鋼筋保護(hù)層厚度電磁感應(yīng)法檢測(cè)操作要點(diǎn)及精度控制措施

葉宗智

福建省建研工程檢測(cè)有限公司，福建 福州 350028

0 引言

鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中主要承受拉力并賦予結(jié)構(gòu)以延性，補(bǔ)償混凝土抗拉能力低下、容易開(kāi)裂和脆斷的缺陷，因此混凝土中鋼筋直接關(guān)系到建筑物的結(jié)構(gòu)安全和耐久性［1］。鋼筋保護(hù)層厚度是指混凝土中鋼筋外邊緣到混凝土表層的最小實(shí)際距離，其中鋼筋主要包括縱向受力鋼筋、箍筋等。鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)指標(biāo)主要受鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外界環(huán)境等級(jí)、設(shè)計(jì)使用年限、所處結(jié)構(gòu)部位等因素影響。

混凝土中鋼筋土保護(hù)層厚度應(yīng)適宜，厚度過(guò)小時(shí)易發(fā)生露筋或表層混凝土逐漸剝落，最終導(dǎo)致鋼筋銹蝕、強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)破壞；厚度過(guò)大時(shí)混凝土易出現(xiàn)裂縫、剛度下降，最終也會(huì)引起結(jié)構(gòu)破壞［2］。因此，鋼筋保護(hù)層厚度驗(yàn)收是混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的重要內(nèi)容。

1 電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度的操作要點(diǎn)

1.1 工作原理

電磁感應(yīng)法是鋼筋保護(hù)層厚度常用的檢測(cè)方法，其主要是根據(jù)鋼筋對(duì)電磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)判定鋼筋的大小和間距，當(dāng)儀器探頭逐漸接近鋼筋時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度逐漸增大［3］。梁、板、懸臂類構(gòu)件的縱向受力鋼筋是鋼筋保護(hù)層厚度電磁感應(yīng)法主要檢測(cè)部位，主要是由于這些部位的鋼筋對(duì)構(gòu)件承載力和耐久性影響較大。

1.2 操作要點(diǎn)［4］

檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度電磁感應(yīng)法檢測(cè)流程為：檢測(cè)準(zhǔn)備→掃描確定待檢鋼筋位置→測(cè)量鋼筋保護(hù)層厚度→結(jié)果分析，主要操作要點(diǎn)有：

（1）檢測(cè)準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙了解鋼筋的直徑和間距，清除表面突起物或浮灰，確保被測(cè)混凝土表面清潔平整，對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保運(yùn)行正常。

（2）確定鋼筋位置。沿垂直于粱、板、懸臂類構(gòu)件測(cè)試部位鋼筋走向的方向緩慢均勻移動(dòng)儀器探頭，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱變化標(biāo)記出橫向鋼筋、縱向鋼筋、箍筋位置，每根鋼筋至少用做3 個(gè)標(biāo)記。

（3）鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)。首先需要依據(jù)設(shè)計(jì)文件設(shè)定儀器參數(shù)，主要為設(shè)計(jì)鋼筋直徑、設(shè)計(jì)鋼筋保護(hù)層厚度。參數(shù)設(shè)定后，即可進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試操作為：①沿著垂直于被測(cè)鋼筋軸線的方向移動(dòng)儀器探頭，同時(shí)根據(jù)與測(cè)點(diǎn)鋼筋距離的遠(yuǎn)近，變化移動(dòng)的速度，離鋼筋越近，速度越慢；②當(dāng)探頭到達(dá)測(cè)點(diǎn)鋼筋位置時(shí)，宜在其附近往復(fù)多測(cè)幾次，以提高測(cè)試精度。重復(fù)測(cè)試兩次，讀數(shù)精度為1mm，若兩次讀數(shù)差值超過(guò)±1mm，則讀數(shù)應(yīng)視為無(wú)效，待查明原因改正后再測(cè)兩次次；若讀數(shù)差值仍不滿足要求，則應(yīng)更換電磁感應(yīng)鋼筋探測(cè)儀或采用直接法進(jìn)行檢測(cè)。

（4）結(jié)果分析。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 152-2019《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定。

2 工程案例分析

2.1 工程概況

福州北站改擴(kuò)建工程安置地C 地塊（安置房）6#樓為地下二層、地上二十八層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑面積為11792.14m2，2017 年3 月1 日開(kāi)工。該工程11～16 層梁、板類構(gòu)件鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度分別為20mm、15mm。

