宋利堂

（寧夏交通科學(xué)研究所有限公司，寧夏 銀川 75000）

鋼筋保護(hù)層檢測(cè)十分必要，可確保施工項(xiàng)目質(zhì)量提升，改善施工作業(yè)能力。傳統(tǒng)檢測(cè)工作主要是人工檢測(cè)，工作人員通過(guò)增加或減少墊塊的方式，配合使用測(cè)量?jī)x完成厚度值測(cè)量。該方法容易出現(xiàn)誤差，影響檢測(cè)結(jié)果真實(shí)性。為改善這一問(wèn)題，本文提出將電磁感應(yīng)法應(yīng)用在鋼筋保護(hù)層檢測(cè)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)工作效率和誤差值有效控制。為確保檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用可靠性，相關(guān)人員應(yīng)明確電磁感應(yīng)法應(yīng)用原理、把握相關(guān)影響因素，使檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、具有參考價(jià)值。

1 檢測(cè)原理

對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行增加，可使構(gòu)件所表現(xiàn)出耐久性、錨固性以及防火性更接近預(yù)期，但要注意一點(diǎn)，如果保護(hù)層厚度過(guò)大，將使構(gòu)件所承載壓力大幅增大，進(jìn)而引起裂縫等問(wèn)題，導(dǎo)致構(gòu)件無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有性能。針對(duì)上述情況，有關(guān)部門(mén)出臺(tái)了相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)建筑計(jì)劃使用年限，對(duì)保護(hù)層最佳厚度加以說(shuō)明，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1[1]。若工程所用混凝土未達(dá)到C25及以上強(qiáng)度，則要酌情增加保護(hù)層厚度。

表1 鋼筋保護(hù)層最佳厚度

結(jié)合電磁學(xué)相關(guān)理論可知，磁場(chǎng)及電場(chǎng)的產(chǎn)生方式為交替產(chǎn)生，傳播方向?yàn)橛山斑h(yuǎn)，這也為電磁波的形成提供了條件。電磁波所涉及參數(shù)主要有波長(zhǎng)、波速還有頻率，正常情況下，波速為固定數(shù)值。若利用電磁波對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)要借助相關(guān)儀器的探頭，對(duì)電磁波進(jìn)行發(fā)射與接收，有關(guān)人員可根據(jù)電磁波往返所花費(fèi)時(shí)間，對(duì)待測(cè)距離進(jìn)行計(jì)算。而儀器對(duì)鋼筋分布情況、保護(hù)層厚度進(jìn)行揭示所依托參數(shù)，主要有振幅、波形和波谷與波峰的位置，測(cè)量原理如圖所示：

圖1 無(wú)磁性介質(zhì)磁場(chǎng)形狀

圖2 形成磁性介質(zhì)的磁場(chǎng)形狀

在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，檢測(cè)人員需要手持能夠發(fā)射、接收電磁波的探頭，對(duì)保護(hù)層進(jìn)行勻速掃描，經(jīng)由探頭所發(fā)出電磁波與鋼筋相遇，通常會(huì)形成能夠被探頭感應(yīng)并接收的磁場(chǎng)，再借助相關(guān)儀器對(duì)感應(yīng)磁場(chǎng)進(jìn)行分析，便可明確保護(hù)層實(shí)際厚度。另外，這樣做還能夠了解鋼筋分布情況還有其具體直徑。

2 檢測(cè)結(jié)果影響因素

2.1 人為因素

無(wú)論是電磁感應(yīng)法，還是其他檢測(cè)方法，要想發(fā)揮出應(yīng)有作用，前提都是有專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行操作，確保檢測(cè)可得到有效執(zhí)行?，F(xiàn)階段，從事技術(shù)檢測(cè)相關(guān)工作的人員，普遍存在上崗前未接受系統(tǒng)培訓(xùn)的情況，由此而帶來(lái)的問(wèn)題，便是檢測(cè)人員無(wú)法做到以實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)操作方法做適當(dāng)調(diào)整，人為失誤難以避免，這必然會(huì)給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)影響[2]。

2.2 鋼筋間距

采用鋼筋結(jié)構(gòu)的板類(lèi)構(gòu)件，通常會(huì)酌情增加鋼筋間距，梁類(lèi)構(gòu)件強(qiáng)調(diào)以截面尺寸為依據(jù)，均勻布置鋼筋，相鄰鋼筋的距離普遍較小。對(duì)于鋼筋間距給檢測(cè)結(jié)果所帶來(lái)影響，可由以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。

某五層樓板建筑，縱向鋼筋規(guī)格是φ10mm，設(shè)計(jì)方案對(duì)保護(hù)層厚度所給定數(shù)據(jù)為25mm，相鄰鋼筋的間距是160mm。檢測(cè)人員利用測(cè)定儀檢測(cè)保護(hù)層厚度，自北向南對(duì)五根鋼筋進(jìn)行掃描，保護(hù)層的厚度分別是24mm，24mm，25mm，24mm，23mm。隨后，檢測(cè)人員基于破損法對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證，最終結(jié)果和檢測(cè)結(jié)果一致。

