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結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的意義和方法

時(shí)間日期：2008-7-4 已被閱讀次：[14050]

佛山市禪城區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站　鐘俊
佛山市禪城區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站　鄧力

　　[摘　要]　本文主要結(jié)合建筑工程現(xiàn)場(chǎng)和檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際情況，運(yùn)用一定的理論推導(dǎo)、
表格數(shù)據(jù)、工程實(shí)例，總結(jié)檢測(cè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，大體闡述結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)
層厚度檢測(cè)的意義和方法。

　　隨著建筑業(yè)市場(chǎng)化的推進(jìn)，政府對(duì)于工程質(zhì)量的監(jiān)控逐漸淡化了工程現(xiàn)場(chǎng)的施工技術(shù)、
管理、操作等內(nèi)容，給予施工企業(yè)更大的自主權(quán)，而以“強(qiáng)化驗(yàn)收”來(lái)保證工程質(zhì)量，修
訂后的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204－2002即體現(xiàn)了這種趨勢(shì)。作為施工
企業(yè)自檢，監(jiān)督單位抽檢，結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度和混凝土抗壓強(qiáng)度、樓板厚度都是重要
項(xiàng)目。
　　一、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的意義
　　我國(guó)傳統(tǒng)鋼筋分項(xiàng)工程的驗(yàn)收均以隱蔽工程驗(yàn)收作為最后一道檢驗(yàn)。然而，在混凝土的
澆筑、振搗過(guò)程中，鋼筋有可能受到施工干擾而移位。最常見(jiàn)的就是上部負(fù)彎矩鋼筋由于施
工人員的踩踏而下沉，下部正彎矩鋼筋由于墊塊不夠或分布問(wèn)題、施工干擾造成移位的現(xiàn)象
也時(shí)常出現(xiàn)。
　　鋼筋保護(hù)層厚度偏小時(shí)，較薄的混凝土對(duì)鋼筋的握裹力減弱，會(huì)引起錨固受力和應(yīng)力傳
遞的不足，影響結(jié)構(gòu)抗力。而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，保護(hù)層厚度過(guò)小會(huì)因?yàn)榛炷撂蓟�、鋼筋銹蝕加
快、脫鈍，影響結(jié)構(gòu)耐久性及使用年限。
　　鋼筋保護(hù)層厚度偏大時(shí)，在一般矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算中，以下部正
彎矩鋼筋為例，Mu=α1fcbh2 0ξ（1－0.5ξ），
其中ξ=ρfy/α1fc ，ρ=As/b h0 ， h0=h－a ， a=c＋r
　　ξ為相對(duì)受壓區(qū)高度，α1為等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)，fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)
值，fy為縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，b為截面寬度，h為截面高度，c為鋼筋保護(hù)層厚度，r
為鋼筋直徑，h0為有效高度，ρ為縱向受拉鋼筋的配筋率，As為縱向受拉鋼筋總截面面積。
　　上部負(fù)彎矩鋼筋的受彎計(jì)算示意圖則將圖1旋轉(zhuǎn)180°即可。
　　可見(jiàn)，在其他條件不變的情況下，鋼筋保護(hù)層厚度c偏大會(huì)造成有效高度h0不足，從而
降低受彎承載力Mu、裂縫控制性能及剛度。最常見(jiàn)的是負(fù)彎矩鋼筋移位引起的板邊裂縫。如
果這種現(xiàn)象發(fā)生在懸臂構(gòu)件上，承載力的降低還可能引發(fā)倒塌事故，造成人員傷亡。
　　可見(jiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)具有保證結(jié)構(gòu)安全的重要意義。然而，傳統(tǒng)的
隱蔽工程驗(yàn)收作為鋼筋檢查的最后關(guān)口并不嚴(yán)密，而在實(shí)體檢驗(yàn)中增加對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的
