現(xiàn)澆鋼筋混凝土板保護(hù)層厚度的檢測(cè)與控制

現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的檢測(cè)與控制[摘要]本文通過(guò)對(duì)影響板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度測(cè)試因素的分析，提出了提高板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度測(cè)試精度的若干技術(shù)措施與注意事項(xiàng)。介紹了施工時(shí)3種行之有效的控制板負(fù)彎矩筋混凝土保護(hù)層厚度的方法。[Abstract]Basedonanalyzinginfluencediathesistothenegativebendingmomentreinforcementcoverthicknessofthefloortesting,severaltechnicalmeasureandnoticeproceedingtoimproveitstestprecisionisbroughtforward.Threeeffectivemethodtocontrolthenegativebeadingmomentreinforcementcoverofthefloorduringconstructingisintroduced..關(guān)鍵詞：負(fù)彎矩鋼筋；混凝土保護(hù)層厚度[Keyword]Coverthickness;Negativebendingmomentreinforcement1、引言現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度合格點(diǎn)率偏低是建筑工程質(zhì)量通病之一?，F(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度偏大會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)澆板沿支座處出現(xiàn)環(huán)狀裂縫，影響板的安全性和使用功能；懸挑板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度偏大，會(huì)影響懸挑板的承載力甚至導(dǎo)致懸挑板斷裂跨塌。工程質(zhì)量管理部門采取對(duì)現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)以間接控制和驗(yàn)證其厚度并確定是否采取處理措施?！痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204－2002）對(duì)檢測(cè)結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度所抽取的鋼筋種類、數(shù)量以及檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定作了規(guī)定，但沒(méi)有對(duì)檢測(cè)方法作明確規(guī)定，檢測(cè)結(jié)構(gòu)實(shí)體中的鋼筋《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）正在起草、編制。相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)依據(jù)GB50204－2002的規(guī)定和鋼筋探測(cè)儀說(shuō)明書(shū)的要求開(kāi)展檢測(cè)，有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員還通過(guò)局部破損的方法對(duì)儀器測(cè)試值進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)校準(zhǔn)認(rèn)為儀器讀數(shù)值誤差較大，達(dá)不到儀器說(shuō)明書(shū)注明的精度。校準(zhǔn)雖然準(zhǔn)確，但如果局部破損現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢測(cè)成本加大，進(jìn)而提出購(gòu)置（或建議相關(guān)單位研制）精度更高的設(shè)備。本文參考相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合檢測(cè)實(shí)踐，就保護(hù)層厚度校準(zhǔn)值和電磁法鋼筋探測(cè)儀儀器讀數(shù)值間的差異作若干分析，并介紹提高儀器讀數(shù)準(zhǔn)確性的若干技術(shù)措施與注意事項(xiàng)。對(duì)現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)的目的是為了督促施工單位更好地控制保護(hù)層厚度，為此監(jiān)理、施工單位均加強(qiáng)了管理，并采取了一些技術(shù)措施進(jìn)行監(jiān)控，但效果均不理想。