鋼筋保護層暨間距問題探討

一、鋼筋保護層厚度

(一)鋼筋保護層厚度值規定【參考文獻(1)】

依據不同的結構體及其所處之位置的差異性,水泥混凝土之鋼筋保護層厚度值,可參考表1所列數據辦理。表1中註1之規定:

『混凝土格柵鋼筋保護層之最小厚度為20mm。」,此20mm數據為最新之修訂值,故不可再使用參考文獻(1)舊版15mm之數據。

(二)鋼筋保護層允許之許可差值

不論鋼筋保護層之厚度為何,其水泥混凝土保護層厚度允許之許可差值皆為±6mm。

(三)施工注意事項

1.水泥混凝土保護層係為保護鋼筋以抵抗天候及其他因素之侵蝕。而保護層厚度之量測,應自水泥混凝土之表面量至鋼筋之最外表面間之距離。

2.若最小保護層厚度係由鋼筋直徑決定者,則採用束筋時所用之直徑值,可用其等面積所相當單根鋼筋之直徑值。

3.鋼筋保護層厚度若太薄,則會降低對鋼筋之保護效能,進而縮短構造物之使用壽命;但若保護層厚度太厚,則又會減少構材斷面之有效深度,進而降低構材斷面之強度,亦會嚴重影響結構體之安全性。故鋼筋施工時,應重視鋼筋保護層厚度之精度掌控。亦即應嚴格管控最小厚度值及許可差值在±6mm以內。

4.各種構材之水泥混凝土保護層厚度之量測方法分別為:

(1)有橫向鋼筋圍封主鋼筋時,自水泥混凝土表面量至肋筋、箍筋或螺旋筋之最外緣。

(2)無橫向鋼筋圍封之一層以上主鋼筋,自水泥混凝土表面量至最外層鋼筋。

表1 鋼筋保護層厚度值規定一覽表【參考文獻(1)】


 

說   明

基腳

橋墩

隧道

厚度225mm以下

厚度大於225mm

mm

(頂底及兩側)mm

mm

mm

mm

mm

不接觸雨水之構造物

鋼筋D19以下

20

20

20

*40

40

40

   

鋼筋D22以上

20

20

20

*40

40

40

   

受有風雨侵蝕之構造物

鋼筋D16以下

40

40

40

40

40

40

40

40

鋼筋D19以上

45

50

50

50

50

50

50

50

經常與水或土壤接觸之構造物

 

65

65

65

75

65

75

75

混凝土直接澆置於土壤或岩層或表面受有腐蝕性液體

50

75

75

75

75

75

75

75

與海水接觸之構造物

75

100

100

100

100

100

100

100

受有水流沖刷之構造物

 

