結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度檢測技術(shù)的應(yīng)用核心探究

邢碩 于兆源 孫寶玉 武建飛 汪麗楠

（北京城建北方集團有限公司，北京 101300）

現(xiàn)代建筑工程中廣泛采用了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性直接關(guān)系到工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。但由于該結(jié)構(gòu)體系是由混凝土以及鋼筋這兩類不同物理性質(zhì)的材料共同構(gòu)成的復合型結(jié)構(gòu)，二者在抗拉強度、抗壓強度以及剛性等方面均存在不同程度的差異，客觀上加大了質(zhì)量控制的難度。鋼筋保護層是該復合結(jié)構(gòu)體系中的重要組成部分，其厚度對于結(jié)構(gòu)強度會產(chǎn)生較大的影響。在檢測鋼筋混凝土厚度時，可以根據(jù)實際情況采用不同的檢測技術(shù)。為提高不同檢測技術(shù)應(yīng)用的合理性，在檢測實踐中應(yīng)準確掌握各項技術(shù)應(yīng)用要點，檢測操作應(yīng)規(guī)范、準確，才能保證檢測數(shù)據(jù)的精度，并客觀反映鋼筋保護層的實際厚度值，從而為施工質(zhì)量控制提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

1 結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度檢測技術(shù)概述

鋼筋保護層是結(jié)構(gòu)混凝土工程中的重要組成部分，而保護層的厚度是否符合設(shè)計標準則是衡量鋼筋混凝土工程質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標參數(shù)，因此應(yīng)高度重視鋼筋保護層厚度的檢測工作。在鋼筋保護層檢測工作中，傳統(tǒng)的厚度檢測技術(shù)主要是鉆孔檢測技術(shù)，在檢測時通常需要在待檢構(gòu)件上鉆進成孔，之后再通過鉆孔下入檢測儀器設(shè)備；或者需要剔除表層混凝土，以實現(xiàn)對保護層厚度的直接測定。這是一種有損檢測方式，雖然檢測數(shù)據(jù)有較高的精度，能夠準確地反映鋼筋保護層的狀態(tài)，但是會對被測構(gòu)件造成破壞，且檢測效率相對較低，檢測操作難度較大，在客觀上影響了該類型檢測技術(shù)的應(yīng)用推廣。

隨著我國檢測技術(shù)水平和檢測儀器設(shè)備的不斷進步，目前無損檢測技術(shù)設(shè)備在結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度檢測實踐中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用無損檢測技術(shù)測量鋼筋保護層厚度時，檢測人員應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)混凝土工程的實際情況以及檢測環(huán)境特征等選擇電磁感應(yīng)檢測技術(shù)、超聲檢測技術(shù)、X 射線檢測技術(shù)或者雷達檢測技術(shù)等無損檢測技術(shù)。

以電磁感應(yīng)檢測技術(shù)為例，該技術(shù)主要通過鋼筋測定儀來進行檢測。鋼筋測定儀一般包括探頭、信號的發(fā)射、采集和處置裝置和路徑掃描裝置等。鋼筋測定器通過發(fā)射系統(tǒng)生成電磁激勵信號后，檢測人員即可利用探頭進行待測構(gòu)件的鋼筋保護層厚度測量。在檢測時，探頭將產(chǎn)生電磁場，并促使鋼筋內(nèi)形成渦流電磁場，鋼筋測定儀系統(tǒng)能夠?qū)u流電磁場信號進行接收以及放大處理，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，通過對電信號的分析即可獲取鋼筋保護層厚度數(shù)據(jù)[1]。無損檢測技術(shù)的操作較為簡便，且檢測成本相對較低，不會對被測構(gòu)件造成損壞，因此被越來越多地應(yīng)用在檢測工作中。但在應(yīng)用無損檢測技術(shù)測定鋼筋保護層厚度時，由于其采用的是間接檢測方式，檢測結(jié)果會受到一些外界因素的干擾，因此為保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和客觀性，檢測人員可以應(yīng)用破損檢測技術(shù)對部分待檢構(gòu)件進行檢測，以便將直接測量數(shù)據(jù)作為無損檢測結(jié)果的對照，從而為結(jié)構(gòu)混凝土工程的質(zhì)量控制提供更加科學的參考依據(jù)。

