關(guān)于電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度影響因素的探討與分析

洪嘉偉

廈門(mén)市工程檢測(cè)中心有限公司

關(guān)于電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度影響因素的探討與分析

洪嘉偉

廈門(mén)市工程檢測(cè)中心有限公司

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)代建筑工程中的主要結(jié)構(gòu)形式。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋保護(hù)層厚度已成為混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量強(qiáng)制性驗(yàn)收的檢測(cè)內(nèi)容之一。電磁感應(yīng)法作為非破損法，有著便捷、快速的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用在鋼筋保護(hù)層厚度中。但是非破損方法的缺點(diǎn)也較為明顯，就是在檢測(cè)過(guò)程中，容易被某些因素影響，導(dǎo)致檢測(cè)精度產(chǎn)生偏差。本文通過(guò)分析電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度的影響因素，從而提高鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)精度。

電磁感應(yīng)法；鋼筋保護(hù)層厚度；鋼筋直徑；影響因素

1 前言

在現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2010)中，鋼筋保護(hù)層厚度定義為最外層鋼筋的外緣（包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等）至混凝土表面的距離。鋼筋保護(hù)層厚度不宜過(guò)大也不宜過(guò)小。如果鋼筋保護(hù)層過(guò)小，就是鋼筋過(guò)分靠近受拉區(qū)一側(cè)，一方面容易造成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)表面混凝土剝落；另一方面隨著時(shí)間的推移，表面的混凝土將逐漸碳化，用不了多久，鋼筋外混凝土就失去了保護(hù)作用，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，強(qiáng)度降低，鋼筋與混凝土之間失去粘結(jié)力，構(gòu)件整體性受到破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的破壞。

如果鋼筋保護(hù)層也不宜過(guò)大，如果鋼筋保護(hù)層太大，會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫、剛度下降,甚至倒塌。因此準(zhǔn)確的檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度顯得尤為重要。

2 電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度的幾個(gè)影響因素

2.1 鋼筋直徑對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的影響

在工程檢測(cè)中，鋼筋保護(hù)層厚度開(kāi)始檢測(cè)之前，應(yīng)依據(jù)相關(guān)的圖紙，找出被測(cè)試部位的配筋，并在鋼筋位置測(cè)定儀中設(shè)置好對(duì)應(yīng)的鋼筋直徑。如果鋼筋直徑設(shè)置錯(cuò)誤，鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)結(jié)果是否會(huì)受影響呢？通過(guò)下面試驗(yàn)進(jìn)行分析。

2.1.1試驗(yàn)儀器及模擬試件

試驗(yàn)儀器采用鋼筋位置測(cè)定儀（型號(hào)：DJGW-1A）；游標(biāo)卡尺；模擬試件中的鋼筋選用HRB335螺紋鋼，直徑范圍8mm～20mm，采用C25混凝土成型。模擬試件成型后，鋼筋埋置在校準(zhǔn)試件中，兩端露出試件，長(zhǎng)度為51mm。試件表面平整，鋼筋軸線平行于試件表面，且同一鋼筋外露端軸線至試件同一表面的垂直距離差在0.5mm之內(nèi)。所成型試件符合《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 152-2008）的技術(shù)要求。

2.1.2試驗(yàn)過(guò)程

第一次試驗(yàn)，采用游標(biāo)卡尺測(cè)試模擬試件中，鋼筋外露的兩端至混凝土表面的距離并記錄，取平均值；然后采用鋼筋位置測(cè)定儀設(shè)定好正確的鋼筋直徑后，按鋼筋順序依次掃描，每一種保護(hù)層厚度掃描兩次，取平均值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)匯總表。

第二次試驗(yàn)，將鋼筋位置測(cè)定儀中的鋼筋直徑設(shè)置比正確的鋼筋直徑大一個(gè)規(guī)格后，按第一次試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)匯總表。

第三次試驗(yàn)，將鋼筋位置測(cè)定儀中的鋼筋直徑設(shè)置比正確的鋼筋直徑小一個(gè)規(guī)格后，按第一次試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)匯總表。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表：

試驗(yàn)一試驗(yàn)二試驗(yàn)三鋼筋直徑（mm）游標(biāo)卡尺測(cè)量值（mm）鋼筋位置測(cè)定儀測(cè)量值（mm）鋼筋直徑（mm）鋼筋位置測(cè)定儀設(shè)定直徑（mm）鋼筋位置測(cè)定儀測(cè)量值（mm）鋼筋直徑（mm）鋼筋位置測(cè)定儀設(shè)定直徑（mm）鋼筋位置測(cè)定儀測(cè)量值（mm）8 18.1 2 18 8 10 19 8 6 1 7 10 22.0 6 22 10 12 23 10 8 20 12 28.2 6 28 12 14 29 12 10 26 14 38.8 8 39 14 16 41 14 12 37 16 52.2 8 52 16 18 53 16 14 48 18 49.4 6 49 18 20 51 18 16 47 20 50.4 8 50 20 22 51 20 18 47

從以上試驗(yàn)結(jié)果中可以看出鋼筋位置測(cè)定儀設(shè)定的鋼筋直徑不論比真實(shí)的鋼筋直徑大還是小，都會(huì)使檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生偏差。

