建筑鋼筋檢測(cè)中潛在的關(guān)聯(lián)問(wèn)題及優(yōu)化策略

李瑩瑩 胡永成

1.中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司施工科學(xué)研究院；2.建德市水利事業(yè)服務(wù)中心

1 前言

對(duì)于建筑鋼筋的檢測(cè)，直接關(guān)系到建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)人為干擾、取樣不規(guī)范、檢測(cè)不標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，將直接造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至使不合格鋼筋進(jìn)場(chǎng)，給工程質(zhì)量帶來(lái)極大的安全質(zhì)量隱患[1]。為此，有必要深入探究建筑鋼筋檢測(cè)中潛在的關(guān)聯(lián)問(wèn)題，以及相應(yīng)的優(yōu)化策略，現(xiàn)做如下分析。

2 建筑鋼筋檢測(cè)指標(biāo)

2.1 檢測(cè)建筑鋼筋重量偏差

鋼筋重量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可能是鋼筋口徑標(biāo)準(zhǔn)不一致。而鋼筋又是主要的建筑骨架，決定了建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性。所以，建筑鋼筋第一項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)是重量。通常情況下，檢測(cè)鋼筋重量偏差值，試驗(yàn)應(yīng)從不同根鋼筋上截取，數(shù)量不少于5支，每只試樣長(zhǎng)度不小于500mm。長(zhǎng)度應(yīng)逐支測(cè)量，并精確到1mm，測(cè)量試驗(yàn)總重量時(shí)，應(yīng)精確到不大于總重量的1%。

2.2 檢測(cè)建筑鋼筋彎曲性能

建筑鋼筋的彎曲性能，決定了鋼筋在使用過(guò)程中的適用度，尤其是在不同的施工環(huán)境下，為了確保建筑鋼筋彎曲性能達(dá)到預(yù)期的使用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避因彎曲性能較差而影響工程質(zhì)量及延誤工期等問(wèn)題，所以必須對(duì)鋼筋彎曲性能做出精準(zhǔn)判斷。彎曲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)緩慢地施加彎曲力，以使材料能夠自由地進(jìn)行塑性變形。當(dāng)出現(xiàn)爭(zhēng)議時(shí)，試驗(yàn)速度應(yīng)為（1±0.2）mm/s。鋼筋冷彎?rùn)C(jī)試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)溫度一般在10℃~35℃室溫下進(jìn)行，對(duì)溫度要求嚴(yán)格，溫度應(yīng)23℃±5℃范圍內(nèi)進(jìn)行。必須對(duì)試驗(yàn)溫度嚴(yán)格控制，否則檢測(cè)數(shù)據(jù)很難達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 檢測(cè)建筑鋼筋強(qiáng)度

鋼筋強(qiáng)度決定了建筑結(jié)構(gòu)的承載力，是檢測(cè)建筑鋼筋質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。建筑鋼筋強(qiáng)度主要是：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)建筑鋼筋取樣，而后進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，觀察建筑鋼筋的抗拉強(qiáng)度極限、鋼筋的屈服強(qiáng)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。截取試樣時(shí)，試樣夾具最小長(zhǎng)度應(yīng)控制在350mm以內(nèi)，將樣品用鋼筋標(biāo)距儀標(biāo)定標(biāo)距后，試驗(yàn)設(shè)備的夾具內(nèi)，再關(guān)閉回油閥，并在夾緊夾具后開(kāi)啟試驗(yàn)設(shè)備。確保試樣鋼筋牢固，才能保證檢測(cè)數(shù)據(jù)客觀有效。而且在試驗(yàn)環(huán)境下，必須時(shí)刻觀察試驗(yàn)機(jī)度盤，指針首次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)代表了屈服荷載。而后再完成拉伸試驗(yàn)，直至鋼筋樣品完全斷裂時(shí)，指針顯示出的最大值即為破壞荷載。

