■萬(wàn)鑫宇，陸劍云

■1.興化市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 興化 225700;2.泰州市輝通交通工程檢測(cè)有限公司，江蘇 泰州 225300

目前，國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量越來(lái)越重視，特別是涉及結(jié)構(gòu)安全性的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)。鋼筋保護(hù)層厚度是指鋼筋至混凝土表面的距離。過(guò)小的保護(hù)層易引起鋼筋銹蝕，從而間接降低結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久使用性能?！端\(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范對(duì)主要構(gòu)件實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)合格判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，目前常規(guī)檢測(cè)方法采用非破損或局部破損的方法，破損檢測(cè)由于對(duì)構(gòu)件外觀影響較大且工效極低，使用較少。當(dāng)采用非破損方法檢測(cè)時(shí)，所用的儀器應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，檢測(cè)時(shí)用局部破損方法進(jìn)行校準(zhǔn)。從上可知，鋼筋保護(hù)層的常規(guī)判定偏差±5mm，這就要求檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)精度要達(dá)到±1mm。

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，常規(guī)電磁感應(yīng)方法鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試儀存在保護(hù)層厚度超過(guò)6cm后測(cè)試結(jié)果偏差較大;鋼筋較密實(shí)，對(duì)鋼筋保護(hù)層測(cè)試影響較大的問(wèn)題;且由于鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果復(fù)現(xiàn)性較差，不利于破損檢測(cè)校準(zhǔn)。本公司澆筑一構(gòu)件，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外數(shù)家鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試儀的比對(duì)，全部存在上述問(wèn)題，

鋼筋雷達(dá)掃描檢測(cè)儀具有可再現(xiàn)性，利用其可再現(xiàn)性這一特征，對(duì)其進(jìn)行精確修正就具備了可行性，本公司購(gòu)置了日本JRC公司DJJ－105型手持鋼筋雷達(dá)檢測(cè)儀，并相應(yīng)開展了以下研究，取得了一定的進(jìn)展。

1 在C30混凝土試件的檢測(cè)分析

(1)為保證分析結(jié)果的可靠性，在做好的水泥混凝土試件上進(jìn)行波形測(cè)試分析，已知其實(shí)際厚度150mm。

(2)測(cè)試分為兩種狀況:A將試件放置于5cm厚的懸空鋼板上;B將試件擱置懸空，下部不與其他物體接觸;

(3)分別測(cè)試其波形和色譜圖見(jiàn)下圖;

(4)波形處理設(shè)置

①Sensitivity(感度)設(shè)置為+2shallow;便于判斷明顯峰值

②Disp color(色彩模式)Gradation system(顏色分級(jí))設(shè)置為color offset3;適量減少干擾色。

③Indication range(深度范圍)設(shè)置為Deep;使峰值突出

④BMode editing(處理模式)設(shè)置為Fixed surface wave processing(固定的表面處理)。

⑤處理后波形圖見(jiàn)下圖

圖1 試件放置于5cm厚的懸空鋼板上測(cè)得的原始波形

圖2 試件擱置懸空，下部不與其他物體接觸測(cè)得的原始波形

圖3 A法處理波形圖

圖4 B法處理波形圖

(5)檢測(cè)分析

①?gòu)纳蠄D看出，圖1因下部為鋼板，鋼板的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于水泥混凝土，因此反射與首波同向;圖2因下部空氣，空氣的介電常數(shù)遠(yuǎn)小于水泥混凝土，因此反射與首波反向。

②兩種方式下測(cè)得的介電常數(shù)均為8.7;可以作為厚度檢測(cè)分析的依據(jù)。采用該儀器檢測(cè)厚度具備可行性。

2 在混凝土介質(zhì)中的檢測(cè)分析

(1)本次研究分為四種情況:①測(cè)定條件較好狀態(tài):鋼筋間距基本相等，鋼筋間距20cm左右，保護(hù)層厚度分別為5cm、6cm兩種情況，測(cè)定并修正其標(biāo)準(zhǔn)值。②鋼筋間距復(fù)雜狀態(tài)，鋼筋保護(hù)層不太均勻一致。主要驗(yàn)證鋼保間距過(guò)密對(duì)測(cè)試的影響;③保護(hù)層厚度極度復(fù)雜狀態(tài)，主要驗(yàn)證過(guò)大保護(hù)層對(duì)測(cè)試效果的影響。

