鋼筋位置及保護層厚度檢測-2010

1、鋼筋位置及保護層厚度檢測福建省建筑科學研究院陳松第一節(jié) 鋼筋位置及保護層厚度檢測目的及意義 n鋼筋綁扎是混凝土結(jié)構(gòu)工程的“中間工序”、“隱蔽工程” n混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 50204-2002) 指出“鋼筋的混凝土保護層厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、防火等性能”，必須抽取一定數(shù)量的梁、板類構(gòu)件進行鋼筋保護層厚度的測試作為結(jié)構(gòu)實體檢驗的一個內(nèi)容。n結(jié)構(gòu)鋼筋掃描技術(shù)主要有電磁感應法鋼筋保護層厚度測試儀和混凝土雷達儀兩大類，且均已收入建設部新標準混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程JGJ/ T152-2008。第二節(jié) 檢測原理及儀器 n一、電磁感應法n1、定義：用電磁感應原理檢測混凝土中鋼筋位

2、置、直徑及混凝土保護層厚度的方法。n2、檢測原理n儀器的傳感器產(chǎn)生交變電磁場，該電磁場作用于被測結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，當遇到結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的金屬介質(zhì)，則產(chǎn)生較為強烈的感生電磁場，儀器傳感器接收到感生電磁場并轉(zhuǎn)化為電信號，從而可以判斷鋼筋的位置、保護層厚度和鋼筋直徑等。 電磁感應法檢測原理 n儀器接收信號E的強弱和鋼筋直徑D、鋼筋深度y都有關(guān)系，采用公式表達如下：nE=FD,x,y 信號強度E傳感器位置x鋼筋直徑D傳感器n當傳感器位于鋼筋正上方時接收信號最強，因此通過傳感器在被測鋼筋上方移動時接收信號的強弱，可以判斷鋼筋的位置。從檢測技術(shù)考慮，信號峰值的判斷只能在接收信號越過峰值后出現(xiàn)下降趨勢的時候才能判斷

3、，所以鋼筋位置的自動判定是在傳感器越過了鋼筋正上方后才能肯定，這種現(xiàn)象稱之為“鋼筋掃描的滯后效應”。 n對于同一根鋼筋，變換檢測模式，可以得到兩個強弱不同的信號E1、E2，解此聯(lián)立方程組： 即可得出鋼筋保護層厚度和直徑。 ,2211yDFEyDFEn目前儀器實現(xiàn)變換檢測模式的方法一般有以下兩種：n一種是正交測量法，傳感器置于被測鋼筋上方，在與鋼筋平行和垂直的方向上各測量一次，通過所測得的信號強弱差異，經(jīng)分析得出鋼筋直徑。該方法因傳感器需要改變位置，引入了兩次的測量誤差。n另一種是內(nèi)部切換法，當傳感器置于鋼筋正上方時，儀器自動切換傳感器的測量狀態(tài)，進行兩次測量，得出鋼筋直徑。該方法不需要變換傳感

4、器位置，減少了人為操作所帶來的測量誤差，比較快捷方便。檢測儀器 儀器型號廠家顯示模式保護層厚度測試精度(mm)測試范圍精度Profometer4瑞士Proceq公司數(shù)顯03001HR Rebar Locator美國James儀器公司數(shù)顯最大2503Rebar Datascan美國James儀器公司數(shù)顯最大300mm150mm下2%或2.5mmMicro Covermeter英國KOLECTRIC公司數(shù)顯5402CM9英國Oxford公司數(shù)顯最大2001CM52英國Oxford公司數(shù)顯最大1001HBY-84A山東三聯(lián)電子公司指針最大601KON-RBL北京康科瑞儀器公司數(shù)顯01001GBH-1

5、汕頭超聲儀器廠指針101203GBY-1A交通部公路科學研究所數(shù)顯最大180060：160120：3ZBL-R620北京智博聯(lián)科技有限公司數(shù)顯最大180659：16069：2檢測儀器檢測儀器二、雷達法 n定義：通過發(fā)射和接收到的毫微秒級電磁波來檢測混凝土中鋼筋位置、混凝土保護層厚度的方法。 發(fā)射器接收器主機砼移動鋼筋砼表面天線D檢測原理T發(fā)射波時間目標的反射波反射強度n雷達波檢測具有如下的技術(shù)特點：n對混凝土有很強的穿透能力，可測較大深度。n可實現(xiàn)非接觸探測，可作實時檢測，探測速度快。n通過減小波長和增大頻率寬度，實現(xiàn)高分辨力的探測。 國內(nèi)常見雷達儀技術(shù)性能 儀器型號廠家技術(shù)性能JEJ-60B

