電磁法測鋼筋保護層厚度的若干問題探討

錢樹波，江根明

(1.浙江交通職業(yè)技術(shù)學院,杭州 311112；2.浙江省地球物理技術(shù)應(yīng)用研究所，杭州 310005)

電磁法測鋼筋保護層厚度的若干問題探討

錢樹波1，江根明2

(1.浙江交通職業(yè)技術(shù)學院,杭州 311112；2.浙江省地球物理技術(shù)應(yīng)用研究所，杭州 310005)

通過鋼筋保護層厚度比對試驗，分析了目前電磁法檢測鋼筋混凝土中鋼筋保護層厚度的校準和測試過程中存在的一些問題，如定義有異議、檢測設(shè)備良莠不齊，缺乏校準、判定依據(jù)不統(tǒng)一等,提出了建立校準制度，確立符合行業(yè)特色的鋼筋保護層厚度檢測標準和建設(shè)校準、培訓基地等措施。

鋼筋保護層厚度；比對試驗；校準

0 引 言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前工程結(jié)構(gòu)物中最主要的承重構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測與評估一直是工程質(zhì)量監(jiān)督工作的重要內(nèi)容。如何有效檢測和評估混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量，尤其是準確測量混凝土保護層厚度，精確判斷混凝土內(nèi)鋼筋位置是混凝土現(xiàn)場檢測的重要內(nèi)容，也是工程質(zhì)量監(jiān)督中的要點。雖然國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》在2002年正式頒布實施后，鋼筋保護層厚度檢測成為規(guī)范中強制性驗收檢測的內(nèi)容之一，電磁法檢測鋼筋保護層厚度技術(shù)成熟，操作簡單，已成為主流檢測手段，但其所用設(shè)備和檢測方法在校準和測試過程中仍存在大量問題，導(dǎo)致測量精度低，測量結(jié)果常常偏離實際，甚至引發(fā)了一些工程糾紛。

1 存在問題

1.1 定義有異議

現(xiàn)行有關(guān)鋼筋保護層厚度規(guī)定的標準中，關(guān)于鋼筋保護層厚度的定義是不一致的，如表1所示。

表1 部分鋼筋保護層厚度規(guī)定匯總表

根據(jù)電磁法的原理應(yīng)以《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)中規(guī)定比較合理，即鋼筋保護層厚度的定義為最外層鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離。

1.2 檢測設(shè)備良莠不齊，缺乏校準

鋼筋保護層厚度檢測設(shè)備主要有國產(chǎn)鋼筋檢測儀和進口鋼筋檢測儀。設(shè)備的測量誤差和測量范圍均有較大差異。針對這個現(xiàn)象，比對了3家單位，共7臺檢測設(shè)備，比對結(jié)果如表2，比對誤差分析如表3。

表2 不同檢測設(shè)備的比對結(jié)果

表3 不同檢測設(shè)備的誤差分析

由此可以得到結(jié)論，部分設(shè)備測量誤差嚴重偏大，有效測量范圍也在70 mm以下；顯然這樣的設(shè)備沒有經(jīng)過校準就用在工程中是很容易導(dǎo)致工程糾紛及工程浪費。

1.3 判定依據(jù)不統(tǒng)一

《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T152-2008)規(guī)定：當鋼筋保護層厚度為10～50 mm時，鋼筋保護層厚度檢測的允許誤差±1 mm。但沒有對鋼筋保護層厚度超過50 mm的測量允許誤差做出規(guī)定。

《電磁感應(yīng)法檢測鋼筋保護層厚度和鋼筋直徑技術(shù)規(guī)程》(DB11/T365-2006)規(guī)定：鋼筋保護層厚度在40 mm(含)以下時，測量允許偏差為±1 mm；鋼筋保護層厚度在40～60 mm(含)時，測量允許偏差為±2 mm；鋼筋保護層厚度在60 mm以上時，其測量允許偏差應(yīng)不大于鋼筋保護層厚度設(shè)計值的10%。

用上述兩個規(guī)定去判定比對結(jié)果，分析如表4。

表4 與《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》規(guī)定比較

注：表中判1是與《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》規(guī)定比較是否符合，判2是與《電磁感應(yīng)法檢測鋼筋保護層厚度和鋼筋直徑技術(shù)規(guī)程》規(guī)定比較是否符合。

由此可以得到結(jié)論：同一個檢測結(jié)果，判定依據(jù)不同，檢測結(jié)論也不同，尤其是在鋼筋保護層厚度超過50 mm的檢測結(jié)論相左情況較多，所以盲目套用標準容易造成檢測結(jié)果有爭議。

1.4 簡單構(gòu)件的校準與工程復(fù)雜配筋的檢測混為一談

電磁法檢測鋼筋保護層厚度原理是利用信號發(fā)射裝置產(chǎn)生一定頻率的交變電磁場，激發(fā)混凝土內(nèi)鋼筋產(chǎn)生感生電流，鋼筋內(nèi)的感生電流又激發(fā)出二次交變電磁場，被接收裝置接收和識別，根據(jù)接收到的二次交變電磁場的強弱，確定鋼筋的直徑、深度和位置。這使得一些檢測人員在檢測復(fù)雜鋼筋配置的結(jié)構(gòu)時，忽視了設(shè)備受到明顯的電磁干擾，以為在簡單構(gòu)件校準正確的設(shè)備同樣適用于復(fù)雜鋼筋配置的構(gòu)件，從而導(dǎo)致一些鋼筋布置緊密的構(gòu)件的檢測結(jié)果嚴重偏離現(xiàn)實，引發(fā)了不必要的工程糾紛。

