丁 通，劉 露，曹 康，劉海松，孔淑臻，陶魯豪

（1.山東省建筑工程質(zhì)量檢驗檢測中心有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東建科特種建筑工程技術(shù)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250031；3.山東科力工程檢測鑒定有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

電磁感應(yīng)法是目前檢測混凝土鋼筋保護(hù)層厚度最常用的一種檢測方法。鋼筋保護(hù)層厚度檢測時，容易受到多種外界因素的影響，特別是鋼筋接頭和綁扎絲的干擾。實際配筋越密集的區(qū)域，檢測難度越大，檢測精準(zhǔn)度也越低。

1 鋼筋保護(hù)層定義

“鋼筋保護(hù)層”也稱“混凝土保護(hù)層”。它的定義是結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋外邊緣至構(gòu)件表面范圍用于保護(hù)鋼筋的混凝土，簡稱保護(hù)層[1]。從構(gòu)件類型上來分，鋼筋保護(hù)層可分為梁、柱類構(gòu)件鋼筋保護(hù)層和墻、板類構(gòu)件鋼筋保護(hù)層；從鋼筋類型上來分，鋼筋保護(hù)層又分為主筋鋼筋保護(hù)層、箍筋鋼筋保護(hù)層。

2 鋼筋保護(hù)層作用

鋼筋保護(hù)層，顧名思義是對混凝土內(nèi)部鋼筋起到保護(hù)作用的混凝土層。鋼筋保護(hù)層的作用主要有以下3 點：

（1）保證結(jié)構(gòu)的耐久性。耐久性是建筑結(jié)構(gòu)的重要特性，特別是沿海地區(qū)的工程，鋼筋保護(hù)層能阻隔空氣中的不利因素，保護(hù)鋼筋不受水分、鹽分的侵蝕，這就要求鋼筋保護(hù)層必須達(dá)到一定的厚度才能使結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足設(shè)計使用年限。

（2）保證混凝土對鋼筋的握裹力。鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋和混凝土兩種材料需要有足夠的粘合度，才能保證兩者一起受力、協(xié)調(diào)工作，這就要求鋼筋外側(cè)的保護(hù)層不能太薄。

（3）保證結(jié)構(gòu)的承載力。雖然前面講到的兩點都對鋼筋保護(hù)層厚度提出了要求，但是鋼筋保護(hù)層也不是越厚越好。因為在構(gòu)件截面尺寸、混凝土強(qiáng)度、鋼筋材料等不變的情況下，保護(hù)層厚度越大，構(gòu)件有效截面尺寸越小 ，承載力越低，對結(jié)構(gòu)承載越不利。

3 鋼筋保護(hù)層厚度檢測

3.1 檢測方法

按照現(xiàn)行規(guī)范JGJ/T152—2019《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，主要采用電磁感應(yīng)法進(jìn)行檢測并通過直接法（剔鑿原位檢測法）進(jìn)行驗證[2]。

3.2 檢測原理

電磁感應(yīng)法運用到的基本原理就是檢測儀器在混凝土表面向混凝土內(nèi)部發(fā)射電磁場，混凝土內(nèi)部的配筋接受電磁場之后，產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，而感應(yīng)電磁場的強(qiáng)度及空間梯度的變化與鋼筋的位置分布、鋼筋的直徑（注釋：鋼筋直徑也是鋼筋探測儀使用前需要設(shè)置的參數(shù)之一，對檢測精度有影響）、鋼筋保護(hù)層厚度等有著密不可分的關(guān)系，進(jìn)而，我們可以通過測量感應(yīng)電磁場的變化來確定混凝土內(nèi)部鋼筋的位置、直徑大?。ㄗ⑨專含F(xiàn)有技術(shù)理論上是可以檢測和分辨出鋼筋直徑大小的，只是精度不高，實際檢測過程中一般不會采用電磁感應(yīng)法來檢測鋼筋直徑，而是采用直測法去驗證）及保護(hù)層厚度等參數(shù)。

3.3 影響因素

在實際現(xiàn)場檢測過程中，經(jīng)常遇到儀器（鋼筋探測儀）檢測數(shù)據(jù)與直測法驗證的實際鋼筋保護(hù)層厚度相差較大的情況，主要有以下幾種原因造成的[3]：（1）儀器操作者調(diào)試、使用儀器不當(dāng)；（2）儀器型號陳舊，精度不夠，亦或是儀器磨損程度大，設(shè)備狀態(tài)不正常；（3）結(jié)構(gòu)實體內(nèi)鋼筋布置較密，未采取有效方法減小儀器信號干擾；（4）檢測環(huán)境惡劣，低溫或高溫，都會對儀器檢測效果產(chǎn)生不利影響。