6、FNJJ-85ANJJ-95A日本JRC公司測試深度5mm200mm間距分辨率: 60mm深度下10鋼筋80mm一次測試距離為5mNoggin 250加拿大Sensors&Software公司可配置250MHz1200MHz的不同天線采用筆記本電腦，配有采集分析軟件RIS-K2意大利RIS公司具有10MHz2000MHz等各種頻率天線具有MF、S、Hiress等各種天線陣配備專用處理軟件雷達儀第三節(jié) 檢測技術(shù) n一、 一般規(guī)定n1、不適用于含有鐵磁性原材料的混凝土中鋼筋的檢測。n2、根據(jù)鋼筋設計資料，確定檢測區(qū)域鋼筋的可能分布狀況，選擇適當?shù)臋z測面。檢測面應清潔、平整，并避開金屬預埋件

7、。n3、對于具有飾面層的構(gòu)件，應清除飾面層后在混凝土面上進行檢測。n4、鉆孔、剔鑿的時候不得損壞鋼筋，實測采用游標卡尺，量測精度為0.1mm。二、儀器性能要求n檢測前應采用校準試件進行校準，當混凝土保護層厚度為1050mm時，混凝土保護層厚度檢測的允許誤差為1mm，鋼筋間距檢測的允許誤差為3mm。n儀器應定期進行校準，正常情況下，儀器校準有效期為一年。發(fā)生下列情況之一時，應對儀器進行校準：n 新儀器啟用前；n 檢測數(shù)據(jù)異常，無法進行調(diào)整；n經(jīng)過維修或更換主要零配件（如探頭、天線等）。 三、電磁感應法 n1、鋼筋位置檢測n嚴格意義的“鋼筋位置”應該是指由鋼筋三維方向的坐標所確定的位置，包含了鋼筋

8、排列方式和保護層厚度。但一般意義上的鋼筋位置檢測僅指從混凝土構(gòu)件表面經(jīng)過儀器掃描檢測確認鋼筋排列方向、軸線位置。不包括保護層厚度，或者說對保護層厚度的精度要求不高。 n對于一定深度的鋼筋，當鋼筋軸線與儀器傳感器軸線平行且垂直距離最小時，傳感器的響應信號最強。 n對于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋位置的檢測，最好應具備一定的結(jié)構(gòu)知識，并結(jié)合設計圖紙等資料判斷構(gòu)件中鋼筋的走向，盡可能使儀器傳感器以平行于鋼筋軸線的方向掃描。n掃描中應盡可能避開垂直方向的鋼筋以免干擾。 n當對結(jié)構(gòu)中鋼筋排列方向不是很明確的時候，可以采用所謂的“旋轉(zhuǎn)掃描法” ：n首先沿直線勻速移動傳感器，當儀器提示找到一根鋼筋時，在附近位置左右

9、旋轉(zhuǎn)傳感器，找到信號最大的位置，此時傳感器軸線即與鋼筋軸線平行；n然后保持傳感器角度不變，平行移動傳感器，找到信號最大的位置，即是鋼筋的準確位置。n旋轉(zhuǎn)掃描法適用于不能判斷鋼筋大致布局和走向的特殊構(gòu)件。 2、 保護層厚度檢測n保護層厚度檢測應該在鋼筋準確定位的基礎上進行，即按上述步驟，確定鋼筋軸線位置后，將傳感器平行放置于鋼筋正上方，儀器即可顯示保護層厚度值。 n儀器顯示的保護層厚度值是鋼筋深度和直徑的函數(shù)，因此為準確測得保護層厚度，還應該在儀器上準確設置鋼筋直徑。n保護層厚度的測量準確程度還受相鄰鋼筋、混凝土原材料(主要是骨料)是否含鐵磁性物質(zhì)、鋼筋材質(zhì)等因素影響，其中相鄰鋼筋的影響最大。

10、3、操作步驟 n檢測前，應對儀器進行預熱和調(diào)零。檢測過程中，應適時核查儀器的零點狀態(tài)。n進行鋼筋位置檢測前，宜結(jié)合設計資料了解鋼筋布置狀況。檢測時，應避開鋼筋接頭和綁扎絲，鋼筋間距應滿足儀器的要求。探頭在檢測面上移動，直到儀器保護層厚度示值最小，此時探頭中心線與鋼筋軸線應重合，在相應位置做好標記。按上述步驟將相鄰的其它鋼筋位置逐一標出。 保護層厚度檢測步驟n鋼筋位置確定后進行保護層厚度的檢測：n設定儀器量程范圍及鋼筋直徑，沿被測鋼筋軸線選擇相鄰鋼筋影響較小的位置，并應避開鋼筋接頭和綁扎絲，讀取保護層厚度檢測值。在每根鋼筋的同一位置重復檢測1次，讀取數(shù)值。n對同一處讀取的2個保護層厚度值相差大于