某五層框架梁，三根受力鋼筋的規(guī)格為φ18mm，工程所用箍筋的規(guī)格是φ8mm，要求施工人員對(duì)20mm保護(hù)層進(jìn)行建設(shè)。由檢測(cè)人員手持測(cè)定儀檢測(cè)框架梁保護(hù)層，自北向南對(duì)三根鋼筋進(jìn)行掃描，得出結(jié)果為30mm，20mm，23mm。待檢測(cè)環(huán)節(jié)告一段落，通過(guò)破損驗(yàn)證的方式，對(duì)保護(hù)層厚度加以確定，僅有一根鋼筋的檢測(cè)結(jié)果和驗(yàn)證結(jié)果一致，電磁感應(yīng)所取得數(shù)據(jù)不具備參考價(jià)值。經(jīng)技術(shù)人員分析，導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的原因主要是鋼筋綁扎過(guò)近，這說(shuō)明如果相鄰鋼筋存在干擾，電磁感應(yīng)所取得檢測(cè)結(jié)果，將有較大幾率出現(xiàn)偏差。

2.3 鋼筋位置

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)探頭到達(dá)鋼筋正上方時(shí)，其所接收信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)，基于此，檢測(cè)人員可根據(jù)探頭對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收的強(qiáng)弱力度，對(duì)鋼筋位置進(jìn)行判斷。在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，檢測(cè)人員手持儀器探頭對(duì)混凝土表面進(jìn)行掃描，根據(jù)儀器所發(fā)出蜂鳴聲，對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行記錄。但要注意一點(diǎn)，通常只有在信號(hào)達(dá)到峰值并出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)時(shí)，才能對(duì)信號(hào)峰值做出相應(yīng)判斷，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在探頭經(jīng)過(guò)鋼筋上方后，方可對(duì)鋼筋位置進(jìn)行判定，在鋼筋位置沒(méi)有和探頭完全重合的情況下，檢測(cè)結(jié)果并不代表混凝土和鋼筋間的直線距離，若將檢測(cè)結(jié)果作為最終結(jié)果，將出現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)較實(shí)際厚度略大的情況。

要想減弱鋼筋掃描固有滯后效應(yīng)所帶來(lái)影響，關(guān)鍵是要對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行調(diào)整。第一步，沿測(cè)試方向用探頭對(duì)混凝土表面進(jìn)行掃描，待儀器發(fā)出蜂鳴后，將探頭所在位置標(biāo)記為A點(diǎn)。第二步，沿測(cè)試反方向?qū)炷吝M(jìn)行勻速掃描，在儀器發(fā)出蜂鳴后，將探頭所在位置標(biāo)記為B點(diǎn)。第三步，連接兩點(diǎn)，該直線的中點(diǎn)便是鋼筋所在位置。逐一標(biāo)記處鋼筋位置后，方可對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。事實(shí)證明，這樣做能夠有效解決滯后效應(yīng)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不具備參考價(jià)值的問(wèn)題，但要保證在檢測(cè)過(guò)程中探頭始終沿直線勻速前進(jìn)[3]。

2.4 鋼筋直徑

對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)前，檢測(cè)人員先要結(jié)合工程圖紙，對(duì)施工區(qū)域配筋位置加以確定，根據(jù)鋼筋直徑調(diào)整測(cè)定儀參數(shù)設(shè)置。關(guān)于錯(cuò)誤設(shè)置鋼筋直徑給檢測(cè)結(jié)果所帶來(lái)影響，可經(jīng)由以下實(shí)驗(yàn)加以說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)所用儀器為測(cè)定儀、游標(biāo)卡尺和模擬試件。模擬試件所用鋼筋為直徑16mm的螺紋鋼，混凝土規(guī)格為C25。待模擬試件制作完成，便可對(duì)鋼筋進(jìn)行埋置，保證鋼筋兩端均位于試件外。鋼筋軸向和試件表面的位置關(guān)系為平行，外露軸線與試件表面的距離誤差不超過(guò)0.5mm。

實(shí)驗(yàn)流程如下：首先，基于游標(biāo)卡尺對(duì)鋼筋外露端點(diǎn)和試件表面的最短距離進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算平均值。將鋼筋直徑輸入測(cè)定儀，按照預(yù)先設(shè)定的順序?qū)︿摻钸M(jìn)行掃描，通常需要掃描兩次或兩次以上，計(jì)算平均值。其次，在測(cè)定儀中輸入較實(shí)際鋼筋直徑更大的數(shù)值，重復(fù)上述步驟，計(jì)算平均值。最后，輸入較實(shí)際鋼筋直徑更小的數(shù)值，重復(fù)上述步驟，對(duì)比三次實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，若設(shè)定直徑與真實(shí)直徑不符，檢測(cè)結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較為明顯的偏差。