2 結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度檢測技術(shù)應(yīng)用要點分析

2.1 做好檢測前的各項準備工作

在檢測結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度的準備階段，檢測單位應(yīng)對檢測人員的職業(yè)資質(zhì)和技術(shù)水平進行嚴格的考核，確保其具備從事檢測工作的基本資格。同時，檢測單位還應(yīng)組織檢測人員開展崗前技術(shù)培訓，以幫助其充分了解各項檢測技術(shù)特點，熟練掌握檢測操作規(guī)程，進一步提高檢測操作的規(guī)范性和標準化程度，為鋼筋保護層厚度檢測工作的順利實施奠定良好的基礎(chǔ)。

檢測結(jié)構(gòu)混凝土工程的鋼筋保護層前，檢測單位應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求以及結(jié)構(gòu)混凝土工程的實際情況合理選擇檢測技術(shù)方法，制定科學檢測方案。目前在鋼筋保護層檢測實踐中，所采用無損檢測技術(shù)來測定其厚度，因此需要直接在施工現(xiàn)場開展檢測工作。因此，為避免檢測工作與現(xiàn)場施工之間相互干擾，檢測單位應(yīng)與施工方之間加強溝通協(xié)調(diào)，為檢測工作的開展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件[2]。檢測人員應(yīng)對劃定的檢測區(qū)域進行全面地整理清潔，避免有雜物存在，污染待測構(gòu)件，對檢測數(shù)據(jù)的準確性產(chǎn)生不利的影響。

此外，檢測人員還應(yīng)按照檢測方案合理選擇檢測儀器設(shè)備，并要對檢測儀器設(shè)備的質(zhì)量性能進行檢查，確保其量程、檢測精度以及適用條件等均能夠符合結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度檢測的實際需要，并要做好儀器設(shè)備的校正調(diào)準，為檢測工作的進行做好各項準備工作。

2.2 檢測部位選擇要點

在采集樣本以及確定檢測部分時，檢測人員應(yīng)嚴格遵守檢測技術(shù)規(guī)范要求，在具有較強典型性的點位上進行抽樣以及檢測。結(jié)構(gòu)混凝土工程中，部分鋼筋保護層厚度將會對結(jié)構(gòu)的耐久性以及承載性能產(chǎn)生較大的影響，特別是在跨度較大的建筑工程結(jié)構(gòu)中，由于需要較長長度的鋼筋，因此鋼筋的中間部分所呈梭的荷載壓力較大，且比較容易在集中受力的情況產(chǎn)生彎曲等問題，因此應(yīng)將這些部位確定為有代表性和典型性的部位，根據(jù)檢測中所采用的無損檢測或者破損檢測技術(shù)要求確定檢測點位以及進行樣本的采集。

同時，在鋼筋保護層的厚度檢測工作中，檢測人員還應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形態(tài)特征來確定檢測點的數(shù)量以及具體位置。梁構(gòu)件通常形態(tài)規(guī)整，鋼筋保護層厚度較為均勻，因此在檢測時可以直接檢測其整體厚度。而在檢測板構(gòu)件的鋼筋保護層時，一般應(yīng)設(shè)定6個以上測點，且應(yīng)根據(jù)板構(gòu)件的形狀特點來確定測點位置，并合理控制測點之間的距離[3]。在對厚度因素影響較大的、對結(jié)構(gòu)強度以及荷載性能有較高要求的構(gòu)件鋼筋保護層進行檢測時，應(yīng)適當增加測點數(shù)量和測點密度，以保證檢測結(jié)構(gòu)的準確性和客觀性。

2.3 檢測樣本數(shù)量確定要點

在檢測鋼筋保護層厚度時，檢測人員應(yīng)加強與結(jié)構(gòu)混凝土工程的監(jiān)理方以及施工方之間的溝通，以充分了解結(jié)構(gòu)特點，以便合理劃分檢測區(qū)域，并根據(jù)不同的檢測構(gòu)件類型來確定檢測樣本數(shù)量。其中，在對梁類以及板類構(gòu)件進行鋼筋保護層厚度檢測時，樣本數(shù)量應(yīng)達到同類型構(gòu)件總數(shù)的約2%，且樣本數(shù)量應(yīng)控制在5 個以上[4]。特別是在對懸挑梁板等對承載性能有較高要求的構(gòu)件進行鋼筋保護層厚度檢測時，則應(yīng)將檢測樣本量適當增加，送檢樣本量應(yīng)增加至構(gòu)件總數(shù)的5%左右，且樣本的具體數(shù)量一般則應(yīng)在10 個左右。