4 提高檢測準(zhǔn)確度的方式方法

開始檢測前一定要查閱圖紙資料，掌握檢測構(gòu)件的詳細(xì)配筋情況（排列形式、鋼筋間距、鋼筋直徑），先在構(gòu)件表面進(jìn)行預(yù)掃描，簡單劃出鋼筋的分布位置，然后再詳細(xì)檢測，這樣可以很大程度上避開鋼筋間的相互干擾，提高檢測精準(zhǔn)度。

筆者根據(jù)十幾年現(xiàn)場檢測工作經(jīng)驗，針對各種不利因素對鋼筋保護(hù)層檢測精準(zhǔn)度的影響，總結(jié)歸納出8 條提高檢準(zhǔn)確度的方式方法。

（1）查閱儀器校準(zhǔn)證書。這是一個大家都不太注意的一個細(xì)節(jié)。我們使用到的每臺檢測儀器都要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)證書上也會給出相關(guān)修正因子，而且是“一機(jī)一證書”。我們在使用前一定要做到“心中有數(shù)”，使儀器校準(zhǔn)工作真正服務(wù)于實際檢測工作。

（2）開機(jī)預(yù)熱、調(diào)零。鋼筋探測儀在調(diào)零時一定要注意探頭遠(yuǎn)離金屬物件，并且要在正式檢測前測試探頭靈敏度[4]。

（3）查閱設(shè)計圖紙，調(diào)整鋼筋直徑參數(shù)。儀器中對鋼筋直徑型號的如實設(shè)定也是影響保護(hù)層厚度檢測精準(zhǔn)度的一個重要因素。

（4）清理檢測面，使探頭與檢測面緊密貼合。探頭與檢測面緊密貼合要求做到兩點：一是檢測面平整無浮漿；二是儀器操作者應(yīng)平穩(wěn)拿住探頭，使探頭整個面對檢測充分貼合，嚴(yán)禁一側(cè)貼合一側(cè)翹起[5]。

（5）探頭移動一定要“橫平豎直”。常規(guī)構(gòu)件配筋時，梁柱構(gòu)件主筋與箍筋、墻板分布筋都是垂直交叉綁扎的。探頭中心線與鋼筋在同一條線上，此時儀器檢測數(shù)值最接近真實值。

（6）利用好探頭墊板。當(dāng)實際鋼筋保護(hù)層厚度較小，甚至小于儀器所能顯示的最小值時，應(yīng)在探頭下方放置墊板進(jìn)行檢測。墊板應(yīng)采用非金屬材質(zhì)，墊板尺寸應(yīng)大于探頭的尺寸，墊板厚度（一般為10 mm）應(yīng)均勻且不得翹曲[6]。

（7）注意間歇使用。如果現(xiàn)場工作量比較大需要長時間檢測時，鋼筋探測儀在使用一段時間后，最好不超過1 h，應(yīng)將儀器進(jìn)行“重置”處理，重置時探頭務(wù)必遠(yuǎn)離金屬物質(zhì)[7]。

（8）注意儀器電池電量和使用環(huán)境溫度。鋼筋探測儀一般采用內(nèi)置鋰電池或干電池供電，低溫天氣對電池影響較大，電量消耗很快。而低電量或者低溫天氣下都會使儀器的反應(yīng)偏離標(biāo)準(zhǔn)值，造成檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度降低。

5 案例分析

5.1 案例背景

中國援建的國外某重要性建筑，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限100 年，且該地區(qū)雨水天氣特別多，混凝土保護(hù)層厚度施工質(zhì)量控制要求非常高。該工程室內(nèi)環(huán)境柱的保護(hù)層厚度設(shè)計值為30 mm，墻的保護(hù)層厚度設(shè)計值為20 mm。現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》附錄E 對結(jié)構(gòu)實體鋼筋保護(hù)層厚度檢驗進(jìn)行了規(guī)定，但只對梁、板類構(gòu)件作了規(guī)定，缺少對鋼筋混凝土墻、柱類構(gòu)件實體鋼筋保護(hù)層厚度檢驗的相關(guān)規(guī)定[8]。GB50204 鋼筋安裝一般項目中規(guī)定了保護(hù)層偏差，而不是針對實體檢測的規(guī)定；鋼筋安裝的驗收和實體工程鋼筋配置驗收是兩個概念?，F(xiàn)行國家規(guī)范GB50204—2015 中對墻、柱類構(gòu)件在實體檢測中的保護(hù)層厚度偏差無具體規(guī)定，只是在附錄中對保護(hù)層厚度較為敏感的梁板類構(gòu)件給出了具體規(guī)定。鋼筋安裝工程和鋼筋隱蔽之后實體工程存在較大差別，所以規(guī)范中鋼筋安裝的偏差和實體結(jié)構(gòu)檢測中的偏差規(guī)定也前后不一致，具體規(guī)定見規(guī)范表5.5.3“鋼筋安裝允許偏差和檢驗方法”和規(guī)范表E.0.4“結(jié)構(gòu)實體縱向受力鋼筋保護(hù)層厚度的允許偏差”。