3 如何提高檢測(cè)有效性

保護(hù)層厚度會(huì)給材料握裹粘結(jié)力、承受力帶來(lái)巨大影響，不同厚度的保護(hù)層，通常會(huì)賦予材料不同的剛度、強(qiáng)度還有延展性，要想使材料質(zhì)量達(dá)到工程要求，關(guān)鍵是對(duì)保護(hù)層進(jìn)行檢測(cè)?？墒箼z測(cè)有效性得到提升的方法如下：

3.1 定期組織培訓(xùn)

作為主導(dǎo)檢測(cè)工作開(kāi)展的主體，檢測(cè)人員如果存在操作誤差，必然會(huì)使檢測(cè)結(jié)果受到影響。通過(guò)研究可知，導(dǎo)致操作誤差出現(xiàn)的原因，主要是檢測(cè)人員未能做到熟練使用相關(guān)設(shè)備或存在人為失誤，這并不利于后續(xù)工作的開(kāi)展，對(duì)人員能力進(jìn)行提升很有必要。例如，有關(guān)單位可定期組織培訓(xùn)，在幫助檢測(cè)人員掌握檢測(cè)方法與技巧的基礎(chǔ)上，使其職業(yè)素養(yǎng)還有思想認(rèn)知得到強(qiáng)化，真正做到全身心投入到檢測(cè)工作中，從根本上杜絕人為失誤使檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差的情況發(fā)生。

3.2 改善使用環(huán)境

鋼筋保護(hù)層的作用是為鋼筋提供保護(hù)。關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)，由于此類(lèi)結(jié)構(gòu)往往會(huì)對(duì)復(fù)合材料加以應(yīng)用，建造鋼筋保護(hù)層可確保復(fù)合材料性能達(dá)到預(yù)期，鋼筋強(qiáng)度可得到充分發(fā)揮。由此可見(jiàn)，對(duì)建筑工程而言，鋼筋保護(hù)層具有無(wú)法被替代的作用，對(duì)其厚度進(jìn)行檢測(cè)的目的，主要是判斷保護(hù)層能否發(fā)揮出應(yīng)有作用。本文所討論方法的檢測(cè)原理是基于電磁脈波強(qiáng)度對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行分析，如果檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)有干擾磁場(chǎng)或其他干擾因素存在，將會(huì)給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)影響，進(jìn)而出現(xiàn)最終結(jié)果和實(shí)際厚度不符的情況[4]。要想使檢測(cè)精確度及有效性達(dá)到預(yù)期，關(guān)鍵是借助適宜措施對(duì)干擾因素進(jìn)行屏蔽，為檢測(cè)工作提供理想的開(kāi)展環(huán)境。

3.3 引入先進(jìn)設(shè)備

現(xiàn)階段，制約檢測(cè)工作獲得更進(jìn)一步發(fā)展的原因，主要是資金投入較少，多數(shù)單位均無(wú)法做到及時(shí)更新檢測(cè)設(shè)備，而利用舊設(shè)備對(duì)保護(hù)層進(jìn)行檢測(cè)，不僅無(wú)法使檢測(cè)需求得到滿(mǎn)足，還會(huì)增加檢測(cè)結(jié)果存在誤差的可能性。由此可見(jiàn)，要想使檢測(cè)結(jié)果具備參考價(jià)值，當(dāng)務(wù)之急便是增加資金投入，通過(guò)購(gòu)入或研發(fā)新型檢測(cè)設(shè)備的方式，使相關(guān)工作所具有科技水平得到顯著提升。

通過(guò)調(diào)研可知，可被用來(lái)對(duì)鋼筋保護(hù)層進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備以測(cè)定儀為主，該設(shè)備既能夠自動(dòng)檢測(cè)，又可以存儲(chǔ)并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，屬于無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。檢測(cè)人員可借助該設(shè)備，對(duì)鋼筋所處位置和分布情況加以了解，結(jié)合鋼筋直徑對(duì)保護(hù)層厚度做出判斷。另外，該設(shè)備還可被用來(lái)檢測(cè)導(dǎo)電體、磁性體所處位置，例如，工程所建設(shè)水暖以及電纜管道。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段，基于電磁感應(yīng)法對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)已成為大勢(shì)所趨，該方法有助于施工人員了解材料質(zhì)量并確定適用范圍，以此來(lái)達(dá)到對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行提高的目的，為群眾安全提供保障。但也要注意一點(diǎn)，就是檢測(cè)過(guò)程較易被儀器精確度、磁場(chǎng)或人員能力所影響，進(jìn)而出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際不符的情況，未來(lái)研究的重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)該方法精確度進(jìn)行提升上，確保其價(jià)值得到最大程度發(fā)揮。