檢測(cè)就克服了這個(gè)缺陷。這對(duì)于強(qiáng)化驗(yàn)收，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，保證結(jié)構(gòu)安全起到了積極的
作用。
　　二、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的方法
　　鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)方法分破損檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)兩大類。破損檢測(cè)一般是剔鑿混凝土
，然后直接量測(cè)。這種方法直觀準(zhǔn)確，但是工作強(qiáng)度和工作量很大，效率也很低，檢測(cè)完還
要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的修復(fù)，無(wú)法滿足驗(yàn)收規(guī)范按比例較大面積抽查的要求。這里主要介紹無(wú)損檢測(cè)
法。
　　1 檢測(cè)原理
　　目前，國(guó)內(nèi)外所使用的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)儀器多為電磁感應(yīng)法，即儀器在構(gòu)件混凝土
表面向內(nèi)部發(fā)射電磁波，形成電磁場(chǎng)，混凝土內(nèi)部的鋼筋切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，由于
感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度及空間梯度變化與鋼筋位置、直徑、保護(hù)層厚度有關(guān)，因此，通過(guò)測(cè)量感
應(yīng)電磁場(chǎng)的梯度變化，并通過(guò)分析處理，就能確定鋼筋位置、保護(hù)層厚度和鋼筋直徑等參數(shù)
。
　　2 檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作
　　2.1 技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)
　　現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員除了掌握儀器的操作方法外，還應(yīng)該熟悉《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收
規(guī)范》GB50204－2002中附錄E的有關(guān)規(guī)定，具有建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉結(jié)構(gòu)中柱、梁、
板的配筋方式，能夠現(xiàn)場(chǎng)處理相關(guān)問(wèn)題。
　　2.2 儀器的檢定和自檢
　　儀器應(yīng)該妥善保管，在規(guī)定的周期內(nèi)定期送有資質(zhì)的單位檢定。而且應(yīng)該制作標(biāo)準(zhǔn)試件
，每次檢測(cè)出發(fā)前和回來(lái)后都應(yīng)進(jìn)行自檢，了解把握儀器的狀況，做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及
早處理。
　　2.3 制作相關(guān)技術(shù)文件和表格
　　編制相關(guān)的程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、檢測(cè)委托單、原始記錄、檢測(cè)報(bào)告、儀器運(yùn)行維護(hù)
保養(yǎng)記錄等技術(shù)文件和表格。原始記錄應(yīng)該包括工程名稱、報(bào)監(jiān)編號(hào)、樓層、構(gòu)件名稱、軸
線編號(hào)、設(shè)計(jì)值、實(shí)測(cè)值等一系列信息，并且要做到能再現(xiàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，便于查找處理問(wèn)題。
原始記錄可參考表1。 2.4 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作
　　確定檢測(cè)構(gòu)件和部位，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，平整場(chǎng)地，查閱有關(guān)圖紙，找出相關(guān)參數(shù)。
　　3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
　　目前鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)儀器種類品牌很多，但檢測(cè)原理基本相同，功能相近，本文以
大地華龍鋼筋探測(cè)儀和HILTI的FS－10型鋼筋探測(cè)儀為例介紹檢測(cè)方法。
　　3.1 參數(shù)設(shè)定
　　一般的檢測(cè)儀器均要設(shè)定一定的參數(shù)，以獲得更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。其中最主要的參數(shù)是