(2)各種檢測(cè)狀況下的分析及效果圖見(jiàn)實(shí)例附圖

(3)驗(yàn)證結(jié)論。手持鋼筋雷達(dá)檢測(cè)儀掃描鋼筋保護(hù)層厚度，不受深度及鋼筋間距的影響，修正后精度很高，可重復(fù)進(jìn)行檢查判定，瀝青混凝土與水泥混凝土界面清晰。

(4)實(shí)例1:某高架橋，橋面鋪裝為4cmAC－13+6cmAC－20共10cm瀝青混凝土，橋面水泥混凝土保護(hù)層厚度5cm，雷達(dá)掃描得到以下圖譜，因距離較長(zhǎng)，為便于識(shí)別，此為截取的一段情況，總圖與下圖相同。

從上圖可看出，瀝青混凝土層位清晰，混凝土中鋼筋清晰，經(jīng)波形處理后識(shí)別標(biāo)示出各層厚度，偶數(shù)標(biāo)示點(diǎn)為瀝青混凝土厚度，計(jì)算介電常數(shù)6.8，此常數(shù)下可得瀝青混凝土厚度。奇數(shù)標(biāo)示點(diǎn)為鋼筋位置，計(jì)算介電常數(shù)為9.0，經(jīng)計(jì)算后可知對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的深度差，即為水泥混凝土面層介質(zhì)的鋼筋保護(hù)層厚度，瀝青混凝土厚度加鋼筋保護(hù)層厚度為混凝土鋼筋距路面的實(shí)際距離。同時(shí)得知混凝土中的鋼筋間距、分布及位置。

3 結(jié)構(gòu)層厚度檢測(cè)試驗(yàn)情況

3.1 檢測(cè)概況

本次檢測(cè)路段全長(zhǎng)2公里，道路寬15米，該工程瀝青混凝土為AC－20C，設(shè)計(jì)厚度8cm。瀝青為AH－70普通石油瀝青，集料為石灰?guī)r。下層為水泥穩(wěn)定碎石基層。

3.2 檢測(cè)方法

(1)檢測(cè)點(diǎn)位采用隨機(jī)取樣的方式計(jì)算檢測(cè)位置，點(diǎn)位覆蓋道路全幅。

(2)在檢測(cè)位置進(jìn)行雷達(dá)掃描測(cè)試，設(shè)置雷達(dá)檢測(cè)為Time (時(shí)間模式)。

(3)檢測(cè)完成后鉆取芯樣，實(shí)測(cè)厚度。本次檢測(cè)共12點(diǎn)?？紤]瀝青混凝土的離散型，檢測(cè)其理論壓實(shí)度，驗(yàn)證壓實(shí)度與雷達(dá)介電常數(shù)的存在關(guān)系的可能性。

(4)雷達(dá)測(cè)試道路橫斷面，驗(yàn)證連續(xù)監(jiān)測(cè)橫斷面的可行性

3.3 波形處理設(shè)置

(1)Sensitivity(感度)設(shè)置為+2shallow;便于判斷明顯峰值。

(2)Disp color(色彩模式)Gradation system(顏色分級(jí))設(shè)置為color offset3;適量減少干擾色。

(3)Indication range(深度范圍)設(shè)置為Deep;使峰值突出。

(4)BMode editing(處理模式)設(shè)置為Fixed surface wave processing(固定的表面處理)。

3.4 分析結(jié)果

(1)根據(jù)實(shí)測(cè)的芯樣厚度結(jié)合波形分析確定的點(diǎn)位，推算各點(diǎn)的介電常數(shù);得各點(diǎn)介電常數(shù)平均值為6.86，推算得到12個(gè)介電常數(shù)中值為6.8。設(shè)置介電常數(shù)為6.8。

