摘要：钢筋混凝土保护层厚度是指混凝土构件中外层钢筋边缘至混凝土表面的距离，其主要作用为：一、保护混凝土构件钢筋不致锈蚀，保证结构耐久性；二、保证混凝土构件钢筋与混凝土之间的粘结力，增强混凝土构件整体受力能力。本文通过采用比对试验对电磁感应法检测钢筋混凝土保护层厚度结果进行验证，同时对检测过程中测区选定及结果评定提出建议，对电磁法检测混凝土钢筋保护层厚度具有一定的指导意义。
关键词：电磁感应；钢筋保护层；检测方法；探究
1 电磁感应法检测原理
电磁感应法检测钢筋混凝土保护层厚度，通过由振荡器产生的频率和振幅稳定的交流信号输入传感器后激发传感器并在其周围产生交变磁场，当传感器靠近含铁磁的物体时，传感器的输出电压信号发生变化，通过对电压信号进行放大和模数转化后输出数值。
2 电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度的可行性及影响因素探究
为准确掌握电磁感应法对钢筋混凝土保护层厚度检测的准确性，开展相关比对试验进行验证。比对试验以某高速公路预制箱梁钢筋骨架为检测对象。
2.1 比对方法
比对试验通过采用不同厚度的混凝土垫块直接贴紧钢筋骨架的最外层钢筋，通过采用钢筋保护层厚度检测仪（经检定合格）对其进行检测。然后比对游标卡尺量测值与仪器实测值，验证此检测方法的准确性与可靠性。同时，就检测部位为钢筋接头位置（钢筋密集区）对仪器检测结果的影响进行了探讨。
2.2 比对试验结果及分析
第一步：采用游标卡尺对切割成型的不同厚度的混凝土垫块厚度进行测量，结果如表1所示。
表1 混凝土垫块厚度测量值
第二步：在钢筋骨架腹板位置选择一根Φ12的水平筋，采用不同厚度的垫块紧贴钢筋，用电磁法对其进行钢筋混凝土保护层厚度检测，每一厚度垫块独立开展5次检测，结果如表2所示。
表2 腹板水平筋保护层厚度比对试验结果
由上表可知，在不同厚度垫块下，钢筋保护层厚度游标卡尺测量值与电磁感应法钢筋保护层测定仪实测值偏差在1mm以内。因此，采用电磁感应钢筋保护层测定仪对钢筋保护层进行检测是可行的。
2.3 钢筋密集区探究
本次比对试验还就钢筋接头（钢筋较为密集）位置对检测结果的影响进行了比对探讨，在同一接头位置采用不同厚度垫块紧贴最外层钢筋，用同一仪器对其进行钢筋保护层厚度检测（见图1、2），检测结果如表3所示。
由表2和表3可知，钢筋接头部位，由于钢筋较为密集对电磁感应法钢筋保护层测定仪实测值与游标卡尺量测值的偏差，较腹板水平筋钢筋保护层厚度偏差值要大。
表3腹板底部钢筋接头现场实测结果
图1 钢筋接头位置概图
图2 2#块钢筋接头位置实测
其次通过在同一接头位置钢筋较为密集点采用垫块紧贴最外层钢筋，用同一仪器对其进行钢筋保护层厚度检测时发现，当钢筋间距小于钢筋保护层厚度时，钢筋保护层测定仪介于两根钢筋之间会出现同钢筋保护层测定仪在钢筋正上方时同样的假信号。而后进行了探究试验如图4所示：
选用2根Φ=12mm钢筋，以不同间距平置与地面上，选用厚度为25mm混凝土垫块置于钢筋上进行保护层厚度模拟检测，出现如上图所示结果：当钢筋间距小于25mm时，钢筋保护层测定仪感应线圈通过钢筋正上方时，仪器未显示检测结果，当仪器通过两根钢筋中点时保护层测定显示正下方为钢筋位置，保护层厚度为28mm。
通过探究试验验证表明，在对混凝土结构工程钢筋保护层厚度进行检测时，应尽量避免钢筋接头部位且钢筋最小间距与钢筋保护层厚度之比应≥1。
3 电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度的评判标准
