電磁感應法鋼筋保護層厚度檢測的研究

楊成飛

(綿陽市川正建設工程試驗檢測有限公司，四川 綿陽 621023)

0 前 言

公路橋梁工程中，在檢測鋼筋保護層厚度時，最常見且最重要的檢測部位為梁板與墩柱。本文參考國家現行標準及地方標準，采用電磁感應法檢測鋼筋保護層厚度并進行研究，該方法在工程實體中多次應用，操作簡單，檢測結果比較準確，對檢測人員來講具有重要的指導意義。

1 參考標準、規范及文件

參考的標準、規范及文件主要有：《混凝土中鋼筋檢測技術標準》(JGJ/T 152—2019)；《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》(JTG F80/1—2017)；《浙江省公路水運工程電磁感應法鋼筋保護層厚度檢測指南》；《鋼筋保護層厚度和鋼筋直徑檢測技術規程》(DB11/T 365—2016)。

2 儀器設備要求

鋼筋探測儀的測量精度應滿足下列要求：鋼筋保護層厚度的測量精度≤1 mm；鋼筋間距的測量精度≤3 mm；鋼筋直徑的測量精度≤2 mm。

3 檢測原理

電測感應法檢測鋼筋保護層厚度的基本原理是依據電磁感應原理，由單個或多個線圈組成的探頭產生電磁場，當鋼筋或鐵磁性物質位于該電磁場時，磁力線會變形，導致電磁場的強度分布發生改變，儀器探頭通過產生的電磁場的感應強度來判定鋼筋的深度。

4 檢測方法

4.1 檢測部位

檢測部位應選擇鋼筋位置可能對結構構件的承載力或耐久性有顯著影響的部位，對梁類、板類構件，檢測部位宜選擇L1/4～L3/4區域(L為梁類、板類構件長度)；對柱類、墻類構件，檢測部位宜選擇距離地面(水面)0.5～2.5 m區域。

4.2 現場檢測

1)準備工作：查看設計圖紙，了解鋼筋直徑和間距，了解檢測部位的鋼筋分布情況，避開接頭、綁扎絲以及金屬預埋件。

2)打開儀器，選擇合適探頭并與儀器設置統一，預熱和調零儀器，復位調零時探頭應遠離金屬物體。

3)預掃描構件，知悉鋼筋軸線方向，沿垂直于鋼筋軸線方向移動探頭，直到保護層厚度儀示值最小時找出鋼筋軸線的位置，并做好標記，初步了解鋼筋埋深。重復上述步驟將被測部位主筋和箍筋分布情況逐一標出。

4)設置儀器參數，鋼筋直徑、保護層厚度等。儀器復位并在已經標記的位置沿鋼筋軸線垂直方向移動探頭，準確讀取保護層厚度檢測值。檢測過程中，探頭移動速度宜≤5 cm/s。同一鋼筋同一位置檢測2次，取平均值作為保護層厚度值，精確至1 mm。若兩次差值相差>1 mm，該次檢測數據無效，應重新檢測，仍不符合規定時應查明原因。

5)檢測數據的處理：若鋼筋分布情況對保護層厚度檢測產生影響，應模擬現場鋼筋分布情況得到對應的修正值(即修正因子)，最終保護層厚度為儀器示值加修正值。

4.3 確定修正因子

在模擬現場鋼筋分布時，要用到鋼筋保護層厚度環境校準裝置，此裝置應滿足相關要求，保證在使用過程中穩固不變形且保護層厚度上下可調。在完成鋼筋的分布擺放后，首先應確保檢測儀不受外界電磁干擾，然后正確操作儀器，采集3次數據并記錄測量結果，取平均值作為檢測結果(建議數據修約至1 mm)，保護層厚度設計值與檢測值的差值即為保護層厚度的修正因子。

4.4 注意事項

1)電磁感應法不適用于含有鐵磁性物質或內部鋼筋嚴重銹蝕的混凝土結構中的保護層厚度、鋼筋間距和鋼筋直徑的檢測。鐵磁性物質(尤其是鋼纖維混凝土)會對儀器造成干擾，對鋼筋保護層厚度檢測具有較大影響；鋼筋嚴重銹蝕時，電磁感應法檢測結果偏差較大。鋼筋探測儀應定期進行校準，校準周期一般不應超過1年。

2)為獲取較為準確的檢測結果，檢測前制定完善可行的檢測方案，充分了解設計資料，確定鋼筋直徑、鋼筋間距和鋼筋保護層厚度設計值，掌握實體結構中鋼筋分布情況，避開鋼筋接頭、綁扎絲及預埋件。

3)鋼筋保護層厚度的檢測，檢測部位應選擇鋼筋位置可能對結構構件的承載力或耐久性有顯著影響的部位。

4)檢測過程中盡可能避開鋼筋的相互干擾，避開強電磁場的干擾。

5)由于橋梁墩柱結構受力較大的鋼筋是豎向主筋，很多地方檢測橋梁墩柱鋼筋保護層厚度時的檢測部位為豎向主筋。在一些情況下采集豎向主筋的數據受箍筋的影響較大，尤其是箍筋間距較小且箍筋與主筋存在間隙時采集的數據偏差較大，此時用修正因子加以修正亦不能得到準確的結果，即修正后結果與打孔驗證的結果存在較大偏差，在這種情況下應采取其他措施，例如采集箍筋的保護層厚度。

5 現場檢測示例

5.1 工程概況

某高速公路某橋2-1墩柱，高4 m，直徑1.8 m，豎向主筋直徑32 mm，間距115.2 mm，外側螺旋箍筋直徑12 mm，間距7.5 mm，均采用HRB400E熱軋帶肋鋼筋，外側螺旋箍筋設計保護層厚度45 mm，主筋保護層厚度設計值為57 mm，保護層厚度及鋼筋布置形式見圖1。

圖1 墩柱保護層厚度及鋼筋布置形式示意圖(單位：cm)

5.2 確定修正因子

根據上述工程概況，按圖1所示鋼筋分布情況在鋼筋保護層厚度環境校準裝置中擺放好鋼筋，調節承載板高度，使主筋保護層厚度等于設計值57 mm，采集環境校準數據并記錄，鋼筋保護層厚度設計值與實測值的差即修正因子如見表1所示。

表1 修正因子的確定

由表1可知，保護層厚度修正因子為+9。表中平均值保留到整數。經鉆孔驗證，鉆孔后測量值與儀器檢測值的差等于上述方法確定的修正因子。

5.3 現場檢測及數據處理

通過上述檢測方法，在距離地面1.5 m高度處先標記箍筋位置，然后在兩箍筋之間圍繞墩柱一圈采集主筋保護層厚度數據，每根主筋采集兩次數據，現場檢測數據如表2所示。

表2 墩柱鋼筋(主筋)保護層厚度檢測數據

根據表2中的數據，依據《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》(JTG F80/1—2017)，2-1墩柱鋼筋保護層厚度檢測合格率為100%。

6 結束語

電磁感應法鋼筋保護層厚度檢測中，其準備工作、參考標準、檢測方法及數據處理均要正確掌握，試驗檢測人員在實際操作中應加以重視。本文所述的方法望試驗檢測人員予以采用并推廣。試驗檢測人員只有使檢測方法標準化，才能在工程實體檢測中得到準確的結果。

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