2.4 測線布設(shè)要點

在布設(shè)測線時，檢測人員應(yīng)充分了解待測構(gòu)件內(nèi)主筋以及分布筋等鋼筋的具體分布位置，防止鋼筋之間相互干擾，對檢測數(shù)據(jù)的精度產(chǎn)生不利的影響。測線一般應(yīng)與受力鋼筋的走向方向相互垂直，檢測人員應(yīng)根據(jù)待檢構(gòu)件類型的不同，合理設(shè)置測線。在對板類構(gòu)件的鋼筋保護層進行檢測時，檢測人員應(yīng)首先確定待測構(gòu)件中受力鋼筋的縱向排列方向，再以此為依據(jù)布設(shè)測線。而在對梁類構(gòu)件的鋼筋保護層進行檢測時，檢測人員則應(yīng)以構(gòu)件內(nèi)主筋位置為基礎(chǔ)來設(shè)置測線。此外，在設(shè)置測線時還應(yīng)盡量將其設(shè)置與鋼筋保護層厚度最佳檢測點位置上，為后續(xù)檢測工作的開展提供便利條件。根據(jù)對鋼筋保護層厚度檢測實踐的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在兩相鄰主筋中間設(shè)置測線可以有效提高檢測結(jié)果的準確性。

2.5 嚴格遵守檢測技術(shù)規(guī)范要求

檢測人員在確定了待檢構(gòu)件后應(yīng)首先全面清理其表面，避免有砂漿等雜物殘留，影響檢測結(jié)果。之后，檢測人員應(yīng)按照操作規(guī)范要求將檢測儀器設(shè)備連接在待檢構(gòu)件上，完成連接后對檢測儀器進行檢查，確認其是否歸零，如未歸零則應(yīng)在清除檢測環(huán)境內(nèi)的金屬類物質(zhì)后進行歸零操作。在此過程中應(yīng)注意防止待檢構(gòu)件和檢測探頭之間接觸或間距過近。歸零后還要對檢測儀器進行預熱。

在檢測時，檢測人員應(yīng)準確定位探頭位置，確保探頭對正鋼筋軸線，并應(yīng)與待檢鋼筋相互垂直。為提高探頭定位的準確性，檢測人員應(yīng)充分了解待檢構(gòu)件中港口位置、分布以及直徑等，并要合理設(shè)置各項參數(shù)。檢測過程中，檢測人員應(yīng)將探頭定位在被測構(gòu)件上方，并按照檢測要求緩慢移動探頭位置，當檢測儀器發(fā)出提示音時，說明探頭已到達鋼筋軸線上方，此時檢測人員就可以開展掃描以及各項測量檢測作業(yè)了，且應(yīng)完整、詳細、準確地記錄各項檢測數(shù)據(jù)。對同一被檢構(gòu)件內(nèi)的所有鋼筋保護層厚度應(yīng)逐一進行檢測，且每根鋼筋的檢測均應(yīng)達到2 次，對兩次檢測數(shù)據(jù)加以對比分析，以便有效控制檢測數(shù)據(jù)的誤差值。一旦在檢測過程中發(fā)現(xiàn)兩次檢測數(shù)據(jù)之間的誤差值達到1mm 以上時，應(yīng)重新復測。如果復測后的誤差值應(yīng)超過允許的范圍時，應(yīng)采取更換檢測儀器、加強對檢測操作規(guī)范性的監(jiān)督等措施，以確保檢測數(shù)據(jù)精度符合技術(shù)規(guī)范要求[5]。

在檢測實踐中有時候會出現(xiàn)檢測儀器可顯示的最小值大于被測構(gòu)件的鋼筋保護層厚度的情況。此時檢測人員可以采取在探頭下方設(shè)置墊塊等措施。在設(shè)置墊塊時，檢測人員應(yīng)根據(jù)檢測儀器的具體操作要求等因素合理選擇相應(yīng)材質(zhì)的墊塊，且應(yīng)確保其表面光滑平整，避免影響檢測信號的傳輸和接收。在通過設(shè)置墊塊來測量鋼筋保護層厚度時，由于該檢測數(shù)據(jù)是墊塊與鋼筋保護層的整體厚度，因此檢測人員還應(yīng)結(jié)合墊塊厚度參數(shù)來計算鋼筋保護層厚度。在記錄檢測數(shù)據(jù)時則應(yīng)對鋼筋保護層以及墊塊的各項數(shù)據(jù)分別進行記錄。

