
试件组成及测试说明：按照规范要求进行振捣成型试件，试件中有4根钢筋，直径均为20mm，钢筋净间距200mm，钢筋轴线与试件顶面平行，且与试件测试面平行，其保护层设计厚度一侧为30mm，另一侧为80mm。
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图1 龄期的影响研究试验试件（单位：mm）
采用钢筋保护层测定仪和尺量法，考虑到工地实际情况，分别用钢筋保护层测定仪测定试件龄期为7d、28d、56d时的保护层厚度值，用尺量法测定试件龄期为28d时的保护层厚度值。测试时，每根钢筋选取2处进行测量，取2处测定值的平均值作为测定结果[4]。试件成型及测点布置如下图：
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图2 成型后的试验试件
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图3 试验试件测定布置图
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图4 试验试件测定布置图
测试结果如下表2所示：
表2 龄期影响试验试件测试结果
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结果显示电磁法54d的测试结果更接近于尺量法结果，7d电磁法测试数据明显偏大。
2.2 单位用水量的影响研究试验
试件组成及测试说明：按照表3的配合比备3份料，分别成型不同单位用水量的试件，以B组成为基准配合比。按照规范要求进行振捣成型试件，每个试件中有4根钢筋，直径均为20mm，钢筋净间距200mm，钢筋轴线与试件顶面平行，且与试件测试面平行，其保护层设计厚度一侧为30mm，另一侧为80mm。试件尺寸与2-1 龄期的影响研究试验试件一致。
表3混凝土试件所用的材料用量（Kg/m3）
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采用钢筋保护层测定仪和尺量法和，分别测定试件龄期为28天以后的保护层厚度值。测试时，每根钢筋选取2处进行测量，取2处测定值的平均值作为测定结果。测点布置与2-1 龄期的影响研究试验试件一致，测试结果如下表4所示：
表4 单位用水量影响试验试件测试结果
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结果显示单位用水量变化对测试结果影响较小。
2.3 振捣情况的影响研究试验
试件组成及测试说明：备3份料，试件按照规范要求进行振捣成型需振捣36s，故本节按照不同的振捣时间（36s、18s、0s）依次振捣成型试件。每个试件中有4根钢筋，直径均为20mm，钢筋净间距200mm，钢筋轴线与试件顶面平行，且与试件测试面平行，其保护层设计厚度一侧为30mm，另一侧为80mm。试件尺寸与2-1 龄期的影响研究试验试件一致。
采用采用钢筋保护层测定仪和尺量法，分别测定试件龄期为28天以后的保护层厚度值。测试时，每根钢筋选取2处进行测量，取2处测定值的平均值作为测定结果。测点布置与2-1 龄期的影响研究试验试件一致，测试结果如下表5所示：
表5 振捣情况影响试验试件测试结果
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结果显示振捣36s电磁法的测试结果更接近于尺量法结果，无振捣和稍微振捣的测试结果略显大。
2.4 混凝土表面干燥状态的影响研究试验
试件组成及测试说明：按照规范要求进行振捣成型试件，试件中有4根钢筋，直径均为20mm，钢筋净间距200mm，钢筋轴线与试件顶面平行，且与试件测试面平行，其保护层设计厚度一侧为30mm，另一侧为80mm。试件尺寸与2-1 龄期的影响研究试验试件一致。
采用钢筋保护层测定仪和尺量法，分别测定试件表面不同干燥状态时的保护层厚度值[5]。表面干燥状态分为以下3种情况：1、未下雨时表面的的风干状态，简称“风干”；2、下雨后，经过一段时间表面风干的状态，简称“雨后风干”；3、下雨后，表面有明显的水滴（或水膜），用抹布擦去水滴（或水膜）后的表面湿润状态，简称“湿润无水滴”。测试时，时间到28d龄期后，每根钢筋选取2处进行测量，取2处测定值的平均值作为测定结果。测点布置与2-1 龄期的影响研究试验试件一致，测试结果如下表6所示：
表6 表面干燥情况影响试验试件测试结果
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结果显示表面干燥情况对测试结果影响较小。
2.5 钢筋种类的影响研究试验
试件组成及测试说明：按照规范要求进行试件的振捣成型，采用C30混凝土，试件尺寸及排筋方式见图2-2，其中不锈钢材料为304不锈钢。
养护28天后，采用钢筋保护层测定仪和尺量法，分别测定试件的保护层厚度值。测试时，每根钢筋相同位置测2组数据，误差不大于1mm时，取2组测定值的平均值作为测定结果。
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图5 不同钢筋种类对钢筋保护层厚度检测精度的影响（单位：mm）
测点布置如下图6所示：
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图6不同钢筋种类试验试件测点布置图
测试结果如下表7所示：
表7 不同种类钢筋影响试验试件测试结果
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结果显示不同种类的钢筋对测试结果影响较大，电磁法对不锈钢没法检测。
3 总结
通过笔者的研究，可以得出结论，从混凝土的龄期、单位用水量、振捣情况及检测时混凝土表面干燥状态、钢筋种类等都对电磁法的检测精度均有一定程度的影响，其中以混凝土的龄期和钢筋种类最为明显，电磁法对不锈钢根本无法检测。因此我们的试验检测人员在现场检测时，一定要提前了解工地实际情况，了解结构物的龄期以及选择不同设备进行检测，最小程度的影响检测结果。
参考文献：
[1]别佃奎.浅谈如何控制桥梁混凝土钢筋保护层厚度[J].建材与装饰，2019（35）：269-270.
[2]闫婷婷.桥梁钢筋保护层厚度控制管理方法研究[J].四川建材，2019，45（10）：150-151.
[3]陈超峰.混凝土钢筋保护层厚度的检测及评定运用[J].四川水泥，2019（05）：8.
[4]张睿贤.混凝土桥梁的耐久性设计探讨[J].工程建设与设计，2018（06）：82-83.
[5]刘伟基.浅谈桥梁钢筋保护层检测[J].黑龙江交通科技，2016，39（07）：81-82.