150

150

150

150

150

150

150

註:1.*混凝土格柵鋼筋保護層之最小厚度為20mm。

     2.若鋼筋防火保護層厚度之規定則須採用較大之值。

3.廠製預鑄混凝土及預力混凝土之鋼筋鋼材保護層,另詳建築技術規則(CBC)或有關之設計圖。

 (3)後拉式預力鋼材,自水泥混凝土表面量至金屬端錨配件或套管。

5.使用較厚保護層時,應特別注意及檢核受撓構材有效深度與柱心

面積之減少及裂縫的控制。

6.若鋼筋伸展長度為鋼筋保護層之函數,則可使用較大之保護層厚度。

7.應避免為維持雙向保護層厚度達到標準值,而將鋼筋排置於構材中立軸之位置。

(四)錯誤樣態

1.鋼筋保護層厚度參差不齊之缺失,詳照片1所示。

2.構材因碰撞而損壞,顯露鋼筋保護層厚度不足之缺失,詳照片2所示。

3.鋼筋排置於構材中立軸位置之缺失,詳照片3所示。

二、鋼筋間距

(一)鋼筋間距之決定因素【參考文獻(2)】

1.最大粗粒料能自由通過鋼筋間距。

2.最小間距值不致影響鋼筋綁紮、折彎等工作之進行。

3.應能使水泥混凝土與鋼筋間具備充分的黏結作用。

(二)鋼筋最小間距值規定【參考文獻(2)、(3)】

1.平行鋼筋(柱除外)最小淨間距等於鋼筋標稱直徑值。

2.鋼筋最小淨間距值≥25mm。

3.鋼筋最小淨間距值≥1.33×粗粒料最大尺寸值。

4.梁中鋼筋分層排列,層與層間之淨間距值≥25mm,且上下層鋼筋應在同一位置、上下對齊、不得錯列。

5.受壓構材之主筋間距不得小於鋼筋標稱直徑的1.5倍,或粗粒料標稱最大粒徑的1.33倍,亦不得小於4cm。

6.除水泥混凝土格柵版外,牆及版之主筋間距不得大於牆厚或版厚的3倍,亦不得超過45cm。

7.本節鋼筋最小間距值規定,亦適用於接觸搭接鋼筋、與其他相鄰鋼筋、或其他續接鋼筋之間的最小間距值規定。

(三)施工注意事項

1.規定鋼筋之最小間距值,其最主要之目的,乃在於澆置水泥混凝土時,使水泥混凝土材料易於通過鋼筋之間隙而進入模板內,且完全充滿鋼筋與模板間及鋼筋與鋼筋間之空間,而不至於產生蜂窩現象。

2.避免鋼筋排列過密而使水泥混凝土產生乾縮或剪力裂縫。

3.鋼筋間距值將影響伸展長度,亦即較大之鋼筋間距值,可使鋼筋之伸展長度較短。故使用較大之鋼筋間距值,有時候對施工及結構體有其方便之處。

4.當配筋較多,而無法使鋼筋各自分開保持應有之最小間距值時,可將四根(含)以內鋼筋接觸合成一束,如單根鋼筋使用,此種成束鋼筋稱之為束筋。根據筆者經驗,束筋在彎曲平面上比單筋深時,則不宜整體彎曲或做彎鉤,當必須做末端彎鉤時,最好各單筋於束筋內錯開做彎鉤。

5.束筋須以肋筋或箍筋圍束之,且大於D36之鋼筋不得成束置於梁內。

6.若鋼筋之最小間距值係由鋼筋直徑決定者,則採用束筋時所用之直徑值,可用其等面積所相當單根鋼筋之直徑值。

(四)錯誤樣態

鋼筋間距過小且未逐步綁紮之缺失,詳照片4所示。

三、綜合討論暨建議事項

1.鋼筋保護層厚度與間距問題,係攸關施工程序之順遂性、以及構造物品質至為重要的兩大控制因素。各從業人員應確實了解,以保障施工作業之可行性。

2.鋼筋保護層厚度的控制,各施工單位應建立標準作業程序,並力求避免衍生類似照片1至照片3之錯誤樣態。

3.維持鋼筋最小間距值,其最主要之目的已如前述。若施工單位不依準則行事,而衍生類似照片4之錯誤樣態時,則水泥混凝土材料將極難以澆置至底部模板,除材料將對堆積於鋼筋上之外,鋼筋與模板之間,亦形成空洞及灌漿不實之施工瑕疵。工程人員皆應引以為戒並好自為之。

四、參考文獻

1.行政院公共工程委員會施工綱要規範。"第03210章:鋼筋",2005年09月05日,第V3.0完整版;2016年08月28日,第V4.0完整版。

2.房性中(1998年)。"材料暨鋪面工程實務問答集"。文笙書局。

3.內政部營建署(2002)。"結構混凝土設計規範第十三章:設計細則"。

4.內政部營建署(2002)。"結構混凝土施工規範第五章:鋼筋"。

1070-2-1

照片1 保護層厚度參差不齊之缺失

1070-2-2

照片2 因碰撞而損壞,顯露鋼筋保護層厚度不足之缺失

1070-2-3

照片3 鋼筋排置於構材中立軸位置之缺失

1070-2-4

照片4 鋼筋間距過小且未逐步綁紮之缺失


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