目前采用电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度的评判标准及方法比较多样，公路工程混凝土钢筋保护层厚度的评价方法包括以下几种：一是基于《公路工程质量检验评定标准》(土建工程) (JTG F80／1—2004)的工序检查方法；二是依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》的规定，计算被测构件的钢筋保护层特征值，简称“特征值法”；三是依据《混凝土工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）要求，梁类构件和板类构件分别计算合格率的方法；
然而各种评定方法具有其适用性，依据《公路工程质量检验评定标准JGJ F80/1-2004》和《公路桥涵施工技术规范》的要求进行控制，主要是在混凝土钢筋绑扎完成后、浇筑混凝土前，采用满足规范要求的钢尺对钢筋保护层厚度进行检测，具体控制指标如表5所示。
表5 钢筋安装实测项目
由于此方法侧重于工序过程的检测，对施工工艺和水平要求苛刻，相对于工后保护层检测数据误差较大，而不适于电磁感应法检测结果的评价。
依据交质监发[2008]52号 《关于印发公路水运工程质量安全督查办法的通知》：钢筋保护层厚度即采用电磁方法检测，按统计方法评定，特征值与设计值的比值应为0.9-1.3，不超出为合格。此方法通过保护层评定标准来判断对结构整体钢筋耐久性的影响，不计算单个构件的合格率，但由于通过计算检测值和标准差来确定特征值，不能真实反映钢筋保护层现场控制水平，同时也不适用于施工过程控制。
依据《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204-2002要求，梁类构件和板类构件分别检验，不混合计算合格点率。梁类构件允许偏差为+10、-7㎜；板类构件为+8、-5㎜。结构实体钢筋保护层厚度验收时，当全部钢筋保护层厚度检验的合格率为90%及以上时，钢筋保护层厚度的检验结果判为合格；该方法对全部构件保护层厚度均匀性要求较高，单个构件保护层较差会直接影响保护层合格率。不利于直接反映现场施工过程控制及调整。
介于上述评价方法，结合交质监发[2008]52号《关于印发公路水运工程质量安全督查办法的通知》施工过程中应当采用电磁感应法检测钢筋保护层厚度时应该以构件最外层钢筋的保护层厚度为检测对象。检测结果以单个钢筋保护层厚度检测值与设计值的比值在[0.9~1.3]范围内的评定为合格点，否则评定为不合格。在此基础上，按统计方法计算单个构件合格率。此方法操作方便，计算简单，通俗易懂，同时有利于及时了解施工构件保护层厚度的施工水平，有利于调整施工工艺，提高施工质量。
4 电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度的要求及操作方法
1、仪器性能和操作要求应符合现行行业标准《混凝土中钢筋检测技术规程JGJ/T 152-2008》、《混凝土结构现场检测技术标准GB/T 50784-2013》的有关规定。
2、检测前，应对钢筋探测仪进行预热和调零，调零时探头应远离金属物体。
3、进行检测前，宜结合设计资料了解钢筋布置状况。首先应设定钢筋探测仪量程范围及钢筋公称直径，沿被测钢筋轴线选择相邻钢筋影响较小的位置。检测时，应避开钢筋接头和绑丝，钢筋间距应满足钢筋探测仪的检测要求。探头在检测面上移动，直到钢筋探测仪保护层厚度示值最小，此时探头中心线与钢筋轴线应重合，在信号最强处的相应位置做好标记。按上述步骤将相邻的其他钢筋位置逐一标出。
4、钢筋位置确定后，应按下列方法进行混凝土保护层厚度的检测：①读取第一次检测的混凝土保护层厚度检测值后，在被测钢筋的同一位置应重复检测1次，读取第2次检测的混凝土保护层厚度检测值；②当同一处读取得2个混凝土保护层厚度检测值相差大于1mm，该组检测数据无效，在该处应重新进行检测。仍不满足要求时，应更换钢筋探测仪或采用钻孔、剔凿的方法验证。（注：大多数钢筋探测仪要求钢筋公称直径已知方能准确检测混凝土保护层厚度，此时钢筋探测仪必须按照钢筋公称直径对应进行设置。）
