劉子暢

（河南科源水利建設(shè)工程檢測(cè)有限公司，河南 鄭州 450001）

0 引言

鋼筋保護(hù)層，對(duì)水工結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用壽命有著巨大的影響，主要作用是防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋銹蝕，保障鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，保證鋼筋與混凝土共同承受外部荷載作用，增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。如果保護(hù)層厚度過(guò)小，內(nèi)部鋼筋極易遭受大氣和氯鹽等的侵蝕而發(fā)生銹蝕，降低工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與使用壽命，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)體系發(fā)生破壞。因此，通過(guò)水工構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)，可以做到規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、防患于未然。當(dāng)保護(hù)層不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)和采取必要的處理措施，以保障水利工程的安全運(yùn)營(yíng)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 常用檢測(cè)方法及原理

破損和無(wú)損檢測(cè)是目前保護(hù)層厚度檢測(cè)的兩種常用技術(shù)。破損檢測(cè)方法直觀準(zhǔn)確，但破壞了構(gòu)件的完整性。無(wú)損檢測(cè)，是使用特定的檢測(cè)儀器，在混凝土表面上對(duì)結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋間距進(jìn)行檢測(cè)，不需要對(duì)混凝土進(jìn)行剔鑿，不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)設(shè)備主要有，電磁感應(yīng)鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀、電磁波探地雷達(dá)檢測(cè)儀兩類。

電磁感應(yīng)檢測(cè)法，是通過(guò)對(duì)二次交變電磁場(chǎng)強(qiáng)度分析，來(lái)確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋位置，其原理是利用探頭產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，直接與混凝土內(nèi)的鋼筋發(fā)生作用，如圖1 所示。

圖1 鋼筋保護(hù)層檢測(cè)電磁感應(yīng)檢測(cè)法示意圖

電磁感應(yīng)檢測(cè)法優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有其他的間接媒介存在，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)不受除電磁場(chǎng)以外其他因素干擾，大大提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性；其借助固定檢測(cè)儀器，對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)，相比于組成較為復(fù)雜的探地雷達(dá)檢測(cè)儀，鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀具有體積小、易攜帶的特點(diǎn)，使用人員在掌握儀器操作的方法流程之后，就能快速而且準(zhǔn)確地對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋間距進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單易行。常用方法比較詳見(jiàn)表1。

表1 常用檢測(cè)方法比較

2 實(shí)測(cè)分析

某渡槽工程為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，槽身斷面形式為矩形，槽身總長(zhǎng)35 m，槽底寬為2.5 m，側(cè)墻凈高3 m。槽身采用Ⅱ級(jí)HRB 335 鋼筋和C 25 混凝土，其中鋼筋的直徑為16 mm。排架和地基的連接采用整體式基礎(chǔ)，槽身、基礎(chǔ)和排架采用預(yù)制吊裝形式?，F(xiàn)就槽身及底板構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢驗(yàn)，采用鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀、探地雷達(dá)兩種方法進(jìn)行對(duì)比分析。其中，表2 為鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，表3 為同一部位探地雷達(dá)測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表2 渡槽工程鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)記錄表

