現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的檢測與控制

陳楠

（萬州區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心有限公司，重慶 404000）

1 引言

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)作為一種常見且重要的結(jié)構(gòu)形式，其安全和穩(wěn)定性直接關(guān)系到工程的質(zhì)量與可靠性。在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋保護(hù)層的厚度是一個至關(guān)重要的參數(shù)，決定了混凝土和鋼筋之間的完整性和穩(wěn)定性。保證鋼筋保護(hù)層的厚度合格是確保混凝土結(jié)構(gòu)具有良好耐久性和安全性的基礎(chǔ)。因此，針對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的準(zhǔn)確檢測和有效控制具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的檢測方法

2.1 非破壞檢測方法

2.1.1 電磁感應(yīng)法

電磁感應(yīng)法通過感應(yīng)電磁場與金屬體（如鋼筋）產(chǎn)生的渦流來檢測鋼筋的位置和覆蓋深度。渦流的感應(yīng)電磁場能夠與鋼筋產(chǎn)生相互作用，進(jìn)而檢測到鋼筋保護(hù)層的厚度。具體原理為：在被檢測的混凝土表面設(shè)置電磁感應(yīng)傳感器，該傳感器能夠發(fā)射電磁場，并感應(yīng)渦流產(chǎn)生的電磁信號。當(dāng)傳感器發(fā)射電磁場后，會在遇到鋼筋時產(chǎn)生渦流，渦流會影響電磁場的傳播，而傳感器會采集渦流產(chǎn)生的電磁信號，包括振幅、頻率等信息。通過對采集到的電磁信號進(jìn)行分析和處理，可以確定鋼筋保護(hù)層的位置和厚度。渦流的影響與鋼筋保護(hù)層的厚度有直接關(guān)系，分析信號特征能夠反推保護(hù)層的厚度信息[1]。

以某橋梁工程為例，使用電磁感應(yīng)法進(jìn)行鋼筋保護(hù)層厚度檢測。電磁感應(yīng)傳感器設(shè)置頻率為10 MHz，傳感器將發(fā)射電磁場，以便接收相應(yīng)的信號信息。通過對信號的分析發(fā)現(xiàn)，電磁信號在鋼筋區(qū)域有明顯的變化，根據(jù)頻率和振幅的變化，結(jié)合建立的電磁感應(yīng)模型，推算出鋼筋保護(hù)層的厚度，最終確定鋼筋保護(hù)層的平均厚度為30 mm，最小厚度為25 mm。

2.1.2 超聲波檢測法

超聲波檢測法是一種廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域的非破壞性檢測方法，特別適用于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的測量。其利用超聲波在材料中傳播的原理，通過測量超聲波的傳播時間和回波強(qiáng)度來確定混凝土覆蓋層的厚度。

在檢測前，應(yīng)選擇相應(yīng)的儀器。超聲波檢測儀器應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的型號，確保傳感器的頻率和性能符合檢測對象的特點(diǎn)。儀器的準(zhǔn)備階段包括超聲波傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的連接和設(shè)定，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。在進(jìn)行檢測前，必須準(zhǔn)備好待測樣本，并確保其表面平整、清潔，清除可能影響聲波傳播的雜質(zhì)，以確保準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。然后進(jìn)行傳感器的設(shè)置。該步驟要求將超聲波傳感器安裝在待測區(qū)域的表面，并保持良好的接觸，以確保聲波信號的準(zhǔn)確傳播和接收。隨后，進(jìn)行信號的發(fā)送與接收。在這個步驟中，通過超聲波傳感器發(fā)送聲波信號，并記錄信號的傳播時間和回波強(qiáng)度，這些數(shù)據(jù)將為后續(xù)的分析提供基礎(chǔ)。通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，計(jì)算聲波傳播時間，并利用聲波速度和時間來確定鋼筋保護(hù)層的厚度，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

例如，檢測人員需要對一座現(xiàn)澆混凝土的橋梁梁柱連接處進(jìn)行測量，確定其鋼筋保護(hù)層的厚度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。檢測人員選擇了頻率為10 MHz 的傳感器，并準(zhǔn)備了待測樣本，即橋梁梁柱連接處的一段混凝土表面。清理干凈后，將超聲波傳感器安裝在待測區(qū)域的混凝土表面，并在發(fā)送超聲波信號后記錄了傳播時間和回波強(qiáng)度，測得聲波傳播時間為4 μs，回波強(qiáng)度為85 dB，通過聲波速度和時間的計(jì)算得知，鋼筋保護(hù)層的厚度為30 mm。

