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钢 筋 保 护 层 厚 度 检 测概述

           

前言:
《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2015)中把钢筋保护层厚度检测作为强制性验收检测的内容之一, 缺少钢筋保护层厚度检测报告的工程不能进行验收。因此,该项检测业务在建筑质量检测、结构评估等各项检测中有明确的要求,是我们常规检测人员必须掌握的一项业务。

一、 检测原理、检测部位选择及抽检比例要求介绍目前常用的钢筋保护层厚度检测主要是利用电磁原理进行探测。即利用信号发射装置产生一定频率的交变电磁场,激发混凝土内钢筋产生感生电流,钢筋内的感生电流又激发出二次交变电磁场,被接收装置接收和识别,根据接收到的二次交变电磁场的强弱,确定钢筋的位置、深度和钢筋直径。在标准中所提到的检测部位要求由监理(建设)、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定。实际上很多情况下,这些单位并不指定检测部位,检测单位就不太好进行工作。因此,检测人员就需要有一些专业方面的知识,选取对结构安全影响比较大的部位进行检测。除常见的柱钢筋分布较有规律,可以四面平均探测外常需要抽检顶板、梁、悬挑阳台板等构件。顶板检测区域要选择顶板底面靠近顶板中心的区域,且检测的是底排受力钢筋;梁体检测区域要选择梁底跨中区域或四分之一跨至四分之三跨区域内,且检测所有主筋;悬挑阳台板要检测上表面靠近阳台板根部的上排受力钢筋。梁体底面检测区域外阳台板上表面检测区域顶板底面检测区域对于单位工程,如何科学合理地确定抽样比例, 是检测人员面临的棘手问题。 如果对新建工程质量进行验收检测, 现行的有国家规范,并没有非常详细的阐述。因此很多检测比例确定需要根据实际情况考虑。

标准中规定钢筋保护层厚度检验的结构部位和构件数量,应符合下列要求:
1)钢筋保护层厚度检验的结构部位,应由监理(建设)、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定;

2)对梁类、板类构件,应各抽取构件数量的2%且不少于5个构件进行检验;当有悬挑构件时,抽取的构件中是挑梁类、板类构件所占比例均不宜小于50%。但是对悬挑类构件,规定抽取悬挑梁、板类构件的10%且不少于10 个构件。

3)对选定的梁类构件,应对全部纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验;对选定的板类构件,应抽取不少于6根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验。对每根钢筋,应在有代表性的部位测量1点。实际上根据结构的重要性,常应高于这个标准来选择比例。尤其是电厂建设中构件类型多样的情况,尽量在满足规范要求的前提下能覆盖不同类的重要构件。培训教材在保护层厚度检测前,我们的人员应该会同监理、质管部门一起多研究图纸,深入现场,这样结合规程来确定的抽检比例和抽检部位更能反映现场实体构件的钢筋保护层状况。同时也能帮助检测人员熟悉环境,便于操作。

二、 检测作业准备及操作方法保护层厚度检测作为现场作业,其操作者技术会直接影响钢筋保护层厚度检测结果的精度。因此,在检测作业前要充分做好准备,并且在操作过程中注意结合操作说明和规程标准多积累经验。
首先是测试前的准备工作:
1)仪器设备准备:每次作业前应该检查仪器状况。仪器要求具有产品合格证,并在仪器的明显位置上具有唯一性标识,包括名称、型号、出厂编号等;发现检测数据异常,无法进行调整或者经过维修、更换主要零配件(如探头、天线等)情况时要及时进行送检校准。有条件者可以把计量检定周期内的设备在标准块上进行检查,确定设备工作状态是否正常。电池电量检查:大部分钢筋仪使用的是6节5号碱性电池,新电池电压约9.0V,当电池电压低于5.0V 时,应及时更换。

2)检测前宜具备下列资料:工程名称及建设、设计、施工、监理单位名称; 结构或构件名称以及相应的钢筋设计图纸资料; 混凝土是否采用带有铁磁性的原材料配制;检测部位钢筋品种、牌号、设计规格、设计保护层厚度、结构构件中是否有预留管道、金属预埋件等;必要的施工记录等相关资料;检测原因。