圖2 探地雷達(dá)檢測(cè)圖像

表3 探地雷達(dá)檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度數(shù)據(jù)記錄表

3 檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析

對(duì)于箱涵涵身的50 組鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值，規(guī)范要求每個(gè)檢測(cè)值必須在大于等于設(shè)計(jì)值5 mm，小于等于設(shè)計(jì)值8 mm 的范圍之內(nèi)才算合格。參考圖紙，我們已經(jīng)知道箱涵涵身頂板和側(cè)墻鋼筋保護(hù)層厚度的設(shè)計(jì)值為50 mm。每組數(shù)據(jù)合格率的計(jì)算公式為：（總測(cè)點(diǎn)數(shù)－不合格點(diǎn)數(shù)）/總測(cè)點(diǎn)數(shù)。觀察數(shù)據(jù)記錄我們可以發(fā)現(xiàn)箱涵頂板檢測(cè)的10 個(gè)數(shù)據(jù)均在+8 mm至-5 mm 的范圍之內(nèi)，因此我們可以判定箱涵頂板檢測(cè)的此組數(shù)據(jù)合格率=（10－0）/10=100%；左側(cè)墻一區(qū)檢測(cè)的第1 個(gè)數(shù)據(jù)為59 mm，不在+8 mm 至-5 mm 的范圍之內(nèi)，其余9 個(gè)數(shù)據(jù)均在+8mm 至-5mm 的范圍之內(nèi)，此組合格率=（10－1）/10=90%；左側(cè)墻二區(qū)檢測(cè)的第4 個(gè)數(shù)據(jù)為44 mm，不在+8 mm 至-5mm 的范圍之內(nèi)，其余9 個(gè)數(shù)據(jù)均在+8 mm 至-5 mm 的范圍之內(nèi)，此組合格率=（10－1）/10=90%；右側(cè)墻一區(qū)檢測(cè)的10個(gè)數(shù)據(jù)均在+8 mm 至-5 mm 的范圍之內(nèi)，此組合格率=（10-0）/10=100%；右側(cè)墻二區(qū)檢測(cè)的10 個(gè)數(shù)據(jù)均在+8 mm 至-5 mm 的范圍之內(nèi)，此組合格率=（10-0）/10=100%。

4 不合格混凝土結(jié)構(gòu)的處理措施

鋼筋保護(hù)層厚度不合格總體上可分為保護(hù)層厚度不足或保護(hù)層厚度偏大兩種情況，針對(duì)這兩種情況我們應(yīng)采取的有效處理措施為：

（1）保護(hù)層厚度不足。首先要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土表面進(jìn)行處理，使混凝土表面變得粗糙，便于粘接修補(bǔ)材料，然后就是對(duì)混凝土表面進(jìn)行抹灰，應(yīng)保證砂漿的強(qiáng)度使混凝土表面不易開(kāi)裂，必要時(shí)應(yīng)在砂漿中添加抗裂材料以防止開(kāi)裂；同時(shí)為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性，也可以在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的底部敷設(shè)鋼絲網(wǎng)片。

如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不合格測(cè)點(diǎn)處有明顯的露筋情況出現(xiàn)，或者混凝土表面的粘接性差，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行抹灰處理時(shí)。可以先把露筋部位的混凝土保護(hù)層鉆孔后剔鑿掉，對(duì)露出來(lái)的鋼筋進(jìn)行除銹和防銹處理，再采用高壓設(shè)備對(duì)混凝土表面噴射高強(qiáng)度的砂漿或細(xì)密性混凝土材料以形成新的鋼筋保護(hù)層。

（2）保護(hù)層厚度偏大。若鋼筋位置分布不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層厚度偏大，應(yīng)依據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。若承載力檢驗(yàn)結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取一定的加固補(bǔ)強(qiáng)措施。如果是由于混凝土澆筑的原因，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度偏大，但結(jié)構(gòu)的有效截面面積并未減小，不影響結(jié)構(gòu)的耐久性，則保持原狀。但若鋼筋保護(hù)層厚度嚴(yán)重偏大，明顯地增加了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重，應(yīng)該采用現(xiàn)場(chǎng)分析與承載力計(jì)算結(jié)合的方法進(jìn)行綜合處理，采取結(jié)構(gòu)混凝土表面抗裂、抗剝落的處理措施，以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度幾種檢測(cè)方法的分析和對(duì)比，從檢測(cè)原理及數(shù)據(jù)處理上闡述了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)某工程，同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件上分別利用鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀、探地雷達(dá)兩種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)做了對(duì)比分析，針對(duì)不合格測(cè)點(diǎn)提出處理意見(jiàn)，結(jié)果表明鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀檢測(cè)準(zhǔn)確度高，快速便捷，是水利工程混凝土構(gòu)件鋼筋保護(hù)層檢測(cè)的首要選擇。