本文為此也介紹3種行之有效的控制保護(hù)層厚度的方法。2、鋼筋保護(hù)層厚度的定義將混凝土表面與鋼筋表面間的最小距離C1定義為實(shí)際保護(hù)層厚度；用鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)時(shí)混凝土表面與鋼筋理論表面間的距離Cm定義為指示保護(hù)層厚度。C1、Cm詳見(jiàn)圖1所示。由鋼筋保護(hù)層厚度的定義可知帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋的鋼筋探測(cè)儀讀數(shù)值和實(shí)際保護(hù)層厚度是有差異的?，F(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋通常使用光圓鋼筋，少量使用帶肋鋼筋，基本上不使用冷軋扭鋼筋，由于光圓鋼筋Cm＝C1，帶肋鋼筋Cm≈C1，測(cè)現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度時(shí)，在儀器讀數(shù)值精度有保證的前提下，儀器讀數(shù)值基本上就是實(shí)際保護(hù)層厚度值C1；對(duì)于冷軋扭等截面嚴(yán)重變形的鋼筋而言，若要測(cè)得其實(shí)際保護(hù)層厚度值C1，先使用儀器確定鋼筋位置，然后采用鉆孔、剔鑿局部破損法用深度游標(biāo)卡尺量測(cè)其實(shí)際保護(hù)層厚度。3、現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋砼保護(hù)層厚度的測(cè)試3.1電磁法鋼筋探測(cè)儀鋼筋探測(cè)儀由電磁法鋼筋探測(cè)儀和雷達(dá)法鋼筋探測(cè)儀兩種，本文中所涉及的鋼筋探測(cè)儀均指電磁法鋼筋探測(cè)儀而言。電磁法鋼筋探測(cè)儀通常由探頭、主機(jī)和連接線組成。探頭接受主機(jī)命令，產(chǎn)生電磁場(chǎng)，探頭與混凝土表面持續(xù)接觸并進(jìn)行掃描，當(dāng)混凝土中的鋼筋和其它金屬物體位于該磁場(chǎng)時(shí)，磁力線會(huì)變形，鋼筋和其它金屬所產(chǎn)生的干擾導(dǎo)致電磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布改變，被探頭探測(cè)到并接收輸送回主機(jī)，主機(jī)以模擬方式或數(shù)字方式對(duì)金屬物的位置進(jìn)行顯式。如果對(duì)儀器所測(cè)金屬物和混凝土進(jìn)行適當(dāng)校準(zhǔn)，主機(jī)即顯示鋼筋（金屬物）保護(hù)層厚度。探頭可由單個(gè)或多個(gè)線圈組成，其產(chǎn)生電磁場(chǎng)的物理原理可以是渦流效應(yīng)或者電磁感應(yīng)。應(yīng)用渦流效應(yīng)的鋼筋探測(cè)儀，探測(cè)線圈中的復(fù)線圈電流在鋼筋（或?qū)щ娊饘傥铮┲挟a(chǎn)生渦流，導(dǎo)致探測(cè)線圈電阻改變。采用這種工作原理的儀器，其頻率在1kHz以上，并且對(duì)于靠近探頭的任何導(dǎo)電金屬都有反映。由于這類儀器對(duì)材料的電導(dǎo)率依賴性強(qiáng)，有可能對(duì)鋼材種類的變化十分敏感，例如檢測(cè)高拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋保護(hù)層厚度，需局部破損混凝土進(jìn)行校準(zhǔn)。應(yīng)用電磁感應(yīng)的鋼筋探測(cè)儀，其復(fù)線圈采用低于渦流類儀器的工作頻率（一般低于90Hz）。其工作原理類似于變壓器，由一個(gè)或兩個(gè)線圈帶有驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)另一個(gè)或兩個(gè)線圈接收由于探測(cè)線圈和混凝土中的鋼筋形成磁通路而改變的電壓。這類儀器對(duì)于非鐵磁性材料不如采用渦流效應(yīng)的儀器敏感。由于這類儀器探頭通常安置了對(duì)溫度敏感的線圈，導(dǎo)致儀器讀數(shù)隨探頭溫度變化而變化，使用這類儀器檢測(cè)時(shí)必須經(jīng)常調(diào)零并遵照儀器說(shuō)明書(shū)的建議進(jìn)行操作。了解了鋼筋探測(cè)儀類型，測(cè)試人員使用渦流效應(yīng)探測(cè)儀測(cè)試時(shí)需避開(kāi)水管、電線、金屬電線套管等導(dǎo)電金屬，以準(zhǔn)確確定鋼筋位置；消除和減小導(dǎo)電金屬對(duì)測(cè)試鋼筋保護(hù)層厚度的影響；在氣溫和體溫相差較大的環(huán)境下進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，手持對(duì)溫度敏感的電磁感應(yīng)探測(cè)儀探頭進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如手持時(shí)間較長(zhǎng)，探頭溫度會(huì)升高，造成鋼筋保護(hù)層讀數(shù)誤差增大，手持探頭時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)需按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)零或遵照儀器說(shuō)明書(shū)的要求消除溫差因素影響。