2.1.3 雷達(dá)檢測法

雷達(dá)檢測法是一種應(yīng)用廣泛的非破壞性檢測方法，其原理是利用雷達(dá)波穿透混凝土，通過分析反射信號測定鋼筋與結(jié)構(gòu)表面之間的距離，從而推導(dǎo)出鋼筋保護(hù)層的厚度。

在檢測工作開始前，需做好儀器準(zhǔn)備工作。（1）選擇合適的雷達(dá)檢測儀器，包括雷達(dá)傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，確保儀器的性能和頻率適用于所需的檢測深度和精度。（2）清理待測混凝土表面，消除可能干擾雷達(dá)波的雜質(zhì)，保持表面光滑，以獲得清晰的反射信號。（3）傳感器設(shè)置。將雷達(dá)傳感器安裝在混凝土表面，并保持良好的接觸。傳感器的位置和角度對檢測結(jié)果影響顯著，需要仔細(xì)調(diào)整。利用雷達(dá)傳感器發(fā)送雷達(dá)波，波經(jīng)過混凝土后會反射回來。記錄反射信號的時間、強(qiáng)度和相位等信息，分析鋼筋和結(jié)構(gòu)表面的距離。（4）利用收集到的信號數(shù)據(jù)，通過分析反射信號的特征和時差來計(jì)算鋼筋保護(hù)層的厚度。

2.2 破壞性檢測方法

2.2.1 鉆芯檢測法

鉆芯檢測法是一種常用的破壞性檢測方法，適用于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的測量。該方法通過獲取混凝土樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，以確定鋼筋保護(hù)層的厚度。（1）選擇合適的檢測位置。根據(jù)工程需要和設(shè)計(jì)要求，在混凝土結(jié)構(gòu)中選擇需要檢測的位置，并確定鉆芯取樣點(diǎn)。（2）進(jìn)行儀器準(zhǔn)備和鉆芯取樣。準(zhǔn)備好鉆芯設(shè)備，根據(jù)選定的位置進(jìn)行鉆芯取樣。通常情況下，鉆芯樣品的直徑和長度會根據(jù)具體要求和設(shè)計(jì)確定。（3）取樣分析。將取得的芯樣進(jìn)行清洗和處理，然后進(jìn)行精確的測量和分析，包括芯樣的直徑、長度以及鋼筋到芯樣表面的距離等參數(shù)。（4）計(jì)算保護(hù)層厚度。根據(jù)測得的鉆芯樣品的直徑、長度和鋼筋到芯樣表面的距離等參數(shù)，利用相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算鋼筋保護(hù)層的厚度。（5）分析結(jié)果和編制報(bào)告。將計(jì)算得到的保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)整理成報(bào)告，以便工程師和相關(guān)人員進(jìn)行分析和決策。

2.2.2 鋼筋外露檢測法

鋼筋外露檢測法是通過對混凝土表面進(jìn)行一定的破壞，以揭示和測量鋼筋的位置和保護(hù)層厚度。（1）需要準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器和材料，包括電錘、鋼針、鉆頭、測量尺、檢測探頭等，這些設(shè)備和工具將在后續(xù)的檢測過程中發(fā)揮重要作用。（2）在混凝土結(jié)構(gòu)表面標(biāo)記出需要測量的點(diǎn)位，通常選擇多個點(diǎn)位以獲得更全面的數(shù)據(jù)，這些點(diǎn)位應(yīng)該在混凝土結(jié)構(gòu)中均勻分布，涵蓋不同區(qū)域和部位。（3）使用鉆頭對標(biāo)記的測量點(diǎn)進(jìn)行鉆孔，鉆孔的直徑和深度應(yīng)符合實(shí)際測量需要，并確保可以揭示鋼筋的位置。鉆孔過程會破壞混凝土表面，以確保鋼筋外露。（4）將測量尺或檢測探頭插入鉆孔中，測量鋼筋的深度和位置，這些數(shù)據(jù)將用于計(jì)算鋼筋保護(hù)層的厚度。（5）將測得的數(shù)據(jù)整理和分析，計(jì)算鋼筋保護(hù)層的厚度。這通常涉及將鋼筋的深度與鉆孔的深度進(jìn)行比較，并考慮混凝土覆蓋層的厚度[2]。

3 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度控制措施

3.1 施工質(zhì)量管理

施工質(zhì)量管理是確保現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求、保障結(jié)構(gòu)安全和耐久性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。有效的施工質(zhì)量管理需要結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，合理規(guī)劃、組織、監(jiān)控、改進(jìn)施工過程，以達(dá)到可控、可預(yù)測、高質(zhì)量的工程目標(biāo)。