鋼筋直徑。一般可查閱結(jié)構(gòu)配筋圖得到檢測(cè)部位的鋼筋直徑。如果沒(méi)有可直接查閱的相關(guān)資
料，可先利用儀器確定一根鋼筋的大概位置，然后用探頭在鋼筋上方沿垂直于鋼筋的方向往
返各測(cè)2次，以測(cè)得的最小值作為鋼筋直徑輸入?yún)?shù)。
　　3.2 現(xiàn)場(chǎng)直讀式檢測(cè)
　　該方法適用于檢測(cè)構(gòu)件較少，且要求現(xiàn)場(chǎng)獲得檢測(cè)結(jié)果的情況。在輸入?yún)?shù)后，將探頭
沿所檢測(cè)鋼筋的垂直方向移動(dòng)，在接近鋼筋時(shí)，儀器的鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)會(huì)隨探頭的運(yùn)動(dòng)
而變動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，最小的數(shù)值即為這根鋼筋在該部位的保護(hù)層厚度。有的儀器則
在探頭完成運(yùn)動(dòng)后自動(dòng)選定該數(shù)值。注意，一般檢測(cè)儀器只檢測(cè)與探頭運(yùn)動(dòng)方向垂直的鋼筋
，如果在探頭的下方有與探頭運(yùn)動(dòng)方向平行的鋼筋（如箍筋），則會(huì)影響檢測(cè)的精確度，所
以應(yīng)該先大概確定這些鋼筋的位置，消除不利影響。
　　3.3 影象記錄式掃描檢測(cè)
　　該方法適用于不要求現(xiàn)場(chǎng)獲得檢測(cè)結(jié)果的情況�？筛鶕�(jù)儀器的檢測(cè)范圍，在現(xiàn)場(chǎng)確定并
標(biāo)拄檢測(cè)部位。
　　對(duì)于梁類構(gòu)件，可按照儀器的檢測(cè)范圍制作一塊標(biāo)有坐標(biāo)的平板，鋪在檢測(cè)部位之上，
這樣便于清楚表述檢測(cè)部位和再現(xiàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)。檢測(cè)時(shí)按照儀器的提示，用探頭在檢測(cè)范圍內(nèi)
沿相互垂直的兩個(gè)方向依次掃描，儀器便會(huì)自動(dòng)記錄掃描情況，生成掃描圖象。
　　對(duì)于板類構(gòu)件，則在輸入?yún)?shù)后，用探頭沿所要檢測(cè)的鋼筋垂直方向直線運(yùn)動(dòng)即可，儀
器會(huì)根據(jù)該掃描路線生成掃描圖象。
　　然后，將掃描圖象輸入電腦，運(yùn)用相關(guān)的程序即可得到掃描區(qū)域內(nèi)所有鋼筋的保護(hù)層厚
度、直徑、位置、鋼筋數(shù)量等參數(shù)。
　　3.4 影響檢測(cè)精度的因素
　　構(gòu)件本身有磁性、所檢測(cè)部位有被檢測(cè)鋼筋以外的小磁性物質(zhì)、選擇參數(shù)與實(shí)際不符、
檢測(cè)方法不正確都會(huì)影響檢測(cè)的精度，這就需要在檢測(cè)過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)，提高檢測(cè)人員的綜
合素質(zhì)。
　　3.5 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)例
　　2005年某日，本站接到人員投訴佛山某工程，稱該工程某塊樓板在施工過(guò)程中存在嚴(yán)重
缺陷，要求本站進(jìn)行處理。本站人員結(jié)合投訴者的描述和現(xiàn)場(chǎng)該樓板的裂縫走向，初步推斷
該板邊沒(méi)有配上部負(fù)彎矩鋼筋。為了證實(shí)此推斷，決定檢測(cè)該樓板板邊的鋼筋保護(hù)層厚度。
在現(xiàn)場(chǎng)，我們首先查閱結(jié)構(gòu)配筋圖，輸入板邊鋼筋直徑（圖紙顯示該板各邊的上部、下部鋼
筋直徑均為Φ8），用影象記錄式掃描的方法檢測(cè)該板各邊，生成掃描圖象。根據(jù)圖象，我
們可以粗略看出該板各邊的鋼筋保護(hù)層厚度在80mm左右。然后，我們用現(xiàn)場(chǎng)直讀式隨機(jī)檢測(cè)
其中三條鋼筋，其保護(hù)層厚度為78mm、81mm、80mm。并現(xiàn)場(chǎng)剔鑿，用鋼尺量測(cè)這三點(diǎn)的鋼筋
保護(hù)層厚度，結(jié)果與儀器檢測(cè)結(jié)果吻合。把掃描圖象帶回本站，輸入電腦程序，分析得到該
樓板各邊的鋼筋保護(hù)層厚度，均在80mm左右，結(jié)合該樓板的厚度（100mm），可以斷定該樓
板沒(méi)有配置上部負(fù)彎矩鋼筋。
　　4. 結(jié)束語(yǔ)
　　以上是筆者對(duì)于鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的一些心得和體會(huì)，由于水平所限，難免存在不足
之處，希望各位同行多多提出批評(píng)建議，共同探討，積極推進(jìn)檢測(cè)事業(yè)的發(fā)展。

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