5、当实际混凝土保护层厚度小于钢筋探测仪最小示值时，应采用在探头下附加垫块的方法进行检测。垫块对钢筋探测仪检测结果不应产生干扰，表面应光滑平整，其方向厚度值偏差不应大于0.1mm。所加垫块厚度在计算时扣除。
5 电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度构件测区（测点）的选取
1、空心板钢筋混凝土保护层厚度检测，每一构件在板底位置随机选取长约2m的区域，随机检测20个测点；
2、预制T梁、小箱梁钢筋混凝土保护层厚度检测，在每一侧面随机布置1×2m测区，每测区随机检测10个测点，总共20个测点；
3、系梁、盖梁的钢筋混凝土保护层厚度检测，分别在A面、B面的分别随机布置1×2m测区，每测区随机检测10个测点，总共20个测点；
4、圆形墩柱的钢筋混凝土保护层厚度检测，先定位竖向主筋位置,再在相邻主筋间由上向下连续测试10个箍筋保护层测点，再旋转90°后再按同样方法测试10个点，共20个测点；
5、方形墩柱的钢筋混凝土保护层厚度检测，先在墩柱A或B、左或右两个面的居中部位定位纵向主筋,在相邻主筋间每面由上向下连续测试10个测点，共20个测点。存在变截面的墩柱,则可选取非变截面的面,在居中部位定位纵向主筋,在相邻主筋间连续测试10个测点。若墩柱某面挂有钢筋网片，则该面应增加由左至右的5个连续测点，且与由上向下的连续5或10个测点呈“十”字形布置。检测对象为最外层钢筋。
6、隧道二衬保护层厚度检测，每板随机实测2处的区域，每区域连续测试10个测点；
7、路基工程混凝土结构保护层厚度检测，每构件至少检测1处，每处随机检测10个测点；
8、现浇连续刚构桥每节段、现浇箱梁每跨随机选取2处的区域，每区域随机连续检测10个测点；
9、现浇涵每座随机检测20个测点，若为盖板涵，则每座涵台随机布置2处的区域，每区域随机检测10个测点，盖板按检验批进行批量检测，受检构件每个随机检测20个测点；
10、边坡工程中的墙、板类构件，排水工程中的小型构件，均按检验批进行批量检测，受检构件每个随机连续检测20个测点。
基于现代检测检测技术的不断更新，检测手段的多元化，结合实际操作经验通过对电磁感应法检测混凝土钢筋保护层厚度的方法探究，以提高检测人员现场对钢筋保护层厚度检测的准确性为工程建设提出指导性意见，同时也希望通过此次探究对同行业从事钢筋保护层检测的广大检测人员具有一定的帮助，解决相关钢筋混凝土保护层检测的疑虑问题，对钢筋混凝土保护层厚度检测具有进一步意义，而对于交通行业今后关于混凝土钢筋保护层厚度检测，评价等方面还需交通行业能够尽早出具相关适宜各个阶段检测评价的标准，以易于混凝土钢筋保护层厚度的检测及控制。
参考文献
[1] JGJ/T 152-2008,混凝土中钢筋检测技术规程.中国建筑工业出版社，2008.
[2] GB/T 50784-2013,混凝土结构现场检测技术标准.中国建筑工业出版社，2013.
[3] JTG F80／1—2004,公路工程质量检验评定标准 (土建工程).人民交通出版社，2004.
[4] JGJ/T J21-2011,公路桥梁承载能力检测评定规程.人民交通出版社,2011.
[5] GB50204-2002,混凝土工程施工质量验收规范.中国建筑工业出版社,2011.
[6] JGJ/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范. 人民交通出版社,2011.
[7] 交质监发[2008]52号,关于印发公路水运工程质量安全督查办法的通知.交通运输部文件,2008.
[8] 一体式钢筋扫描仪使用说明，北京海创高科.
论文作者:杨毅,董恩梦,杨福洪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
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