淺談建筑混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)的方法

史長(zhǎng)江

【摘 要】建筑混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)是對(duì)已完成工程的功能性項(xiàng)目的實(shí)體進(jìn)行檢驗(yàn)，更真實(shí)、直接和客觀地反映施工全過(guò)程的質(zhì)量控制結(jié)果和最終結(jié)構(gòu)的綜合性能。為了確定結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性是否滿足要求，需要對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，對(duì)其可靠性做出科學(xué)評(píng)價(jià)。本文主要介紹建筑混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)中的內(nèi)容及方法，在實(shí)際工作中起一定參考作用。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)；實(shí)體檢測(cè)；方法

一、混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法

近年來(lái)，非破損法、局部破損法和綜合法是目前混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的常用方法，非破損方法日前常用的有回彈法、超聲回彈法；局部破損法日前常用的有鉆芯法、后裝拔出法、剪壓法、貫入法；綜合法是半破損與非破損的綜合應(yīng)用，常用有鉆芯—回彈法，鉆芯—超聲回彈法。一般建筑工程質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)和建筑公司試驗(yàn)室主要是采用鉆芯法、回彈法、超聲回彈法。

（一）鉆芯法

鉆芯法是一種簡(jiǎn)便、直觀、檢測(cè)精度較高的局部破損的檢測(cè)方法。該法是利用鉆芯機(jī)直接在結(jié)構(gòu)混凝土上鉆取芯樣，然后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，以芯樣強(qiáng)度評(píng)定結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度。由于鉆芯法的測(cè)定值就是圓柱狀芯樣的抗壓強(qiáng)度，即參考強(qiáng)度或現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度。它反映的是同條件養(yǎng)護(hù)齡期的混凝土強(qiáng)度，它與立方體試件抗壓強(qiáng)度之間，無(wú)需進(jìn)行某種物理量與強(qiáng)度之間的換算。因此，普遍認(rèn)為這是一種較為直觀、可靠、精度高的檢測(cè)手段，已為較多的國(guó)家所采用。

（二）回彈法

回彈法是利用一種彈簧驅(qū)動(dòng)的重錘，通過(guò)彈擊桿（傳力桿），彈擊混凝土表面，并測(cè)出重錘被反彈回來(lái)的距離，對(duì)回彈值（反彈距離與彈簧初始長(zhǎng)度之比）作為與強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)，來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的一種方法。由于測(cè)量在混凝土表面進(jìn)行，所以應(yīng)屬于表面硬度法的一種。用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，雖然檢測(cè)精度不高，但設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試迅速，以及檢測(cè)費(fèi)用低廉，且不破壞混凝土的正常使用，故在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定中使用較多。

（三）超聲-回彈綜合法

超聲-回彈綜合法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度是一種原位無(wú)損檢測(cè)方法，它是根據(jù)實(shí)測(cè)聲速值和回彈值綜合推定混凝土強(qiáng)度的方法，采用帶波形顯示器的低頻超聲檢測(cè)儀，并配置頻率50- 100kHZ的換能器，測(cè)量混凝土中的超聲波聲速值，以及采用彈擊錘沖擊能量為2.207J的混凝土回彈儀，測(cè)得其回彈值。通過(guò)測(cè)強(qiáng)曲線來(lái)?yè)Q算混凝土抗壓強(qiáng)度的一種檢測(cè)方法。

超聲-回彈綜合法超聲測(cè)區(qū)布置同回彈法基本一致。一般采用對(duì)測(cè)和角測(cè)的方法進(jìn)行，當(dāng)被測(cè)構(gòu)件只有一個(gè)檢測(cè)面時(shí)，可采用單面平測(cè)。在進(jìn)行實(shí)際對(duì)測(cè)檢測(cè)時(shí)，一般采用對(duì)角線的方法布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)應(yīng)注意被檢測(cè)混凝土應(yīng)飽滿，避開(kāi)有鋼筋密集區(qū)或其它預(yù)埋件的邊緣等地方。其次對(duì)于耦合劑的選擇也應(yīng)根據(jù)溫度和檢測(cè)條件的變化進(jìn)行變化，其選擇的基本原則是保證換能器輻射面與混凝土測(cè)試面達(dá)到完全面的接觸，保證耦合良好。

（四）綜合法

所謂綜合法就是采用兩種或兩種以上的無(wú)損檢測(cè)方法，獲取多項(xiàng)物理參量，并建立強(qiáng)度與多項(xiàng)物理參量的綜合相關(guān)關(guān)系，以便從不同角度綜合評(píng)價(jià)混凝土強(qiáng)度。由于綜合法采用多項(xiàng)物理參數(shù)，能較全面地反映構(gòu)成混凝土強(qiáng)度的各種因素，并且還能抵消部分影響強(qiáng)度與物理量相關(guān)關(guān)系的因素，因而它比單一物理量的無(wú)損檢測(cè)方法具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。目前常用的有綜合法有鉆芯-超聲回彈綜合法、鉆芯—回彈綜合法等，其中超聲-回彈綜合法已在我國(guó)廣泛應(yīng)用，并以制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程。

二、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)

（一）非破損方法

混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體鋼筋非破損檢測(cè)儀器主要有聲學(xué)原理和電磁學(xué)原理兩種。目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)儀器多采用電磁學(xué)原理，即檢測(cè)儀器探頭在混凝土表面向內(nèi)部發(fā)射電磁場(chǎng)，混凝土內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，由于感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度與空間梯度及鋼筋直徑相關(guān)（當(dāng)空間梯度變化由大變小，感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度由弱變強(qiáng)；鋼筋直徑由小變大，感應(yīng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度由弱變強(qiáng)。），因此，通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，便可確定鋼筋保護(hù)層厚度和鋼筋直徑等參數(shù)。該方法可作為鋼筋定位和保護(hù)層厚度檢測(cè)的主要方法。