建立健全的施工質(zhì)量管理體系，建立相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)和崗位，明確各級管理人員的職責(zé)和權(quán)限。在施工過程中，質(zhì)量管理人員應(yīng)對工程實(shí)施全程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督和控制，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中可能存在的問題和隱患。為了確保施工過程中的每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的監(jiān)管和控制，還應(yīng)建立明確的工程質(zhì)量檢查制度，該制度應(yīng)包括定期和不定期的質(zhì)量檢查，覆蓋工程的各個階段和重點(diǎn)環(huán)節(jié)。通過科學(xué)合理的檢查方法和標(biāo)準(zhǔn)，及時發(fā)現(xiàn)問題并提出整改意見，以確保施工質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

3.2 材料質(zhì)量控制

1）對于混凝土材料，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和規(guī)范選擇合適的水泥、骨料、摻合料和外加劑。水泥的種類、品牌、強(qiáng)度等需要符合設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)具備相應(yīng)的證明文件；骨料的選用應(yīng)考慮其強(qiáng)度、形狀、大小和清潔度等因素，以保證混凝土的強(qiáng)度和均勻性；摻合料和外加劑的添加應(yīng)按照設(shè)計(jì)配比，確保混凝土的性能穩(wěn)定和耐久性。

2）對于鋼筋材料，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的鋼材，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備相關(guān)的產(chǎn)品質(zhì)量證明。在采購過程中，應(yīng)核查鋼筋的品牌、規(guī)格、強(qiáng)度等信息，以確保其符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋的儲存和搬運(yùn)應(yīng)避免損傷和變形，避免影響保護(hù)層的施工質(zhì)量。

3）儲存材料時要遵循一定的規(guī)定，確保材料質(zhì)量不受到惡劣環(huán)境的影響。水泥、骨料等應(yīng)儲存在干燥、通風(fēng)、遮陽的庫房內(nèi)，避免雨淋和陽光直射。水泥應(yīng)遠(yuǎn)離潮濕環(huán)境，防止吸濕影響其質(zhì)量；骨料應(yīng)避免接觸有害物質(zhì)，保持其原始質(zhì)量和性能；鋼筋作為重要的建筑材料，儲存時更應(yīng)格外注意，應(yīng)放置于干燥、通風(fēng)的倉庫內(nèi)，防止鋼筋受潮、生銹或與腐蝕性物質(zhì)接觸，這會直接影響其強(qiáng)度和使用壽命，同時，應(yīng)定期檢查儲存條件，確保其符合要求，以保障鋼筋的質(zhì)量。

3.3 工程監(jiān)督與驗(yàn)收

1）工程監(jiān)督是保證混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段之一。工程監(jiān)督人員應(yīng)具備豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，能全面了解混凝土施工的每個環(huán)節(jié)。監(jiān)督人員需要密切關(guān)注保護(hù)層施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括混凝土的澆筑、均勻性、養(yǎng)護(hù)等。監(jiān)督人員需要確保施工按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保保護(hù)層厚度不會因?yàn)闈仓痪鶆蚧蛘唣B(yǎng)護(hù)不當(dāng)而產(chǎn)生問題。監(jiān)督人員還需要檢查施工現(xiàn)場的環(huán)境條件，確保混凝土施工不受不良?xì)庀蟆⑽廴疚锏韧獠恳蛩氐挠绊憽Ｖ挥型ㄟ^嚴(yán)格的工程監(jiān)督，才能及時發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的問題，確保保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。

2）驗(yàn)收是混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的最終驗(yàn)證環(huán)節(jié)。驗(yàn)收人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和國家標(biāo)準(zhǔn)，對保護(hù)層厚度進(jìn)行詳細(xì)的檢測和評估。驗(yàn)收工作包括以下方面：（1）驗(yàn)收人員可以利用非破壞檢測方法（如超聲波或雷達(dá)檢測）來測量保護(hù)層厚度，這些方法能夠快速、準(zhǔn)確地確定保護(hù)層的厚度，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。（2）驗(yàn)收人員還可以采用取芯檢測的方法，通過取樣混凝土樣本，并測量其中的保護(hù)層厚度，這種方法對于深層次的保護(hù)層檢測非常有效，可以提供更加直接的數(shù)據(jù)。（3）驗(yàn)收人員還需要審查施工文件，包括施工記錄、檢測報(bào)告等，以確認(rèn)施工過程的合規(guī)性和質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度的檢測與控制是一項(xiàng)復(fù)雜而又重要的工作，需要多方面的合作和共同努力。只有通過科學(xué)的方法、嚴(yán)格的控制措施以及全體施工人員的共同努力，才能更好地保障混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，促進(jìn)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。