2.4 檢測(cè)建筑鋼筋延性

通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)建筑鋼筋的延性，主要是通過(guò)伸長(zhǎng)率數(shù)值做出判斷。將已經(jīng)被拉斷的樣品，依據(jù)斷裂處兩端對(duì)齊，令其軸線盡量靠攏在同一水平延長(zhǎng)線上。如果被拉斷時(shí)產(chǎn)生了斷裂縫隙，可計(jì)入樣品拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度之內(nèi)。如果拉斷位置臨近標(biāo)距端點(diǎn)且大于1/3距離時(shí)，那么則需要用卡尺標(biāo)記出被拉長(zhǎng)的標(biāo)距長(zhǎng)度。但是斷裂后的伸長(zhǎng)率需要等于或大于檢測(cè)規(guī)定值，無(wú)論斷裂位置是否不同，均可記作有效測(cè)量值。如果斷裂處與標(biāo)記位置的延伸距離小于1/3的原始標(biāo)距，則需要采取位移法對(duì)樣品斷后的伸長(zhǎng)率做出判斷。如果樣品標(biāo)距端點(diǎn)處發(fā)生了斷裂，那么試驗(yàn)結(jié)果可視為無(wú)效，需要重新取樣再另行完成鋼筋延性試驗(yàn)。

3 建筑鋼筋檢測(cè)中潛在的關(guān)聯(lián)問(wèn)題分析

3.1 檢測(cè)設(shè)備落后

建筑鋼筋材料檢測(cè)設(shè)備種類與類型不斷增多，大部分的檢測(cè)設(shè)備價(jià)格較為昂貴，一些檢測(cè)單位為了降低鋼筋材料檢測(cè)成本，采用相同類型的設(shè)備進(jìn)行材料檢測(cè)，各類檢測(cè)設(shè)備經(jīng)過(guò)多次使用之后，設(shè)備的準(zhǔn)確度明顯下降。此外，由于建筑鋼筋材料檢測(cè)設(shè)備比較落后，會(huì)降低最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響建筑鋼筋施工質(zhì)量。

3.2 檢測(cè)環(huán)節(jié)不規(guī)范

在很多工程項(xiàng)目中，由于工期緊張，對(duì)于長(zhǎng)期合作的供應(yīng)商，往往縮減了檢測(cè)比例，令不合格鋼筋混進(jìn)場(chǎng)。如果檢測(cè)環(huán)節(jié)未按照采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，未參照鋼筋強(qiáng)度和銹蝕性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，很可能因?yàn)闄z測(cè)失誤造成嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。因此，檢測(cè)環(huán)節(jié)不規(guī)范，既有檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)因素，也有人為干擾因素，均對(duì)建筑鋼筋質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾。

3.3 鋼筋焊接瑕疵

建筑鋼筋原材料采集進(jìn)場(chǎng)后，需要對(duì)其進(jìn)行二次加工方能使用。由于建筑規(guī)格不同，焊接鋼筋延長(zhǎng)使用米數(shù)是普遍施工方案。雖然進(jìn)場(chǎng)前根據(jù)建筑施工質(zhì)量檢測(cè)方案，對(duì)各種鋼筋材料進(jìn)行全面檢驗(yàn)，但是也可能在焊接過(guò)程中出現(xiàn)紕漏。在焊接的檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電渣壓力焊的問(wèn)題主要在于焊接時(shí)摻夾雜質(zhì)或氣泡，而搭接焊時(shí)經(jīng)常因電流過(guò)高而發(fā)生脆斷。

3.4 套筒搭接失誤

建筑鋼筋材料的施工中，除了焊接施工容易出現(xiàn)瑕疵之外，套筒連接方式也可能出現(xiàn)質(zhì)量紕漏。在套筒檢測(cè)過(guò)程中，主要是絲牙車得過(guò)深以及頂?shù)锰馈Ｈ舾摻畛霈F(xiàn)搭接質(zhì)量問(wèn)題，更會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動(dòng)，令鋼筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅下降，埋下嚴(yán)重的安全隱患，是建筑鋼筋檢測(cè)中較為普遍的質(zhì)量問(wèn)題。

4 針對(duì)建筑鋼筋檢測(cè)中潛在關(guān)聯(lián)問(wèn)題的優(yōu)化策略

4.1 更新檢測(cè)設(shè)備并加強(qiáng)維護(hù)