在檢測(cè)前，應(yīng)對(duì)鋼筋探測(cè)儀進(jìn)行預(yù)熱和調(diào)零，調(diào)零時(shí)探頭應(yīng)遠(yuǎn)離金屬物體，宜結(jié)合設(shè)計(jì)資料了解鋼筋布置狀況。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)避開(kāi)鋼筋接頭和綁絲，先對(duì)被測(cè)鋼筋進(jìn)行初步定位。將探頭有規(guī)律的在檢測(cè)面上移動(dòng)，直至儀器顯示接受信號(hào)最強(qiáng)或保護(hù)厚度值最小時(shí)，此時(shí)探頭中心線與鋼筋軸線基本重合，在相應(yīng)位置做好標(biāo)記。按上述步驟將相鄰的其他鋼筋逐一標(biāo)出。鋼筋位置確定后，設(shè)定鋼筋探測(cè)儀量程范圍及鋼筋公稱(chēng)直徑，沿被測(cè)鋼筋軸線選擇相鄰影響較小的位置，并應(yīng)避開(kāi)鋼筋接頭和綁絲，讀取第1次檢測(cè)指示保護(hù)層厚度值Ct1。在被測(cè)鋼筋的同一個(gè)位置應(yīng)重復(fù)1次，讀取第2次檢測(cè)指示保護(hù)層厚度值Ct2。當(dāng)同一處讀取的2個(gè)混凝土保護(hù)層厚度值相差大于1mm時(shí)，該組檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)效，并查明原因，在該處重新進(jìn)行檢測(cè)。仍不滿足要求時(shí)，應(yīng)更換鋼筋探測(cè)儀或采用局部開(kāi)槽（局部破損法）方法驗(yàn)證。

（二）局部開(kāi)槽（局部破損法）

局部破損法是指在結(jié)構(gòu)實(shí)體有代表性的部位局部開(kāi)槽鉆孔測(cè)定，結(jié)果準(zhǔn)確，但事后應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。主要的工具有小型手槍鉆或鑿子、榔頭等，用來(lái)在需檢測(cè)部位開(kāi)槽或鉆孔，不得損壞鋼筋直到露出所檢鋼筋。用精度為0.02mm游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量值精確到0.1mm。

三、樓面板厚的檢測(cè)

混凝土現(xiàn)澆板厚的測(cè)試常用方法主要有取芯法和鉆孔法，非破損測(cè)試主要有沖擊回波法（或反射波法）和脈沖電磁波法。

（一）取芯法

取芯前應(yīng)先對(duì)樓板鋼筋及板內(nèi)預(yù)埋管線進(jìn)行定位，以避免對(duì)樓板鋼筋及板內(nèi)預(yù)埋管線造成傷害；取芯過(guò)程應(yīng)保證芯樣完整，取芯后直接量測(cè)芯樣的垂值高度（即樓板厚度），同時(shí)也可通過(guò)芯樣判斷樓板的施工質(zhì)量。

（二）鉆孔法

鉆孔同樣前應(yīng)先對(duì)樓板鋼筋及板內(nèi)預(yù)埋管線進(jìn)行定位，鉆進(jìn)過(guò)程應(yīng)保證鉆孔與板面的垂直，鉆進(jìn)完成后直接量測(cè)樓板厚度。

（三）沖擊回波法

沖擊回波法利用公式H= C2f0計(jì)算的出樓板厚度。試中H 為樓板厚度；C 為應(yīng)力波在混凝土中傳播的波速；f0為應(yīng)力波傳播的主震頻率。沖擊回波法的關(guān)鍵是確定應(yīng)力波在混凝土樓板中的傳播速度C，應(yīng)力波在混凝土樓板中的傳播速度主要與混凝土強(qiáng)度；組成混凝土的材料產(chǎn)地、種類(lèi)和配合比以及混凝土的養(yǎng)護(hù)條件和齡期等因素有關(guān)。測(cè)試方法一種是用鉆芯法或鉆孔法測(cè)出板厚，利用公式測(cè)得波速C，通過(guò)該已知波速C測(cè)出的板厚；另一種是用同條件試塊用統(tǒng)計(jì)方法求得平均波速C （統(tǒng)計(jì)越有針對(duì)性；試塊越多，那么求得平均波速C 越可靠），通過(guò)該已知平均波速C測(cè)出的板厚。測(cè)試誤差一般為8%～10%。

（四）脈沖電磁波法

脈沖電磁波法是利用電磁波的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，采用無(wú)線發(fā)射和有線或無(wú)線接收兩探頭，發(fā)射探頭與接受探頭分別置于被測(cè)樓板的上下兩側(cè)，當(dāng)兩探頭中軸線重合并垂直于被測(cè)樓板，直接測(cè)得的兩探頭的最小距離，該距離即為被測(cè)樓板的厚度。該方法測(cè)試最小誤差為2mm。其中脈沖電磁波法可作為樓面板厚結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)的主要方法，并輔以少量的取芯法或鉆孔法方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

四、結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)可根據(jù)實(shí)際情況，采用非破損、局部破損和非破損輔以局部破損的檢測(cè)方法。混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的確定檢測(cè)方案。檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)論應(yīng)真實(shí)、可靠、有效，可供建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)復(fù)核驗(yàn)算以及建筑結(jié)構(gòu)性能鑒定等采用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張治泰，李乃平.關(guān)于鉆芯法檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度問(wèn)題[J].工程質(zhì)量，2010，（06）.

[2]謝建軍.建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)試驗(yàn)鑒定研究[J].大眾科技，2012，（04）.