新購(gòu)置的探測(cè)儀，需仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書(shū)并做相關(guān)試驗(yàn)，以了解其產(chǎn)生磁場(chǎng)的物理原理。有的儀器說(shuō)明書(shū)沒(méi)有介紹探頭產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理，因此需做相關(guān)試驗(yàn)，可用鋁、銅、不銹鋼等非鐵磁性金屬物與探頭接觸，如主機(jī)中保護(hù)層讀數(shù)由大變小且變化很大，說(shuō)明探頭產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理為渦流效應(yīng)；如主機(jī)中保護(hù)層讀數(shù)變化較小或不變，說(shuō)明探頭產(chǎn)生磁場(chǎng)的原理為電磁感應(yīng)。英國(guó)產(chǎn)CM9智能型鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀利用渦流效應(yīng)原理，國(guó)產(chǎn)GBY－1A型鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀和英國(guó)產(chǎn)MC－1000、PROBAO3D微型保護(hù)層測(cè)定儀利用電磁感應(yīng)原理。同一臺(tái)鋼筋探測(cè)儀往往配置兩個(gè)探頭，不同的探頭因產(chǎn)生磁場(chǎng)的范圍的差異導(dǎo)致其探測(cè)范圍不一樣，通常大探頭探測(cè)的范圍要比小探頭大，探測(cè)范圍增大的同時(shí)，當(dāng)鋼筋間距、排距降至某一定值，鋼筋相互之間影響，使得儀器保護(hù)層厚度讀數(shù)不準(zhǔn)，甚至連鋼筋定位也不準(zhǔn)。探測(cè)范圍足夠的情況下，使用探測(cè)范圍較小的小探頭可提高測(cè)試精度。探頭探測(cè)精度的高低與其探測(cè)范圍的選擇需視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。我國(guó)目前用的鋼筋探測(cè)儀主要為我國(guó)及英國(guó)、瑞士三國(guó)生產(chǎn)，其主機(jī)中顯示的鋼筋保護(hù)層厚度均為使用生產(chǎn)國(guó)鋼筋和混凝土材料校準(zhǔn)得出，且顯示的數(shù)字只對(duì)單根鋼筋而言。依據(jù)儀器的探測(cè)原理，為提高鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試的準(zhǔn)確性，需要對(duì)新購(gòu)儀器進(jìn)行試驗(yàn)室校準(zhǔn)，儀器在使用過(guò)程中還需進(jìn)行周期性校準(zhǔn)，工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)如現(xiàn)場(chǎng)情況和試驗(yàn)室校準(zhǔn)條件有差異，需對(duì)儀器讀取的保護(hù)層數(shù)值進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)。儀器如果使用電池和外接電源供電，必須在兩種電源下分別校準(zhǔn)；同一臺(tái)儀器如使用幾種不同的探頭均需分別進(jìn)行校準(zhǔn)。方法1：使用不具有顯著鐵磁性的砂、石（可用磁鐵漿砂子中的鐵砂吸除），不使用外加劑，普通硅酸鹽水泥的用量在300kg/m3~400kg/m3之間，選一根筆直的光圓鋼筋（φ6～φ10均可），按圖2所示將鋼筋澆注于棱柱狀混凝土試件中，鋼筋偏離試塊中心，其位置為：從各澆筑側(cè)面至鋼筋的實(shí)際保護(hù)層厚度應(yīng)覆蓋廠家所標(biāo)明的儀器量程，最小保護(hù)層厚度為8㎜（我國(guó)根據(jù)GB50204－2002規(guī)定：允許板筋最小保護(hù)層厚度為8㎜）。圖2所示棱柱體澆筑側(cè)面的平整度應(yīng)不大于0.5㎜；用深度游標(biāo)卡尺從棱柱體澆筑面兩端測(cè)量鋼筋的實(shí)際保護(hù)層厚度，一個(gè)側(cè)面的兩個(gè)測(cè)量值偏差不大于1㎜，取其平均值為實(shí)際保護(hù)層厚度C1。然后按廠家說(shuō)明書(shū)要求，在儀器量程之內(nèi)并使外界電磁場(chǎng)干擾降至最低，用鋼筋探測(cè)儀測(cè)量所有平行于鋼筋的澆筑側(cè)面至鋼筋的指示保護(hù)層厚度Cm，Cm的誤差應(yīng)當(dāng)在±2㎜之內(nèi)。