5.2 檢測方案

采用電磁感應(yīng)法進(jìn)行檢測并通過直接法（剔鑿原位檢測法）進(jìn)行驗證。結(jié)合現(xiàn)場檢測條件，每個柱類構(gòu)件抽取不少于6 根鋼筋（主筋）進(jìn)行混凝土保護(hù)層厚度檢測。檢測數(shù)量按照GB/T50344—2019《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》檢測類別B 的要求進(jìn)行抽樣檢測[9]。在已測定保護(hù)層厚度的鋼筋上進(jìn)行剔鑿驗證，驗證點數(shù)不少于GB/T50344—2019《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》表3.3.10 中B 類且不少于3 點。

5.3 現(xiàn)場檢測

5.3.1 電磁感應(yīng)法檢測

柱的主筋保護(hù)層厚度為“設(shè)計值（30 mm）+箍筋直徑（10 mm）”。采用鋼筋探測儀進(jìn)行柱主筋保護(hù)層檢測，具體檢測結(jié)果詳見表1。（注釋：規(guī)范中無墻柱類構(gòu)件實體檢測保護(hù)層允許偏差的要求，所以三線表中不涉及此項內(nèi)容）

表1 電磁感應(yīng)法檢測混凝土保護(hù)層厚度

5.3.2 直測法驗證

采用剔鑿原位檢測法進(jìn)行驗證，將剔鑿原位檢測結(jié)果與對應(yīng)位置鋼筋探測儀檢測結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)兩者的差異不超過±2 mm 時，判定兩個測試結(jié)果無明顯差異。

對前面采用電磁感應(yīng)法檢測的18 個柱類構(gòu)件隨機(jī)選取5 個構(gòu)件進(jìn)行直測法驗證，每個構(gòu)件取1 個驗證點，共5 個驗證點，具體驗證結(jié)果見表2。

表2 直測法驗證混凝土保護(hù)層厚度

根據(jù)驗證結(jié)果可知，有明顯差異校準(zhǔn)點數(shù)在GB/T 50784—2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》表3.4.5-2“一般項目的判定”控制范圍之內(nèi)，可直接采用鋼筋探測儀檢測結(jié)果[10]。

表3 保護(hù)層厚度綜合計算結(jié)果

5.3.3 檢驗批計算

依據(jù)GB/T 50784—2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第9.3.5 條“結(jié)構(gòu)性能檢測”的有關(guān)規(guī)定，計算該檢驗批主筋混凝土保護(hù)層厚度的均值和推定區(qū)間，計算結(jié)果見表3。

5.4 綜合評定

根據(jù)上述檢測結(jié)果，滿足GB/T 50784—2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》第9.3.5 條“當(dāng)均值推定區(qū)間上限值與下限值的差值不大于其均值的10%時，該批鋼筋混凝土保護(hù)層厚度檢測值可按推定區(qū)間上限值或下限值確定”的規(guī)定。

根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對構(gòu)件進(jìn)行“正截面受壓承載力計算”的分析，結(jié)合委托方委托檢測的目的，最終確定把“推定區(qū)間上限值或下限值中的不利值”作為一層墻、柱各檢驗批混凝土保護(hù)層厚度檢測值，即該工程一層墻、柱鋼筋保護(hù)層厚度基于結(jié)構(gòu)性能的檢測值為42.5 mm。

6 結(jié)語

筆者結(jié)合十幾年實際工作經(jīng)驗，總結(jié)歸納了影響鋼筋保護(hù)層厚度檢測的各種因素，給出了提高檢測精準(zhǔn)度的一些措施方法，結(jié)合工程案例對墻柱類構(gòu)件的鋼筋保護(hù)厚度的檢測與評定進(jìn)行了闡述，并對現(xiàn)有國家規(guī)范一些條文提出了個人不同的觀點和看法。

混凝土保護(hù)層厚度對建筑結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻，特別是針對一些設(shè)計使用年限100年的重要性建筑，混凝土保護(hù)層厚度施工質(zhì)量的好壞直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。如何實現(xiàn)對鋼筋保護(hù)層的精準(zhǔn)測量和綜合評定就顯得尤為重要。囿于技術(shù)性因素的限制，電磁感應(yīng)法影響因素很多，亟需一種新技術(shù)來替代，以實現(xiàn)鋼筋保護(hù)厚度的精準(zhǔn)檢測。