公路工程施工中鋼筋保護層厚度控制措施及檢測方法

晏東建

（甘肅智通科技工程檢測咨詢有限公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

鋼筋保護層是公路施工工程建設(shè)中所使用的核心工藝，能夠為公路基礎(chǔ)設(shè)施的長期使用提供硬件保障，同時一致適中的鋼筋保護層厚度也能夠為公路使用提供更加平穩(wěn)舒適的形成體驗，是現(xiàn)代公路建設(shè)施工團隊在工程建設(shè)質(zhì)量控制過程中所不斷追求的控制目標。由于我國公路建設(shè)施工起步較晚，受限于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的不平衡條件，目前亟須結(jié)合實例總結(jié)鋼筋保護層方面質(zhì)量管理工作經(jīng)驗，為后續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進提供理論支撐與實踐依據(jù)。

1 鋼筋保護層厚度檢測方法

公路施工現(xiàn)場中較為通用的鋼筋保護層厚度檢測主要通過數(shù)字檢測設(shè)備與雷達組織反射設(shè)備來進行，其中數(shù)字檢測設(shè)備根據(jù)核心工藝來源與生產(chǎn)場地的差異分為國產(chǎn)與進口兩類，在精度上存在細微的差異，兩者相較于雷達組織反射設(shè)備在數(shù)值變動表現(xiàn)中更具直觀性，是公路施工現(xiàn)場對鋼筋保護層厚度進行控制的先進主力生產(chǎn)力設(shè)備。三種儀器采用同類厚度檢測原理，以自體裝置為媒介在發(fā)射電磁波信號后對反射回來的電磁信號進行捕捉，進而在檢測區(qū)域內(nèi)圍繞檢測目標形成檢測交變磁場，激發(fā)檢測區(qū)域內(nèi)建材結(jié)構(gòu)的放電反應(yīng)，而后設(shè)備儀器在感應(yīng)電流的基礎(chǔ)上完成二次交變磁場的搭建，對兩次交變磁場變化幅度進行識別與分析，進而通過數(shù)據(jù)圖紙或數(shù)字化數(shù)值對鋼筋的組件所在的區(qū)域、布局及直徑范圍進行非直觀或直觀的反應(yīng)。

2 A高速公路工程概況

以A 高速公路工程內(nèi)的HST-TJ07 合同段為例，該工程路段的訖樁號為K77+100～K91+600，路線全長14.5km。工程在建材采用方面先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T 梁2483 片，混凝土58 萬m3，工程造價金額12.8 億元，預(yù)制T 梁造價金額占比31%。為了保證公路內(nèi)部鋼筋組件的使用壽命，提高公路運行過程中的穩(wěn)定性，A公路施工工程合同施工路段對工程中的所采用的T 梁鋼筋建材使用了保護層加固工藝。在實際工程施工過程中施工現(xiàn)場質(zhì)量控制人員使用鋼筋保護層厚度檢測設(shè)備對T 梁鋼筋的混凝土保護層厚度進行精確測量，在充分考量施工現(xiàn)場實際情況并仔細比照設(shè)計施工圖紙的前提下，對部分保護層厚度不達標的預(yù)制T梁區(qū)域，現(xiàn)場設(shè)計人員與質(zhì)檢人員指導現(xiàn)場施工人員目標鋼筋區(qū)域進行綁扎鋼筋網(wǎng)、設(shè)置固定墊塊等施工工藝[1]。為了保證公路施工工程中鋼筋構(gòu)件與混凝土保護層兩者間協(xié)調(diào)性的發(fā)揮，必須要在施工過程中強化對鋼筋保護層的控制力度。結(jié)合A 高速公路工程施工經(jīng)驗，在公路施工過程中的質(zhì)量控制中對鋼筋保護層厚度的控制及測量方法的關(guān)注有助于從核心技術(shù)層面上突破我國公路建設(shè)施工過程中的質(zhì)量關(guān)，對我國交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的延伸與完善起著至關(guān)重要的作用。

3 A 高速公路施工中預(yù)制T 梁鋼筋保護層厚度檢測方法及控制要點

3.1 檢測儀檢測前精度校準調(diào)試

在該案例中，為保證目標T梁與之鋼筋保護層測量的精準性控制力度，現(xiàn)場質(zhì)量控制人員分別準備Φ8 mm 的普通HPB300級光圓鋼筋，Φ16mm、Φ25mm的普通HRB400 級螺紋鋼筋，放置于組裝好的鋼筋保護層檢測校準裝置，鋼筋保護層檢測校準裝置由校準設(shè)備的外觀框架主體、校準程序運行過程中的承載面板、組合墊塊、控制校準幅度的滑條、固定目標鋼筋組件的定位槽、鋼筋網(wǎng)、負責檢測靈敏度的探頭組件七部分組成。在整個裝置中技術(shù)人員通過調(diào)節(jié)承載板高度，使單根鋼筋的保護層厚度分別控制為25mm 和60mm，進行檢測儀器精度自校測試檢查[2]。該案例中校準工作的自查結(jié)果顯示，測試值的極值差額范圍不高于2mm，同時，測試值的平均值與設(shè)計之間的誤差控制在1mm 以內(nèi)，測試儀器精度自校結(jié)果滿足試驗要求。