1.4.1 忽視了鋼筋外形的影響

在實體工程中，有光圓鋼筋和變形鋼筋，根據(jù)肋的形狀不同，變形鋼筋又可以分為多種，鋼筋的直徑不一樣也同樣對校準和測試結(jié)果有影響。

1.4.2 忽視鋼筋間距的影響

根據(jù)電磁法原理，鋼筋的密集程度，尤其是多層鋼筋密集布置，此時電磁信號受干擾明顯，顯然在這種情況下，跟單根鋼筋校準數(shù)據(jù)有明顯偏離。

有研究表明[1]，無論是單層鋼筋網(wǎng)還是雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋保護層測值與實際值均呈明顯線性關(guān)系，雙層鋼筋網(wǎng)測量誤差較單層鋼筋網(wǎng)測量誤差偏大，統(tǒng)計規(guī)律與測量值相關(guān)性非常高，都在顯著性水平0.05 下，使用單層鋼筋網(wǎng)和雙層鋼筋網(wǎng)保護層厚度檢測儀器測量誤差不同，單層鋼筋網(wǎng)的測量誤差要小于雙層鋼筋網(wǎng)；單層鋼筋網(wǎng)測量相對誤差值為-4.56，雙層鋼筋網(wǎng)-8.17，雙層鋼筋網(wǎng)保護層厚度檢測儀器誤差增大79.1%，單、 雙層鋼筋網(wǎng)樣本方差分別為5. 87和6.17，二者相差不大。

1.4.3 忽視保護層厚度大小的影響[2]

隨著實際鋼筋保護層厚度的增加，儀器的測試精度逐漸降低，0～60 mm范圍內(nèi)鋼筋保護層厚度平均誤差一般在±2 mm，60～100 mm范圍內(nèi)的鋼筋保護層厚度的平均測量誤差一般在±5 mm。顯然目前的校準精度和量程是不夠的。

1.4.4 現(xiàn)場測試步驟混亂[3]

現(xiàn)有標準僅僅規(guī)定了測點的數(shù)量，而對測點位置、區(qū)域、檢測儀器掃描方式、掃描路線等均無詳細明確的描述，從而導(dǎo)致了在實際檢測過程中檢測結(jié)果受人為因素干擾很大。

此外鋼筋保護層厚度的校準和測試結(jié)果還可能受到混凝土強度等級，電焊、扎絲，鋼筋走向，環(huán)境磁場干擾，檢測速度等多因素影響。

2 建議措施

為了能有效提升檢測人員現(xiàn)場檢測能力、統(tǒng)一檢測方法和評價標準，有力推動理論與工程實踐相結(jié)合，加快工程質(zhì)量檢測技術(shù)的發(fā)展，減少工程質(zhì)量糾紛，建議采取以下幾方面措施。

2.1 建立日常儀器校準和根據(jù)被測結(jié)構(gòu)物配筋情況進行校準制度

日常儀器校準應(yīng)利用校準塊定期校準，以保證檢測設(shè)備的精度；對實測結(jié)構(gòu)應(yīng)熟悉鋼筋配置情況，建立多因素綜合考慮的修正值數(shù)據(jù)表。

2.2 確立符合行業(yè)特色的鋼筋保護層厚度的評價方法和標準

交通工程混凝土結(jié)構(gòu)從鋼筋配置、保護層厚度等情況與一般的工民建等建設(shè)項目相距較大，盲目套用其他標準容易造成檢測結(jié)果有爭議。

2.3 建設(shè)混凝土中鋼筋檢測技術(shù)基地

基地的建設(shè)能提供鋼筋保護層厚度、鋼筋位置校準平臺；培訓和考核相關(guān)檢測人員；增強檢測新技術(shù)和檢測人員間的交流。

[1]吳曉明,趙暉,劉冠國,等．電磁感應(yīng)鋼筋探測儀對混凝土保護層厚度檢測精度的研究[C]．江蘇省公路學會優(yōu)秀論文集(2006-2008).北京：人民交通出版社，2009:610．

[2]王志明,覃軻．關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)實體檢驗的若干問題探討[J]．混凝土,2008,(6):101-104．

[3]金恩平．混凝土保護層厚度的確定與施工質(zhì)量控制問題的探討[J]．混凝土，2007,(4):98-100．

Inquire Into the Problems of Detecting the Depth of Coverage of Reinforcing Bars by Electromagnetic Method

QIAN Shu-bo1，JIANG Gen-ming2

(1．Zhejiang Institute of Communications, Hangzhou 311112,China； 2．Zhejiang Geophysical Technology Application Research Institue,Hangzhou 310005，China)

Analyzing status and shortage of the detection of the coverage depth of reinforcing bars based on the validate test, such as definition dissent, some good and some bad test device competence，judgment disunity,putting forward proposals of building of standardizing institution, establishing a standard of detection of the coverage depth of reinforcing bars for transportation engineering and building a standardizing and training base.

the depth of coverage of reinforcing bars; validate test; standardizing

2014-08-28

錢樹波(1978-)，男，浙江嵊州人，講師，Email：qianshubo@zjvtit.edu.cn。

TU528.571

A ?

10.3969/j.issn.1671-234X.2014.04.005

1671-234X(2014)04-0024-03