(2)計(jì)算雷達(dá)波檢測(cè)的各測(cè)點(diǎn)實(shí)際厚度。

(3)計(jì)算芯樣厚度與雷達(dá)測(cè)試厚度的偏差。

3.5 結(jié)論

(1)芯樣的實(shí)際厚度平均值為7.75cm，介電常數(shù)6.8時(shí)的雷達(dá)檢測(cè)厚度平均值為7.72cm;結(jié)果相差極小。因此可以采用DJJ－105手持鋼筋雷達(dá)儀檢測(cè)結(jié)構(gòu)層厚度。

(2)兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)為0.94

(3)根據(jù)雷達(dá)厚度與壓實(shí)度比較，雷達(dá)厚度檢測(cè)的誤差與壓實(shí)度相關(guān)性不大，相關(guān)系數(shù)0.12。

(4)雷達(dá)檢測(cè)與芯樣實(shí)際厚度的偏差可能于檢測(cè)中波形采集的各種干擾有關(guān)，從3、6號(hào)波形圖可看出，波形震蕩明顯，檢測(cè)結(jié)果相差較大;而 1、2、4、7、8、11、12 號(hào)波形完整，結(jié)果相近。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)分析波形情況，適當(dāng)重復(fù)檢測(cè)。

(5)瀝青混凝土施工完成后，路面半幅單向橫坡2%，從瀝青面層厚度的變化可以看出，水穩(wěn)碎石基層表面橫坡差異較大，極不平整，半幅兩側(cè)明顯存在水穩(wěn)基層施工中存在壓實(shí)塌肩問(wèn)題，半幅中間存在表面不平整狀況。由于該項(xiàng)目隔年施工瀝青混凝土面層，車輛通行造成的水穩(wěn)基層表面破損，使水穩(wěn)基層表面橫坡出現(xiàn)明顯變化，與實(shí)際情況相符。

(6)雷達(dá)橫斷面掃描結(jié)果可作為評(píng)價(jià)計(jì)算瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層實(shí)際施工厚度的依據(jù);也可分析下承層(水穩(wěn)碎石基層)表面高程控制情況，作為評(píng)價(jià)下承層(水穩(wěn)碎石基層)橫坡質(zhì)量控制情況的依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)從上述試驗(yàn)可看出，手持鋼筋雷達(dá)檢測(cè)儀可準(zhǔn)確測(cè)定鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋間距，便于查找工程質(zhì)量缺陷，對(duì)構(gòu)件中的鋼筋位置、數(shù)量可作出明確判斷，且其具有可再現(xiàn)性的優(yōu)勢(shì)，其性能及準(zhǔn)確性遠(yuǎn)高于電磁法鋼筋定位儀。

(2)可采用手持鋼筋雷達(dá)檢測(cè)儀進(jìn)行前層結(jié)構(gòu)層厚度的準(zhǔn)確分析，作為瀝青面層施工質(zhì)量隨機(jī)檢查的一種極為方便的手段，可明確判定瀝青面層的厚度分布情況和分析下承層橫縱坡的變化情況。

(3)雷達(dá)測(cè)試中要注意積累檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，本人通過(guò)多項(xiàng)比對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證。本地區(qū)常規(guī)石灰?guī)r質(zhì)瀝青混凝土的介電常數(shù)為6.5～7.0，水泥混凝土的介電常數(shù)8.5～9.5，測(cè)試厚度10cm狀態(tài)下獨(dú)立測(cè)點(diǎn)存在中值±2～±3mm的誤差。誤差的變化主要受混凝土的干燥程度存在一定的差異影響。當(dāng)采用破損法多點(diǎn)修正后其誤差能達(dá)到±1mm的要求。

(4)為了得到良好的測(cè)試圖像效果，便于識(shí)別區(qū)分鋼筋和結(jié)構(gòu)分層的圖像，需根據(jù)測(cè)試深度的變化和不同的識(shí)別要求，注意調(diào)整感度、顏色和處理模式。

［1］《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTS 257－2008.

［2］《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》JTG E60－2008.

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