在采用無損檢測技術(shù)對鋼筋保護層厚度進行檢測時，在完成全部構(gòu)件的檢測后，檢測人員還應(yīng)隨機抽取部分構(gòu)件，以破損檢測方式再次進行復檢，以便與無損檢測數(shù)據(jù)相互印證對比，以保證檢測數(shù)據(jù)準確客觀。

2.6 檢測結(jié)果判斷要點

在檢測鋼筋保護層厚度時，檢測人員應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求嚴格控制檢測數(shù)據(jù)的偏差值，并要對檢測結(jié)果進行客觀的評價。在檢測實踐中梁類構(gòu)建的鋼筋保護層厚度檢測數(shù)據(jù)的偏差值一般應(yīng)控制在-7mm到+10mm 之間，而檢測板類構(gòu)件的鋼筋保護層厚度時，則應(yīng)將其偏差控制在-5mm 到+8mm 這一允許的范圍區(qū)間內(nèi)。同時，檢測人員還應(yīng)根據(jù)檢測數(shù)據(jù)來判斷所有送檢構(gòu)件樣品的整體合格率。如果送檢樣本的整體合格率能夠達到90%以上時，說明結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層厚度達到施工質(zhì)量控制標準。而當全部送檢樣本的整體合格率未達到90%，但超過了80%時，則應(yīng)重新采集同樣數(shù)量的檢測樣本，并開展復檢工作。檢測人員應(yīng)綜合分析兩次抽檢檢測結(jié)果，并統(tǒng)一對其合格率進行計算，如合格率的最終計算結(jié)果能夠達到90%以上時，可以判斷其達到質(zhì)量標準要求。在計算合格率時應(yīng)注意，不得用構(gòu)件數(shù)量來取代測點合格點數(shù)量，且應(yīng)將每次檢測中不合格點偏差的最大值控制在1.5 倍偏差允許值范圍內(nèi)。如法在檢測時發(fā)現(xiàn)有不合格點的偏差值明顯超出允許范圍時，則應(yīng)可以直接做出不合格的評價，無需以全部測點合格率作為評價標準。

2.7 處理檢測數(shù)據(jù)要點

檢測人員應(yīng)對檢測數(shù)據(jù)進行詳細的記錄，并要按照檢測技術(shù)規(guī)范要求來進行兩測回數(shù)據(jù)均值的計算和處理分析。同時，檢測人員可以以破損檢測數(shù)據(jù)為參照對無損檢測結(jié)果進行調(diào)整，以獲取更加客觀準確的檢測結(jié)果。檢測人員應(yīng)在報表中準確填寫檢測結(jié)果，并要根據(jù)檢測數(shù)據(jù)制作相關(guān)的表格以及圖表等。最后，檢測單位應(yīng)出具檢測報告，且應(yīng)在檢測報告中針對鋼筋保護層厚度不合格情況給出相應(yīng)的指導意見和整改建議，以促進結(jié)構(gòu)混凝土工程施工質(zhì)量的提高。

3 總結(jié)

在檢測鋼筋保護層厚度時，檢測單位應(yīng)加強對各項檢測技術(shù)的研究，充分了解其技術(shù)特點和適用范圍。在檢測過程中則應(yīng)做好各項準備工作，嚴格遵守檢測技術(shù)規(guī)范要求，提高檢測操作的標準化水平，以保證檢測數(shù)據(jù)客觀準確，各項檢測數(shù)據(jù)的誤差值均應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)。完成檢測后，檢測人員還應(yīng)對檢測數(shù)據(jù)進行科學的分析，客觀評價檢測結(jié)果，從而為結(jié)構(gòu)混凝土鋼筋保護層施工質(zhì)量控制提供可靠的參考依據(jù)。同時，檢測單位還應(yīng)加強對檢測人員的技術(shù)培訓，積極總結(jié)實踐經(jīng)驗，不斷優(yōu)化檢測流程和操作規(guī)程，以全面提升檢測技術(shù)水平。