电磁感应法钢筋保护层厚度检测的研究

杨成飞

(绵阳市川正建设工程试验检测有限公司，四川 绵阳 621023)

0 前 言

公路桥梁工程中，在检测钢筋保护层厚度时，最常见且最重要的检测部位为梁板与墩柱。本文参考国家现行标准及地方标准，采用电磁感应法检测钢筋保护层厚度并进行研究，该方法在工程实体中多次应用，操作简单，检测结果比较准确，对检测人员来讲具有重要的指导意义。

1 参考标准、规范及文件

参考的标准、规范及文件主要有：《混凝土中钢筋检测技术标准》(JGJ/T 152—2019)；《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》(JTG F80/1—2017)；《浙江省公路水运工程电磁感应法钢筋保护层厚度检测指南》；《钢筋保护层厚度和钢筋直径检测技术规程》(DB11/T 365—2016)。

2 仪器设备要求

钢筋探测仪的测量精度应满足下列要求：钢筋保护层厚度的测量精度≤1 mm；钢筋间距的测量精度≤3 mm；钢筋直径的测量精度≤2 mm。

3 检测原理

电测感应法检测钢筋保护层厚度的基本原理是依据电磁感应原理，由单个或多个线圈组成的探头产生电磁场，当钢筋或铁磁性物质位于该电磁场时，磁力线会变形，导致电磁场的强度分布发生改变，仪器探头通过产生的电磁场的感应强度来判定钢筋的深度。

4 检测方法

4.1 检测部位

检测部位应选择钢筋位置可能对结构构件的承载力或耐久性有显著影响的部位，对梁类、板类构件，检测部位宜选择L1/4～L3/4区域(L为梁类、板类构件长度)；对柱类、墙类构件，检测部位宜选择距离地面(水面)0.5～2.5 m区域。

4.2 现场检测

1)准备工作：查看设计图纸，了解钢筋直径和间距，了解检测部位的钢筋分布情况，避开接头、绑扎丝以及金属预埋件。

2)打开仪器，选择合适探头并与仪器设置统一，预热和调零仪器，复位调零时探头应远离金属物体。

3)预扫描构件，知悉钢筋轴线方向，沿垂直于钢筋轴线方向移动探头，直到保护层厚度仪示值最小时找出钢筋轴线的位置，并做好标记，初步了解钢筋埋深。重复上述步骤将被测部位主筋和箍筋分布情况逐一标出。

4)设置仪器参数，钢筋直径、保护层厚度等。仪器复位并在已经标记的位置沿钢筋轴线垂直方向移动探头，准确读取保护层厚度检测值。检测过程中，探头移动速度宜≤5 cm/s。同一钢筋同一位置检测2次，取平均值作为保护层厚度值，精确至1 mm。若两次差值相差>1 mm，该次检测数据无效，应重新检测，仍不符合规定时应查明原因。

5)检测数据的处理：若钢筋分布情况对保护层厚度检测产生影响，应模拟现场钢筋分布情况得到对应的修正值(即修正因子)，最终保护层厚度为仪器示值加修正值。

4.3 确定修正因子

在模拟现场钢筋分布时，要用到钢筋保护层厚度环境校准装置，此装置应满足相关要求，保证在使用过程中稳固不变形且保护层厚度上下可调。在完成钢筋的分布摆放后，首先应确保检测仪不受外界电磁干扰，然后正确操作仪器，采集3次数据并记录测量结果，取平均值作为检测结果(建议数据修约至1 mm)，保护层厚度设计值与检测值的差值即为保护层厚度的修正因子。

4.4 注意事项

1)电磁感应法不适用于含有铁磁性物质或内部钢筋严重锈蚀的混凝土结构中的保护层厚度、钢筋间距和钢筋直径的检测。铁磁性物质(尤其是钢纤维混凝土)会对仪器造成干扰，对钢筋保护层厚度检测具有较大影响；钢筋严重锈蚀时，电磁感应法检测结果偏差较大。钢筋探测仪应定期进行校准，校准周期一般不应超过1年。

2)为获取较为准确的检测结果，检测前制定完善可行的检测方案，充分了解设计资料，确定钢筋直径、钢筋间距和钢筋保护层厚度设计值，掌握实体结构中钢筋分布情况，避开钢筋接头、绑扎丝及预埋件。

3)钢筋保护层厚度的检测，检测部位应选择钢筋位置可能对结构构件的承载力或耐久性有显著影响的部位。

4)检测过程中尽可能避开钢筋的相互干扰，避开强电磁场的干扰。

5)由于桥梁墩柱结构受力较大的钢筋是竖向主筋，很多地方检测桥梁墩柱钢筋保护层厚度时的检测部位为竖向主筋。在一些情况下采集竖向主筋的数据受箍筋的影响较大，尤其是箍筋间距较小且箍筋与主筋存在间隙时采集的数据偏差较大，此时用修正因子加以修正亦不能得到准确的结果，即修正后结果与打孔验证的结果存在较大偏差，在这种情况下应采取其他措施，例如采集箍筋的保护层厚度。

5 现场检测示例

5.1 工程概况

某高速公路某桥2-1墩柱，高4 m，直径1.8 m，竖向主筋直径32 mm，间距115.2 mm，外侧螺旋箍筋直径12 mm，间距7.5 mm，均采用HRB400E热轧带肋钢筋，外侧螺旋箍筋设计保护层厚度45 mm，主筋保护层厚度设计值为57 mm，保护层厚度及钢筋布置形式见图1。

图1 墩柱保护层厚度及钢筋布置形式示意图(单位：cm)

5.2 确定修正因子

根据上述工程概况，按图1所示钢筋分布情况在钢筋保护层厚度环境校准装置中摆放好钢筋，调节承载板高度，使主筋保护层厚度等于设计值57 mm，采集环境校准数据并记录，钢筋保护层厚度设计值与实测值的差即修正因子如见表1所示。

表1 修正因子的确定

由表1可知，保护层厚度修正因子为+9。表中平均值保留到整数。经钻孔验证，钻孔后测量值与仪器检测值的差等于上述方法确定的修正因子。

5.3 现场检测及数据处理

通过上述检测方法，在距离地面1.5 m高度处先标记箍筋位置，然后在两箍筋之间围绕墩柱一圈采集主筋保护层厚度数据，每根主筋采集两次数据，现场检测数据如表2所示。

表2 墩柱钢筋(主筋)保护层厚度检测数据

根据表2中的数据，依据《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》(JTG F80/1—2017)，2-1墩柱钢筋保护层厚度检测合格率为100%。

6 结束语

电磁感应法钢筋保护层厚度检测中，其准备工作、参考标准、检测方法及数据处理均要正确掌握，试验检测人员在实际操作中应加以重视。本文所述的方法望试验检测人员予以采用并推广。试验检测人员只有使检测方法标准化，才能在工程实体检测中得到准确的结果。

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