3.2 模擬被測預(yù)制T梁檢測環(huán)境確定修正因子

在該案例中施工設(shè)計人員將修正因子公式帶入測預(yù)制T梁檢測環(huán)境模擬工作，具體修正因子公式如下所示：

公路施工現(xiàn)場技術(shù)工作者在檢測環(huán)境校準裝置上布置預(yù)制T 梁的鋼筋布置形式，調(diào)節(jié)承載板高度，控制鋼筋保護層厚度至等于設(shè)計值，對校準數(shù)據(jù)進行整理，得出預(yù)制T梁在模擬檢測環(huán)境中保護層厚度修正因子Ce。

3.3 施工現(xiàn)場實際檢測步驟

3.3.1 確定檢測目標區(qū)域范圍

選取A 高速公路目標合同路段按范圍內(nèi)的7-5#T 預(yù)制腹板作為檢測面，為了保證檢測數(shù)據(jù)的參考性與應(yīng)用性，該項工程施工質(zhì)檢人員選取了T梁結(jié)構(gòu)中核心承壓區(qū)域，該區(qū)域的保護層厚度直接關(guān)系到鋼筋組件與公路工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與預(yù)期使用的壽命。在實際檢測工程中最終劃定的測區(qū)面積長1.5m，寬0.15m，在區(qū)域內(nèi)根據(jù)鋼筋構(gòu)件的差異化情況，最少設(shè)置了10 測點，且將鋼筋間距控制在50mm以上。質(zhì)檢人員在完成檢測區(qū)域的基礎(chǔ)清潔工作后，為不同測點作出標記并以書面形式記錄測點的外觀表現(xiàn)。

3.3.2 確定檢測目標鋼筋構(gòu)成

確定檢測目標的鋼筋構(gòu)成工作的重點在于明確檢測現(xiàn)場待檢目標區(qū)域的實際橫縱向鋼筋布局，為了完成這一工作，現(xiàn)場質(zhì)檢人員需要在細致分析工程設(shè)計的體質(zhì)的基礎(chǔ)上使用專業(yè)檢測儀器，同時在工作過程中及時的現(xiàn)場記錄與書面標記也可以有效提高整體工作效率。在A 高速公路目標合同路段的案例中，現(xiàn)場質(zhì)檢人員優(yōu)先通過對設(shè)計方案的解讀在目標區(qū)域使用金屬檢測探頭，金屬探頭以貼近建材表面與預(yù)估橫向鋼筋呈現(xiàn)垂直態(tài)勢的移動，在勻速緩慢的移動過程中質(zhì)檢人員及技術(shù)人員通過儀器提示確定了橫向走勢的鋼筋構(gòu)件的位置[3]。在橫向鋼筋分布位置確定的基礎(chǔ)上，質(zhì)檢人員將檢測用具避開橫向鋼筋，取目標檢測區(qū)域中線使用豎直移動的方式更具儀器檢測過程中的信號指示完成縱向走勢鋼筋構(gòu)件位置的確定。橫縱向鋼筋位置的確定為鋼筋保護層檢測工作的正式開展提供了數(shù)據(jù)支撐與實用價值，現(xiàn)場檢測人員在這兩項數(shù)據(jù)的支撐下對被測鋼筋的檢測范圍進行進一步縮小，案例中具體檢測范圍選取在了關(guān)系為相鄰的橫向及縱向鋼筋的中點區(qū)域，以垂直于目標測試鋼筋的方式完成檢測。

3.3.3 完成檢測保護層的厚度

案例中現(xiàn)場檢測人員按下檢測設(shè)備開關(guān)并接通電源，以80mm 為測量儀器有效檢測量程最大值，將鋼筋組件公稱半徑設(shè)置為14mm。在目標檢測區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)通過不褪色蠟筆完成范圍劃定記錄，在操作檢測儀器探頭時將檢測探頭行進方向與目標檢測鋼筋方向垂直，為保證測量結(jié)果精度檢測操作人員將檢測速度控制在每秒5cm 以內(nèi)。最終鋼筋保護層測量儀器結(jié)果顯示目標檢測鋼筋范圍內(nèi)最薄的混凝土保護層厚度為25mm，同時最厚的混凝土保護層厚度為35mm。

4 結(jié)束語

通過研究得知鋼筋保護層檢測及控制的工藝復(fù)雜且具有一定技術(shù)性，鋼筋保護層對結(jié)構(gòu)物起著至關(guān)重要的作用，在鋼筋混凝土構(gòu)件中混凝土與鋼筋共同參與受力。鋼筋混凝土中如果鋼筋的保護層不足會影響構(gòu)件的耐久性，嚴重的甚至使構(gòu)件早早失效。