為了更好地提升建筑鋼筋檢測(cè)精度，引進(jìn)新型的檢測(cè)設(shè)備特別重要。諸如，鋼筋混凝土掃描儀材料力學(xué)等物理性能檢測(cè)設(shè)備，主要用于測(cè)試鋼筋的拉伸、彎曲、剪切等，可以求取所測(cè)材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、彈性模量等性能指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)等速率加荷、等速率變形、等速率位移、等速率應(yīng)變等閉環(huán)控制，可以進(jìn)行材料或產(chǎn)品的工藝合格性能驗(yàn)證試驗(yàn)。最大試驗(yàn)力為2000kN，試驗(yàn)力級(jí)別為1級(jí)，試驗(yàn)力測(cè)量范圍2%~100%FS，試驗(yàn)力示值誤差小于示值的±1%，力分辨率大于1/300000FS滿量程，位移示值誤差小于示值的±1%，位移分辨率在0.01mm以內(nèi)，活塞移動(dòng)速度在0.2mm/min~70mm/min（無(wú)級(jí)調(diào)速）范圍之內(nèi)，橫梁調(diào)整速度可保持在120mm/min，活塞最大行程在250mm以上。夾緊方式為液壓自動(dòng)夾緊，圓試樣夾持范圍（Φ26~Φ80mm），板試樣夾持范圍（0mm~60mm），可調(diào)為550mm、650mm、650mm、700mm，有效壓縮空間為550mm，有效拉伸空間為650mm，同時(shí)機(jī)械限位保護(hù)和軟件過(guò)載保護(hù)。除此之外，針對(duì)既有的各類檢測(cè)設(shè)備，要加大日常維護(hù)力度。通過(guò)對(duì)各類檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行有效維護(hù)，不僅可以提升各類檢測(cè)設(shè)備的利用率，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要立即處理，以提升建筑鋼筋檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.2 明確鋼筋檢測(cè)要求

一方面，針對(duì)建筑鋼筋強(qiáng)度方面的質(zhì)量檢測(cè)。如果鋼筋強(qiáng)度比較差，不符合建筑工程施工要求，會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。通常情況下，建筑鋼筋強(qiáng)度檢測(cè)，主要是對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。唯有達(dá)到建筑工程施工標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋強(qiáng)度，才能確保主體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是，并非強(qiáng)度越高穩(wěn)定性越強(qiáng)，鋼筋檢測(cè)同時(shí)需要參考剛度檢測(cè)指標(biāo)，通過(guò)動(dòng)剛度、靜剛度、環(huán)剛度等方面的檢測(cè)，來(lái)判斷鋼筋質(zhì)量。

另一方面，需要加強(qiáng)針對(duì)建筑鋼筋低溫脆性、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、疲勞極限、彈性模量、延展性等方面的質(zhì)量檢測(cè)。低溫脆性在北方建筑環(huán)境中檢測(cè)率比較嚴(yán)格，但是伸長(zhǎng)率和延展性等方面的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不一，也就容易出現(xiàn)因鋼筋原材料特性較差而產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷。建議加強(qiáng)針對(duì)鋼筋輔助性能的檢測(cè)，規(guī)避潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員需要逐根檢測(cè)，精確度達(dá)到1mm。尤其對(duì)于鋼筋重量稱量必須校準(zhǔn)，最大限度降低檢測(cè)數(shù)據(jù)失誤。

4.3 加強(qiáng)鋼筋力學(xué)性能檢測(cè)

為了提高建筑鋼筋檢測(cè)的精準(zhǔn)度，尤其需要加強(qiáng)針對(duì)建筑鋼筋的力學(xué)性能檢測(cè)。所有鋼筋進(jìn)場(chǎng)后，均需要由檢測(cè)人員根據(jù)原材料采購(gòu)指標(biāo)要求核驗(yàn)鋼筋質(zhì)量，做好前期力學(xué)檢測(cè)試驗(yàn)，對(duì)鋼筋性能做出客觀判斷，合理選擇鋼筋承重力關(guān)鍵部位，而后鑿除鋼筋外層保護(hù)膜，令鋼筋主體暴露在外，利用應(yīng)變儀器，準(zhǔn)確檢測(cè)鋼筋材料的應(yīng)變。在具體檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中，需要使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，檢測(cè)人員利用最終的檢測(cè)結(jié)果，能夠準(zhǔn)確計(jì)算出建筑鋼筋的應(yīng)力。此外，一般情況下，盡量在施工現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)鋼筋原材料截取試樣，保證送往實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)材料未經(jīng)環(huán)境影響而發(fā)生質(zhì)變。尤其在拉伸檢測(cè)試驗(yàn)中，準(zhǔn)確檢測(cè)出鋼筋極限抗拉強(qiáng)度，以及屈服強(qiáng)度，更有利于檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。由于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)取樣的樣本數(shù)較多，可以抽樣檢測(cè)。但是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)承載力判斷，更需要對(duì)重要構(gòu)件部位進(jìn)行大范圍取樣，具有代表性的試驗(yàn)樣本更能說(shuō)明鋼筋質(zhì)量。