方法2：用方法1所用的材料成型1個(gè)方形混凝土試件，在方形試件的兩個(gè)相對(duì)表面鉆取一系列互相垂直的孔，以便讓方法1中所描述的鋼筋以與表面不同距離并保持水平地穿過(guò)試件，用深度游標(biāo)卡尺和鋼筋探測(cè)儀分別測(cè)量C1和Cm并進(jìn)行比較。通過(guò)校準(zhǔn)可以確定儀器讀數(shù)值Cm和實(shí)際保護(hù)層厚度C1間關(guān)系，測(cè)試時(shí)利用Cm與C1間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行修正，提高測(cè)試混凝土保護(hù)層厚度的準(zhǔn)確性。3.2鋼筋鋼筋的種類及其截面尺寸對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試值的影響已在保護(hù)層厚度定義一節(jié)中作了闡述。當(dāng)鋼筋產(chǎn)生明顯銹蝕時(shí)，其對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的測(cè)試也將產(chǎn)生影響，銹蝕明顯的鋼筋保護(hù)層厚度的測(cè)試需鉆孔剔鑿混凝土直接量取。鋼筋的間距、排距、方向是影響鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試值準(zhǔn)確性的主要因素。對(duì)雙排鋼筋而言，使用鋼筋探測(cè)儀有可能確定保護(hù)層厚度較小的一排鋼筋位置，兩排鋼筋的保護(hù)層厚度均難以用鋼筋探測(cè)儀測(cè)出。鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試值的準(zhǔn)確性與平行的鋼筋間距和探頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)范圍有關(guān)；德國(guó)水泥工業(yè)研究所研究表明，用鋼筋探測(cè)儀測(cè)試平行的鋼筋時(shí)，鋼筋間距應(yīng)不小于其保護(hù)層厚度的1.5倍。用鋼筋探測(cè)儀測(cè)試與探頭軸線（與探頭電纜線平行）平行的鋼筋，與被測(cè)鋼筋方向垂直的鋼筋對(duì)儀器測(cè)試值也有影響，有經(jīng)驗(yàn)的操作者通常確定垂直向鋼筋位置，在兩垂直向鋼筋中間測(cè)試與探頭軸線平行的鋼筋保護(hù)層厚度以提高測(cè)試精度。鋼筋探測(cè)儀的讀數(shù)值及其采用前述兩方法的校準(zhǔn)均采用單根鋼筋，而工程現(xiàn)場(chǎng)有雙層（或雙排）雙向鋼筋、鋼筋間距較小、預(yù)埋金屬物以及混凝土中含有鐵磁性骨料等對(duì)測(cè)試精度有影響的不利因素，要減小和消除這些不利因素的影響，提高測(cè)試精度和工作效率，除了要調(diào)查了解現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)情況并在檢測(cè)時(shí)采取一些措施外，還可采取下述兩種措施：其一，模擬工程現(xiàn)場(chǎng)配筋情況制作出試件，通過(guò)試驗(yàn)確定鋼筋探測(cè)儀的精度及其對(duì)應(yīng)的探測(cè)范圍，繪制出探測(cè)精度符合要求的儀器讀數(shù)值Cm和實(shí)際值C1間的相關(guān)曲線。其二，對(duì)于探測(cè)精度超出范圍或?qū)x器測(cè)出的結(jié)果有懷疑時(shí)，采用局部鉆孔、剔鑿保護(hù)層混凝土的校驗(yàn)方法：校驗(yàn)時(shí)被測(cè)鋼筋混凝土面層需磨平，平整度不大于0.5㎜，然后根據(jù)儀器所確定的鋼筋位置選擇有代表性的部位鉆取一系列孔洞至鋼筋，鉆孔時(shí)應(yīng)小心切勿損傷鋼筋，用深度游標(biāo)卡尺和保護(hù)層測(cè)定儀測(cè)量C1和儀器讀數(shù)值Cm，繪制C1和其對(duì)應(yīng)的Cm校驗(yàn)曲線，利用校驗(yàn)曲線計(jì)算其它位置鋼筋保護(hù)層厚度。4、現(xiàn)澆板負(fù)彎矩鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的控制筆者通過(guò)調(diào)查、并進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，認(rèn)為以下三種施工方法可有效控制板負(fù)彎矩筋混凝土保護(hù)層厚度。方法1：按規(guī)范要求將負(fù)彎矩筋和固定負(fù)彎矩筋的分布筋綁扎牢固，在柱上鋼筋間拉線標(biāo)注負(fù)筋保護(hù)層厚度，采用塔式起重機(jī)或混凝土輸送泵輸送混凝土，在剛性較大的梁縱向鋼筋上部設(shè)置承載木板，澆筑混凝土?xí)r工人站于承載木板上。合肥某鋼模租賃公司綜合樓采用此法澆筑梁、板混凝土，筆者實(shí)測(cè)其15塊板負(fù)筋混凝土保護(hù)層厚度在15㎜～29㎜之間（負(fù)筋保護(hù)層設(shè)計(jì)值為15㎜）。方法2：除按規(guī)范要求對(duì)鋼筋進(jìn)行綁扎外，還采用工程塑料限位卡固定板負(fù)筋及板中其它鋼筋，然后采用塔式起重機(jī)或混凝土輸送泵輸送混凝