2.2 檢測(cè)操作流程

采用電磁感應(yīng)法檢測(cè)10～16 層共計(jì)6 根非懸挑梁、10 根懸挑梁及5 塊非懸挑板鋼筋保護(hù)層厚度。每根非懸挑或懸挑梁類構(gòu)件測(cè)3 條縱向鋼筋，共計(jì)48 個(gè)測(cè)點(diǎn)；每塊非懸挑板類構(gòu)件測(cè)6 條縱向鋼筋，共計(jì)30 個(gè)測(cè)點(diǎn)。清理待測(cè)試部位、校準(zhǔn)儀器等準(zhǔn)備工作完成后，分別確定了非懸挑梁、懸挑梁、非懸挑板中鋼筋位置。非懸挑梁底排縱向鋼筋測(cè)點(diǎn)位置如圖1 所示，每個(gè)測(cè)點(diǎn)相距200mm，鋼筋保護(hù)層厚度掃描由S1 向S3 進(jìn)行，如圖2 所示。圖3 和圖4、圖5 和圖6 分別為懸挑梁頂排、樓板底排構(gòu)件縱向鋼筋保護(hù)層測(cè)點(diǎn)位置及掃描方向。

圖1 非懸挑梁底排縱向鋼筋保護(hù)層測(cè)點(diǎn)位置

圖2 非懸挑梁底排縱向鋼筋掃描測(cè)試方向

圖3 懸挑梁頂排縱向鋼筋保護(hù)層測(cè)點(diǎn)位置

圖4 懸挑梁頂排縱向鋼筋掃描測(cè)試方向

圖5 樓板底排縱向鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)點(diǎn)位置

圖6 樓板底排縱向鋼筋掃描測(cè)試方向

分別取非懸挑梁、懸挑梁、非懸挑板某一構(gòu)件的測(cè)試數(shù)據(jù)，如表1 所示。由表可知，雖然所檢鋼筋保護(hù)層厚度大于設(shè)計(jì)值，但都在允許范圍內(nèi)，所以該三個(gè)構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度合格。在48 個(gè)梁構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)點(diǎn)中，有44 個(gè)測(cè)點(diǎn)合格，合格點(diǎn)率為91.7%；在30 個(gè)板構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)點(diǎn)中，有28個(gè)測(cè)點(diǎn)合格，合格點(diǎn)率為93.3%，因此所檢構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度合格。

表1 代表性非懸挑梁、懸挑梁、非懸挑板構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試結(jié)果

3 檢測(cè)精度影響因素及控制措施

鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試精度主要會(huì)受鋼筋間距、儀器精確度、混凝土飾面層等因素影響。鋼筋間距反應(yīng)了鋼筋布置的疏密程度，鋼筋間距越小，信號(hào)干擾程度就越大，檢測(cè)精度就越低；當(dāng)鋼筋間距大于鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度的150%時(shí)，能大大降低信號(hào)干擾造成的測(cè)試偏差。鋼筋直徑等儀器參數(shù)偏差會(huì)對(duì)精確度產(chǎn)生較大影響，設(shè)置偏大時(shí)檢測(cè)結(jié)果會(huì)偏大，設(shè)置偏小時(shí)檢測(cè)結(jié)果會(huì)偏?。?-6］。此外，混凝土飾面層的平整度也會(huì)對(duì)測(cè)試精度產(chǎn)生影響，應(yīng)確保清潔平整。為提高檢測(cè)精度，應(yīng)先查閱設(shè)計(jì)圖紙，了解所測(cè)構(gòu)件中鋼筋種類、直徑、設(shè)計(jì)厚度和排列方式，宜避免測(cè)點(diǎn)布置在鋼筋排列較為密集部位；測(cè)試前應(yīng)充分預(yù)熱儀器，并校準(zhǔn)，精確設(shè)置鋼筋直徑等參數(shù)；當(dāng)保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值小于儀器最小示值時(shí)，可在探頭下附加墊塊［5］。當(dāng)認(rèn)為相鄰鋼筋對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響，或鋼筋實(shí)際根數(shù)、位置與設(shè)計(jì)有較大偏差，應(yīng)將用直接法測(cè)量鋼筋保護(hù)層厚度，進(jìn)行驗(yàn)證。

4 總結(jié)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性會(huì)受鋼筋保護(hù)層厚度影響。采用電磁感應(yīng)法測(cè)試鋼筋保護(hù)層厚度時(shí)，應(yīng)先確定鋼筋位置，合理選定測(cè)點(diǎn)，再在探測(cè)面上移動(dòng)探頭進(jìn)行測(cè)試。為確保檢測(cè)精度，測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)避開(kāi)鋼筋布置密集部位，同時(shí)按設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定儀器檢測(cè)參數(shù)。