4.4 加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測(cè)

鋼筋銹蝕性檢測(cè)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境制定行之有效地檢測(cè)方案。合理選擇鋼筋銹蝕度檢測(cè)方法，檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度更佳。常用檢測(cè)方法包括：混凝土電阻檢測(cè)、交流阻抗檢測(cè)、電流躍階檢測(cè)等，上述檢測(cè)方法在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛。檢測(cè)鋼筋銹蝕的過(guò)程中，可以直接將鋼筋截面縮小，在鋼筋承載力驟然下降時(shí)判斷鋼筋極限延伸率。在鋼筋銹蝕形成之后，體積比可擴(kuò)大2倍以上。體積膨脹壓力是對(duì)于外圍混凝土形成拉應(yīng)力的主要因素。因此，對(duì)于發(fā)生順筋開(kāi)裂問(wèn)題的鋼筋結(jié)構(gòu)，必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)其耐久性。鋼筋銹蝕問(wèn)題，更是形成混凝土黏結(jié)力下降的主要因素，故而加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測(cè)尤為重要。檢測(cè)前期，需要配制Cu＋CuSO4飽和溶液。用半電池電位法對(duì)混凝土電解質(zhì)成分預(yù)測(cè)，而后對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)先潤(rùn)濕，可以使用家用液體清潔劑，按照1：10的比例附加飲用水充分混合，構(gòu)成液體潤(rùn)濕海綿附著于混凝土表面。檢測(cè)過(guò)程中，時(shí)刻保持混凝土濕潤(rùn)，將鋼筋銹蝕測(cè)定儀置于混凝土表面，在接觸之后連接鋼筋并露出，方便接地試驗(yàn)。連接時(shí)可對(duì)鋼筋表面進(jìn)行打磨，除去銹斑后再連接檢測(cè)儀器。根據(jù)半電池電位法測(cè)試，以電路閉合下電阻最小狀態(tài)，測(cè)試鋼筋在電壓表檢查測(cè)試區(qū)內(nèi)任意的電阻率。鋼筋分布測(cè)距點(diǎn)需保持在10cm~20cm之間，至少觀察銹蝕測(cè)定數(shù)據(jù)5min電位值變化，讀取±0.02V穩(wěn)定電位讀數(shù)，確保浮動(dòng)數(shù)不影響觀測(cè)值。除此之外，混凝土結(jié)構(gòu)表面鉆孔也可以相對(duì)提高測(cè)量精度，也需要注意外部天氣環(huán)境變化，避免出現(xiàn)空氣潮濕度過(guò)高而產(chǎn)生的檢測(cè)誤差。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑鋼筋檢測(cè)主要是針對(duì)鋼筋強(qiáng)度、鋼筋硬度、鋼筋剛度以及一些建筑鋼筋特性的進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程中極易出現(xiàn)一些潛在關(guān)聯(lián)問(wèn)題，諸如，檢測(cè)設(shè)備落后、檢測(cè)環(huán)節(jié)不規(guī)范、鋼筋焊接瑕疵或者是套筒搭接失誤等問(wèn)題。建議針對(duì)建筑鋼筋檢測(cè)中潛在關(guān)聯(lián)問(wèn)題采取優(yōu)化策略，更新檢測(cè)設(shè)備并加強(qiáng)維護(hù)，明確鋼筋檢測(cè)要求，加強(qiáng)鋼筋力學(xué)性能檢測(cè)，加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測(cè)，以確保建筑鋼筋檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，提高工程質(zhì)量安全性。