3)构件表面的处理:构件表面应清洁、平整、无污物,无抹灰层或装饰层;避开干扰:钢筋仪利用的是电磁波原理,检测时应避开强交变电磁场(如电机、电焊机等)及测点周边较大金属结构,预埋金属件等。

检测步骤及操作方法:我们所采用的仪器为GTJ-RBL+, 钢筋保护层测定仪 (钢筋直径Ф 6mm~Ф 50mm) :第一量程: 6mm~90mm。第二量程:6mm~180mm。 传感器具有指向性,当传感器轴线与钢筋走向平行时最灵敏,反之,当传感器轴 线与钢筋走向垂直时探测信号最弱;所以,在测量钢筋时,应保持传感器轴线与 钢筋走向平行,在垂直于钢筋走向的方向移动传感器进行扫描测量。第二量程的 使用:一般只有在保护层厚度接近或超过第一量程测量的最大测量范围时才使 用,因为在第二量程测量时,仪器对并排钢筋分辨能力小于第一量程。带着路径 装置测量时测量速度最好不要超过40mm/秒。否则会影响保护层测量的精度。如果是在密集钢筋探测方式下测量,测量速度不能超过15mm/秒。仪器使用时应注意:在检测过程中应每隔10 分钟左右进行一次复位操作。对测量数据有怀疑时,也可进行复位后再次测量。

操作方法步骤如下:

1)仪器预热或调零,调零时探头必须远离金属物体。在检测过程中,应经常检查仪器是否偏离初始状态并及时进行调零。仪器在检测过程中如需要另设参数,应在保存参数时将传感器拿在空中,远离金属物体。

2)根据钢筋设计资料,确定检测区域钢筋的可能分布状况,并选择适当的检测面。检测面宜为混凝土表面,应清洁、平整,并避开金属预埋件。保护层厚度在60mm以内时,用浅层测试档;超过60mm 时用深层测试档。

3)对于具有饰面层的构件,其饰面层应清洁、平整,并与基体混凝土结合良好。饰面层主体材料以及夹层均不得含有金属。对于含有金属材质的饰面层,培训教材应进行清除。对于厚度超过50mm的饰面层,宜清除后进行检测,或者钻孔验证。不得在架空的饰面层上进行检测。对于含有铁磁性原材料的混凝土应进行足够的实验,验证后方可进行检测。

4)进行钢筋位置检测时,探头有规律地在检测面上移动,直到仪器显示接收信号最强或保护层厚度值最小时,结合设计资料判断钢筋位置,此时探头中心线与钢筋轴线基本重合,在相应位置做好标记。按上述步骤将相邻的其它钢筋逐一标出。

5)保护层厚度的检测:设定好仪器量程范围及钢筋直径,沿被测钢筋轴线选择相邻钢筋影响较小的位置,并应避开钢筋接头,读取指示保护层厚度值C 。每根钢筋的同一位置重复检测2次,每次读取1个读数。对同一处读取的2个保护层厚度值相差大于1mm时,应检查仪器是否偏离标准状态并及时调整(如重新调零)。不论仪器是否调整,其前次检测数据均舍弃,在该处重新进行2次检测并再次比较,如2个保护层厚度值相差仍大于1mm,则应该更换检测仪器或采用钻孔、 剔凿的方法核实。(大多数仪器要求钢筋直径已知方能检测保护层厚度,此时仪器必须按照钢筋实际直径进行设置)。

6)将探头放置于被测混凝土表面,与被测钢筋平行,沿一个方向匀速移动传感器,当探头离钢筋越来越近时,滚动条逐渐加长,信号值越来越大,当前厚度值减小。探头越过钢筋时自动锁定钢筋保护层厚度值;如存储方式设置为“自动存储” ,则仪器自动存储测量的保护层厚度值如存储方式设置为“手动存储” ,则当仪器锁定保护层厚度后,按存储键,存储测量的保护层厚度值,探头越过钢筋时蜂鸣器报警,提示已经找到钢筋,且传感器已经越过该被测钢筋。

7)精确判定钢筋位置及走向:反方向移动探头,找到当前厚度值最小的位置,使当前值与保护层厚度值一致,此时探头位置即为钢筋所在的准确位置;旋转探头,使得信号之最大,此时探头走向即为被测钢筋走向。