11、1mm時，該組檢測數(shù)據(jù)無效，并應查明原因，在該處重新進行檢測，如2個保護層厚度值相差仍大于1mm，則應該更換檢測儀器或采用鉆孔、剔鑿的方法核實。 保護層厚度檢測步驟n注：大多數(shù)儀器要求鋼筋直徑已知方能準確檢測保護層厚度，此時儀器必須按照鋼筋實際直徑對應進行設置。n當實際保護層厚度值小于儀器最小示值時，應采用在探頭下附加墊塊的方法進行檢測。墊塊對儀器檢測結(jié)果不應產(chǎn)生干擾，表面應光滑平整，其各方向厚度值偏差不應大于0.1mm。所加墊塊厚度C0在計算保護層厚度時應予扣除。 保護層厚度檢測步驟n 檢測鋼筋間距時，應將設計間距相同的連續(xù)相鄰鋼筋一一標出，不得遺漏，并不宜少于7根鋼筋，然后量測所有相鄰鋼筋

12、的間距si，并記錄其間隔數(shù)。保護層厚度檢測步驟n遇到下列情況之一時，應選取不少于30的已測鋼筋且不應少于6處（當實際檢測數(shù)量不到6處時應全部抽?。?，采用鉆孔、剔鑿等方法驗證：n認為相鄰鋼筋對檢測結(jié)果有影響；n鋼筋實際直徑未知或有異議；n鋼筋實際根數(shù)、位置與設計有較大偏差；n構(gòu)件飾面層未清除的情況下檢測鋼筋保護層厚度；n鋼筋以及混凝土材質(zhì)與校準試件有顯著差異。四、雷達法 n檢測的時候必須根據(jù)被測結(jié)構(gòu)中鋼筋的排列特點，使雷達儀天線垂直于被測鋼筋移動，儀器天線將接收的信號轉(zhuǎn)換成被測部位的斷面圖，直觀地顯示被測鋼筋的影像，然后可以將檢測結(jié)果打印出來或者利用儀器所配置的軟件進行分析，可以得到被測部位斷面

13、中的鋼筋間距、深度等參數(shù)。 典型的雷達法檢測結(jié)果 雷達法檢測的操作步驟 n根據(jù)被測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中鋼筋的排列方向，雷達儀探頭或天線沿垂直于被測鋼筋軸線方向掃描，儀器采集并記錄下被測部位的反射信號，經(jīng)過適當處理后，儀器可顯示被測部位的斷面圖象，根據(jù)鋼筋的反射波位置來確定鋼筋間距si和保護層厚度值。n檢測鋼筋間距時，應將設計間距相同的連續(xù)相鄰鋼筋一一標出，不得遺漏，并不宜少于7根鋼筋，然后量測所有相鄰鋼筋的間距si，并記錄其間隔數(shù)。 雷達法檢測的操作步驟n遇到下列情況之一時，應選取不少于30的已測鋼筋且不應少于6處（當實際檢測數(shù)量不到6處時應全部抽?。?，采用鉆孔、剔鑿等方法驗證。n認為相鄰鋼筋對檢測結(jié)

14、果有影響；n鋼筋實際根數(shù)、位置與設計有較大偏差或無資料可參考時；n混凝土含水率較高；n飾面層電磁性能與混凝土有較大差異；n鋼筋以及混凝土材質(zhì)與校準試件有顯著差異。 第四節(jié) 檢測數(shù)據(jù)處理 n一、鋼筋保護層厚度n上述檢測方法不涉及抽樣、結(jié)果評判等，均需依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204-2002附錄E的規(guī)定進行。該附錄規(guī)定：n1、抽樣方法：n對梁類、板類構(gòu)件，應各抽取構(gòu)件數(shù)量的2%且不少于5個構(gòu)件進行檢驗；當有懸挑構(gòu)件時，抽取的構(gòu)件中懸挑梁類、板類構(gòu)件所占比例均不宜小于50%。n結(jié)構(gòu)部位，應由監(jiān)理(建設)、施工等各方根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性共同選定。一、鋼筋保護層厚度n2、檢測部位：n

15、對于梁類構(gòu)件，應對全部縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗；n對于板類構(gòu)件，應抽取不少于6根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗；n對于每根鋼筋，應在有代表性的部位測量1點。n3、檢測方法：n可采用非破損或者局部破損的方法，也可采用非破損方法并用局部破損方法進行校準。檢測誤差不應大于1mm。一、鋼筋保護層厚度n4、指標要求：n縱向受力鋼筋的允許偏差，對梁類構(gòu)件為+10mm，-7mm，對板類構(gòu)件為+8mm，-5mm。n5、結(jié)果評定：n對梁類、板類構(gòu)件縱向受力鋼筋的保護層厚度應分別進行驗收。n符合下列要求可按合格驗收：n全部鋼筋保護層厚度檢驗的合格點率不小于90%時，判定合格；一、鋼筋保護層厚度n全部鋼筋