2.2 鋼筋位置對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的影響

根據(jù)電磁感應(yīng)法當(dāng)探頭位于鋼筋正上方時(shí)接收信號(hào)最強(qiáng)，因此通過(guò)探頭在被測(cè)鋼筋上方移動(dòng)時(shí)接收信號(hào)的強(qiáng)弱，可以判斷鋼筋的位置。所以在工程現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)中，測(cè)試人員往往將儀器的探頭掃描過(guò)混凝土表面后，聽(tīng)到儀器的蜂鳴聲，就記錄該位置的鋼筋保護(hù)層厚度但是，從檢測(cè)技術(shù)考慮，信號(hào)峰值的判斷只能在接收信號(hào)越過(guò)峰值后出現(xiàn)下降趨勢(shì)的時(shí)候才能判斷，所以鋼筋位置的自動(dòng)判定是在探頭越過(guò)了鋼筋正上方后才能肯定，這種現(xiàn)象稱之為“鋼筋掃描的滯后效應(yīng)”。所以此時(shí)的鋼筋位置并未與儀器的探頭重合，所測(cè)試出的距離也并非鋼筋外表面至混凝土表面的垂直距離，因此有可能導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度的測(cè)試結(jié)果偏大。

那么在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)如何避免因鋼筋位置的不準(zhǔn)確而對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度產(chǎn)生影響呢？首先應(yīng)將鋼筋位置測(cè)定儀的探頭沿著測(cè)試的方向勻速掃描混凝土表面，在聽(tīng)到儀器的蜂鳴聲后標(biāo)記出第一個(gè)位置A點(diǎn)。再將鋼筋位置測(cè)定儀的探頭沿著測(cè)試的反方向勻速掃描混凝土表面，在聽(tīng)到儀器的蜂鳴聲后標(biāo)記出第一個(gè)位置B點(diǎn)。連接A、B兩點(diǎn)，取直線AB的中點(diǎn)C點(diǎn)即為鋼筋的位置。按照此方法將所要檢測(cè)的鋼筋位置一一標(biāo)出，再進(jìn)行保護(hù)層厚度檢測(cè)，這樣可以減小因鋼筋位置不準(zhǔn)確而導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生誤差。在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)特別注意鋼筋位置測(cè)定儀的探頭應(yīng)沿直線、勻速的運(yùn)動(dòng)。

2.3 鋼筋間距對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的影響

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，板類構(gòu)件的鋼筋設(shè)計(jì)間距較大，而梁類構(gòu)件主要根據(jù)該構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行均勻的布置，鋼筋間距相對(duì)較小。而鋼筋間距的大小對(duì)電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度是否有影響呢？為此特別做了相關(guān)試驗(yàn)。

某工程三層樓板，縱向受力鋼筋為φ8mm，鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為20mm，鋼筋間距為150mm。采用鋼筋位置測(cè)定儀（型號(hào)：DJGW-1A）對(duì)樓板的鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。按照由南向北的順序依次掃描樓板中的6根鋼筋。鋼筋保護(hù)層厚度的結(jié)果分別為19mm、19mm、20mm、18mm、18mm、18mm。而后對(duì)該樓板的檢測(cè)位置采用破損法進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果與電磁感應(yīng)法檢測(cè)結(jié)果相符。

某工程三層框架梁，縱向受力鋼筋為3根φ20mm，箍筋φ 8mm，截面尺寸為200mm×400mm，鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為25mm。采用鋼筋位置測(cè)定儀（型號(hào)：DJGW-1A）對(duì)框架梁的鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。按照由南向北的順序依次掃框架梁中的3根鋼筋。鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)結(jié)果分別為30mm、26mm、36mm。在測(cè)試完成后，將框架梁的檢測(cè)位置采用破損法進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)前第一根鋼筋的保護(hù)層厚度的驗(yàn)證結(jié)果與電磁感應(yīng)法檢測(cè)結(jié)果相符。后兩根鋼筋的保護(hù)層厚度驗(yàn)證結(jié)果為22mm、33mm，與電磁感應(yīng)法檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生了偏差。經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)，這兩根鋼筋綁扎的過(guò)于接近，實(shí)測(cè)其間距僅為22mm。在采用電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度時(shí)，相鄰兩根之間的鋼筋互有干擾，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生偏差。

3 采用電磁感應(yīng)法測(cè)定鋼筋保護(hù)層厚度時(shí)，必須根據(jù)工程配筋圖紙，在測(cè)定儀器中設(shè)置正確的鋼筋直徑，以減小誤差

3.1采用電磁感應(yīng)法測(cè)定鋼筋保護(hù)層厚度時(shí)，需要先掃描出鋼筋的實(shí)際位置，以防止“鋼筋掃描的滯后效應(yīng)”對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生誤差。

3.2采用電磁感應(yīng)法測(cè)定鋼筋保護(hù)層厚度時(shí)，必須到鋼筋間距對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響，若相鄰兩根縱向受力鋼筋間距太小，則可能會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，這時(shí)就需要采用鉆孔，剔鑿等破損法進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中，我們還應(yīng)該避免其他有可能影響測(cè)試結(jié)果的因素，如測(cè)試儀器進(jìn)行預(yù)熱、調(diào)零，調(diào)零時(shí)探頭遠(yuǎn)離金屬物體，檢測(cè)時(shí)避開(kāi)梁柱節(jié)點(diǎn)和鋼筋接頭部位等，以提高電磁感應(yīng)法檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度的精度，為工程質(zhì)量把關(guān)提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。

[1]GB 50010-2010，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[M].

[2]JGJ/T 152-2008《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》[M].

[3]牛嶺.鋼筋直徑和鋼筋間距對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試的影響《城市建設(shè)理論研究:電子版》,2011(22).