8)钢筋保护层厚度测量判读:自动判读:传感器平行与钢筋走向,并沿与钢筋走向垂直的方向匀速扫过钢筋正上方,仪器发出一声鸣叫,提示传感器越过一条钢筋,此时保护层显示值自动更新为该处的混凝土保护层厚度值。该方法适用于钢筋间距较大的情况;人工判读:当现场环境复杂自动判读困难时,可依据当前厚度及信号值的变化情况来判定保护层厚度值:当该值有两个以上连续下降然后又有两个以上连续上升的时候,可以判定该处有一条钢筋,混凝土保护层厚度值即是上述过程中的最小值。

9)遇到下列情况之一时,应选取至少30%的钢筋且不少于6处(当实际检测培训教材数量不到6处时应全部抽取),采用钻孔、剔凿等方法验证:仪器要求钢筋直径已知方能确定保护层厚度,而钢筋实际直径未知或有异议;钢筋实际根数、位置与设计有较大偏差;采用具有铁磁性原材料配制的混凝土;构件饰面层未清除的情况下检测钢筋保护层厚度;钢筋以及混凝土材质与校准试件有显著差异。钻孔、剔凿的时候不得损坏钢筋,实测采用游标卡尺,量测精度为0.1mm。

三、 结果判定 1)钢筋保护层厚度检验时,纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差,对梁类构件为+10mm,-7mm;对板类构件为+8mm,-5mm。对梁类、板类构件纵向受力钢筋的保护层厚度应分别进行验收。 2)结构实体钢筋保护层厚度验收合格应符合下列规定:当全部钢筋保护层厚度检验的合格点率为90%及以上时,钢筋保护层厚度的检验结果应判为合格;当全部钢筋保护层厚度检验的合格点率小于90%但不小于80%,可再抽取相同数量的构件进行检验;当按两次抽样总和计算的合格点率为90%及以上时,钢筋保护层厚度的检验结果仍应判为合格(意思是即全部钢筋保护层厚度检验的合格点率占90%以上时,检验结果为合格;合格点率在80%~90%之间时,加倍抽样检测,两次抽样合格点率在90%以上时,工程合格。否则检验结果为不合格。具体可以参考《建筑结构检测技术标准》 (GB/T50344-2015)中表3.3.14 规定)每次抽样检验结果中不合格点的最大偏差均不应大于相关规定允许偏差的1.5倍。

四、应注意的问题
1)当钢筋混凝土保护层厚度与钢筋直径比值小于2.5且混凝土保护层厚度小于50mm时,测试误差不应大于±1mm,其它情况下不宜大于±5%。

2)钢筋仪有多种信号指示方式,信号值、趋势条、斜线距离、最小值、声音提示等。当钢筋比较密,干扰信号多,或钢筋保护层较厚时,钢筋仪会产生误报警声音,甚至多次报警。操作者更要引起足够重视,不能仅凭声音就判断钢筋位置和保护层厚度,也不能据此判断设备有问题。而要结合信号值和趋势条综合分析。现场检测经验比较丰富的人更愿意观察信号值数值的变化,测试更准确。 当探头由远及近向钢筋移动时,信号值逐渐变大,到钢筋正上方时达到最大值, 此时读取保护层厚度值最准确。特别是钢筋保护层厚度大,信号弱时,观察信号 值测试比较准确。

3)快慢结合,离钢筋较远时,探头移动速度可以快一点;当接近钢筋正上方时,要缓慢移动,并在钢筋正上方附近来回移动,以准确确定钢筋位置和保护层厚度;当保护层很小(如小于5mm)时,最好加一些垫块(非铁磁性材料)进行检测;检测后把垫块厚度减去即可。钢筋保护层厚度检测需要操作者熟悉仪器性能,熟悉结构实体以及图纸上设计布筋情况,并且需要操作人员能及时总结经验,做好数据记录和积累工作。实际上保护层厚度对于重要结构构件而言非常重要,严重超过标准要求时带来的结果可能会是非常严重的。因此在操作上我们要熟悉,在判断上我们要谨慎,严格按照标准和设计值进行判别。