16、保護層厚度檢驗的合格點率小于90%但不小于80%時，可再抽取同樣數(shù)量的構(gòu)件進行檢驗，同時兩次抽樣總和計算的合格點率必須不小于90%，才能判定為合格。n每次抽樣檢驗結(jié)果中不合格點的最大偏差均不應大于規(guī)范允許偏差的1.5倍。對于梁類構(gòu)件，也就是說不能大于+15mm，-10.5mm，對于板類構(gòu)件，不能大于+12mm，-7.5mm。 二、鋼筋位置檢測 n鋼筋位置檢測主要是為了了解其間距，如樓板中縱向受力鋼筋間距是影響其承載能力的重要因素。鋼筋間距的計算相對較為簡單，可以根據(jù)一定長度內(nèi)有幾根鋼筋(幾個間隔)來計算平均間距，如鋼筋分布不均勻，最好將所測部位的鋼筋分布以繪圖形式記錄下來，并記錄每根鋼筋間距，

17、以便整改。 例題n1、當鋼筋保護層厚度測試儀的探頭位于(D)時，其指示信號最強。n(A)鋼筋正上方 (B)與鋼筋軸線垂直n(C)與鋼筋軸線平行 (D)與鋼筋軸線平行且位于鋼筋正上方n2、在檢測混凝土鋼筋保護層厚度時，優(yōu)先選擇(B)。n(A)探地雷達 (B)數(shù)顯式鋼筋保護層厚度測試儀n(C)混凝土雷達儀 (D)指針式鋼筋探測儀n3、在檢測鋼筋位置時，對于內(nèi)部金屬預埋件，應( A )。n(A)遠離 (B)靠近 (C)不影響 (D)對檢測結(jié)果進行修正n4、采用儀器進行鋼筋保護層厚度測試時，其誤差應(C)。n(A)不大于2mm (B)不大于3mm (C)不大于1mm (D)不小于1mmn5、采用儀器進

18、行鋼筋間距測試時，其誤差應(B)。n(A)不大于2mm (B)不大于3mm n(C)不大于1mm (D)不小于1mmn6、電磁式鋼筋保護層厚度測試儀不適用于(B)的混凝土的檢測。n(A)骨料粒徑大于60mmn(B)含鐵磁性原料正確n(C)不含鐵磁性原料n(D)齡期大于1000dn7、鋼筋保護層厚度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的(ABCD)。n(A)承載力 (B)耐久性n(C)使用年限 (D)耐火性能n8、儀器出現(xiàn)下列情況時，應進行校準(ABC)：n(A)探頭損壞后更換探頭n(B)正常使用滿1年n(C)測試過程中對顯示有懷疑且無法通過調(diào)零進行調(diào)整n(D)正常使用滿半年n9、當保護層厚度偏大時，(AB)：n(A)削

19、弱構(gòu)件承載能力 n(B)可能對構(gòu)件耐久性有利n(C)提高構(gòu)件承載能力n(D)一定削弱構(gòu)件耐久性n9、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002規(guī)定，保護層厚度測試的取樣數(shù)量為(ABC)n(A)梁類構(gòu)件取2%不少于5個n(B)板類構(gòu)件取2%不少于5個n(C)懸挑構(gòu)件所占比例不宜小于50%n(D)不少于5個即可n10、進行梁類鋼筋保護層厚度測試時，應注意(AB)：n(A)應對全部底排縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n(B)對于每根鋼筋，應在有代表性的部位測量1點。n(C)應抽取不少于6根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n(D)應抽取不少于7根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n11

20、、進行板類鋼筋保護層厚度測試時，應注意(BC)：n(A)應對全部縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n(B)對于每根鋼筋，應在有代表性的部位測量1點。n(C)應抽取不少于6根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n(D)應抽取不少于5根縱向受力鋼筋的保護層厚度進行檢驗。n12、鋼筋保護層厚度測試時，第一次檢測結(jié)果不合格的情況下(AC)：n(A)如果合格點率低于80%則該工程鋼筋保護層厚度判為不合格。n(B)首先必須抽取同樣數(shù)量構(gòu)件進行復檢。n(C)合格點率必須不小于80%才有復檢的可能。n(D)若復檢的合格點率不小于90%則該工程鋼筋保護層厚度判定為合格。n12、當構(gòu)件表面存在飾面層時，采用非破損手段進行鋼筋保護層厚度檢測時，應注意(AB)。n(A)必須清除構(gòu)件表面飾面層n(B)應在混凝土面上進行檢測n(C)飾面層主體材料以及夾層如含有金屬或燒結(jié)材料，則必須鑿除n(D)必須選取30%不少于6個構(gòu)件采用破損剔鑿的方式進行驗證n13、為準確測得鋼筋保護層厚度，應在電磁式儀器上正確設置量程及鋼筋直徑、種類。(正確)n14、電磁式儀器