水工混凝土构件钢筋保护层检测技术研究

刘子畅

（河南科源水利建设工程检测有限公司，河南 郑州 450001）

0 引言

钢筋保护层，对水工结构构件的使用寿命有着巨大的影响，主要作用是防止钢筋混凝土结构内部的钢筋锈蚀，保障钢筋与混凝土的粘结强度，保证钢筋与混凝土共同承受外部荷载作用，增强钢筋混凝土结构的耐久性。如果保护层厚度过小，内部钢筋极易遭受大气和氯盐等的侵蚀而发生锈蚀，降低工程结构强度与使用寿命，导致工程结构体系发生破坏。因此，通过水工构件的钢筋保护层厚度检测，可以做到规避风险、防患于未然。当保护层不能满足设计要求时，及时进行修补和采取必要的处理措施，以保障水利工程的安全运营和人民的生命财产安全。

1 常用检测方法及原理

破损和无损检测是目前保护层厚度检测的两种常用技术。破损检测方法直观准确，但破坏了构件的完整性。无损检测，是使用特定的检测仪器，在混凝土表面上对结构的钢筋保护层厚度及钢筋间距进行检测，不需要对混凝土进行剔凿，不会对结构造成破坏。国内外无损检测设备主要有，电磁感应钢筋保护层测定仪、电磁波探地雷达检测仪两类。

电磁感应检测法，是通过对二次交变电磁场强度分析，来确定结构内的钢筋位置，其原理是利用探头产生的电磁场，直接与混凝土内的钢筋发生作用，如图1 所示。

图1 钢筋保护层检测电磁感应检测法示意图

电磁感应检测法优点是没有其他的间接媒介存在，保证检测数据不受除电磁场以外其他因素干扰，大大提高了检测数据的精准性；其借助固定检测仪器，对钢筋保护层厚度进行检测，相比于组成较为复杂的探地雷达检测仪，钢筋保护层测定仪具有体积小、易携带的特点，使用人员在掌握仪器操作的方法流程之后，就能快速而且准确地对钢筋保护层厚度及钢筋间距进行检测，检测过程简单易行。常用方法比较详见表1。

表1 常用检测方法比较

2 实测分析

某渡槽工程为钢筋混凝土结构，槽身断面形式为矩形，槽身总长35 m，槽底宽为2.5 m，侧墙净高3 m。槽身采用Ⅱ级HRB 335 钢筋和C 25 混凝土，其中钢筋的直径为16 mm。排架和地基的连接采用整体式基础，槽身、基础和排架采用预制吊装形式。现就槽身及底板构件钢筋保护层厚度进行检验，采用钢筋保护层测定仪、探地雷达两种方法进行对比分析。其中，表2 为钢筋保护层测定仪测得的试验数据，表3 为同一部位探地雷达测得的试验数据。

表2 渡槽工程钢筋保护层厚度数据记录表

图2 探地雷达检测图像

表3 探地雷达检测钢筋保护层厚度数据记录表

3 检测数据计算分析

对于箱涵涵身的50 组钢筋保护层厚度检测值，规范要求每个检测值必须在大于等于设计值5 mm，小于等于设计值8 mm 的范围之内才算合格。参考图纸，我们已经知道箱涵涵身顶板和侧墙钢筋保护层厚度的设计值为50 mm。每组数据合格率的计算公式为：（总测点数－不合格点数）/总测点数。观察数据记录我们可以发现箱涵顶板检测的10 个数据均在+8 mm至-5 mm 的范围之内，因此我们可以判定箱涵顶板检测的此组数据合格率=（10－0）/10=100%；左侧墙一区检测的第1 个数据为59 mm，不在+8 mm 至-5 mm 的范围之内，其余9 个数据均在+8mm 至-5mm 的范围之内，此组合格率=（10－1）/10=90%；左侧墙二区检测的第4 个数据为44 mm，不在+8 mm 至-5mm 的范围之内，其余9 个数据均在+8 mm 至-5 mm 的范围之内，此组合格率=（10－1）/10=90%；右侧墙一区检测的10个数据均在+8 mm 至-5 mm 的范围之内，此组合格率=（10-0）/10=100%；右侧墙二区检测的10 个数据均在+8 mm 至-5 mm 的范围之内，此组合格率=（10-0）/10=100%。

4 不合格混凝土结构的处理措施

钢筋保护层厚度不合格总体上可分为保护层厚度不足或保护层厚度偏大两种情况，针对这两种情况我们应采取的有效处理措施为：

（1）保护层厚度不足。首先要对结构构件的混凝土表面进行处理，使混凝土表面变得粗糙，便于粘接修补材料，然后就是对混凝土表面进行抹灰，应保证砂浆的强度使混凝土表面不易开裂，必要时应在砂浆中添加抗裂材料以防止开裂；同时为了增强结构构件的抗裂性，也可以在结构构件的底部敷设钢丝网片。

如果钢筋混凝土结构的不合格测点处有明显的露筋情况出现，或者混凝土表面的粘接性差，导致无法进行抹灰处理时。可以先把露筋部位的混凝土保护层钻孔后剔凿掉，对露出来的钢筋进行除锈和防锈处理，再采用高压设备对混凝土表面喷射高强度的砂浆或细密性混凝土材料以形成新的钢筋保护层。

（2）保护层厚度偏大。若钢筋位置分布不当，导致混凝土保护层厚度偏大，应依据检测结果对结构的承载力进行复核计算。若承载力检验结果不能满足设计要求时，应采取一定的加固补强措施。如果是由于混凝土浇筑的原因，导致钢筋保护层厚度偏大，但结构的有效截面面积并未减小，不影响结构的耐久性，则保持原状。但若钢筋保护层厚度严重偏大，明显地增加了钢筋混凝土结构的自重，应该采用现场分析与承载力计算结合的方法进行综合处理，采取结构混凝土表面抗裂、抗剥落的处理措施，以保障钢筋混凝土结构的安全。

5 结论

本文通过对钢筋保护层厚度几种检测方法的分析和对比，从检测原理及数据处理上阐述了各种方法的优缺点。针对某工程，同一结构构件上分别利用钢筋保护层测定仪、探地雷达两种设备进行检测，对相关数据做了对比分析，针对不合格测点提出处理意见，结果表明钢筋保护层测定仪检测准确度高，快速便捷，是水利工程混凝土构件钢筋保护层检测的首要选择。