超聲測(cè)強(qiáng)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)收中的應(yīng)用

高麗麗，石志強(qiáng)

（安陽工學(xué)院，安陽 455000）

混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在鋼筋和混凝土的質(zhì)量上。鋼材是均質(zhì)材料，運(yùn)到工地為成品，其質(zhì)量驗(yàn)收相對(duì)容易?；炷潦鞘褂玫胤讲牧?，經(jīng)過配比試驗(yàn)確定配合比，再經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等施工過程形成的主體結(jié)構(gòu)。對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收需要建立混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量保證體系，檢查驗(yàn)收其執(zhí)行情況，并檢查驗(yàn)收結(jié)構(gòu)外觀。該常規(guī)驗(yàn)收方法沒有強(qiáng)制檢測(cè)混凝土主體結(jié)構(gòu)，只有出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)才要求檢測(cè)主體結(jié)構(gòu)。目前，很多業(yè)內(nèi)專家都積極呼吁采用先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。超聲技術(shù)可以在不破壞結(jié)構(gòu)的前提下，完成對(duì)結(jié)構(gòu)密實(shí)性、裂縫深度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，是一種先進(jìn)科學(xué)的檢測(cè)驗(yàn)收手段。

1 超聲測(cè)強(qiáng)技術(shù)在結(jié)構(gòu)驗(yàn)收中應(yīng)用的難點(diǎn)

超聲測(cè)強(qiáng)技術(shù)檢測(cè)混凝土的基本原理是，應(yīng)用超聲發(fā)射器和接收器，測(cè)出穿過混凝土構(gòu)件超聲波的參數(shù)變化，用以評(píng)定混凝土構(gòu)件內(nèi)部強(qiáng)度等情況。超聲技術(shù)在普通建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)收中的應(yīng)用存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

（1）我國幅員遼闊，各地建筑材料、施工工藝等區(qū)別較大，統(tǒng)一檢測(cè)曲線應(yīng)用誤差較大，難以滿足混凝土工程強(qiáng)度驗(yàn)收需要。

（2）我國除少數(shù)技術(shù)水平高、經(jīng)濟(jì)條件好的省市外，其余各省市沒有自己的地區(qū)超聲測(cè)強(qiáng)曲線。

（3）混凝土超聲檢測(cè)技術(shù)規(guī)程中的測(cè)強(qiáng)曲線制定方法是針對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)提出的，技術(shù)要求高，曲線制定成本高，技術(shù)復(fù)雜。

（4）地區(qū)測(cè)強(qiáng)曲線、專用測(cè)強(qiáng)曲線，都是以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d試塊的穿透聲速和抗壓強(qiáng)度間的相關(guān)關(guān)系為基準(zhǔn)制定的。曲線的制定條件與工程實(shí)際檢測(cè)條件存在較大的差距。

（5）建筑承包商的技術(shù)水平良莠不齊，大多數(shù)承建商的工程技術(shù)人員不具備制定測(cè)強(qiáng)曲線的能力。

（6）承建商以完成合同追求利潤為目的，不愿意花費(fèi)大量成本購買設(shè)備，引進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)人員。

上述幾個(gè)難點(diǎn)是阻礙超聲技術(shù)在普通建筑工程中應(yīng)用的關(guān)鍵，要想推廣無損檢測(cè)技術(shù)，將超聲技術(shù)應(yīng)用于普通建筑工程混凝土主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收中，必須解決上述難點(diǎn)才能辦到。

2 超聲測(cè)強(qiáng)技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)收中的應(yīng)用方法

2.1 建立施工測(cè)強(qiáng)曲線

一般一個(gè)工程中主體混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)是相同的，或是有相近的兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。同一個(gè)工程中，主體結(jié)構(gòu)采用三種及以上強(qiáng)度等級(jí)混凝土的工程很少見。一般建筑工程的基礎(chǔ)墊層、構(gòu)造柱、圈梁、過梁的混凝土強(qiáng)度會(huì)與主體結(jié)構(gòu)不同，通常會(huì)低一些。對(duì)主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)收主要是針對(duì)主體結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行驗(yàn)收，因此所制定測(cè)強(qiáng)曲線必須涵蓋主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度，并且曲線必須超出一定的范圍，在檢測(cè)的過程中才能保證精度。

測(cè)強(qiáng)曲線制定時(shí)，工程中用到的所有強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，都需要取樣制作試塊。試塊的選取要在保證混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)批的基礎(chǔ)上，保證每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的取樣試驗(yàn)的數(shù)量≥5組。根據(jù)工程所用混凝土的具體情況，以工地的建筑材料、制備工藝和養(yǎng)護(hù)條件補(bǔ)充制作測(cè)強(qiáng)曲線所需混凝土試塊。一般要求，制定曲線所使用的混凝土試塊自C10起至主體混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)后另外增加兩個(gè)等級(jí)，作為制定曲線的范圍?，F(xiàn)有質(zhì)量控制體系需要對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行見證取樣，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。應(yīng)用超聲檢測(cè)技術(shù)，需要在現(xiàn)有質(zhì)量控制體系中，每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土增加取樣不少于5組，進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)以制定測(cè)強(qiáng)曲線。在原有質(zhì)量控制體系下增加少量工作，是切實(shí)可行的。

根據(jù)同條件養(yǎng)護(hù)試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，一般條件下，質(zhì)量合格的混凝土，采用自然澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)歷時(shí)達(dá)到600℃·d時(shí)，混凝土強(qiáng)度即可以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。因此制定測(cè)強(qiáng)曲線的齡期可以按當(dāng)時(shí)平均溫度和歷時(shí)來控制。養(yǎng)護(hù)達(dá)到歷時(shí)后，對(duì)試塊進(jìn)行超聲檢測(cè)，測(cè)定數(shù)據(jù)后壓碎試塊，取對(duì)應(yīng)試塊的抗壓強(qiáng)度。同天在被測(cè)結(jié)構(gòu)上確定測(cè)區(qū)，進(jìn)行超聲檢測(cè)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)時(shí)分析主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)聲速與試塊檢測(cè)聲速的誤差，初步判斷主體結(jié)構(gòu)與試塊的同質(zhì)性。

待部分工程施工結(jié)束，測(cè)強(qiáng)曲線需要的每個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土取樣均＞5組，同條件養(yǎng)護(hù)到達(dá)600℃·d后，完成檢測(cè)結(jié)果。對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到初步測(cè)強(qiáng)曲線。對(duì)已建結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步評(píng)定，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。隨著工程的進(jìn)展，繼續(xù)取樣，進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，進(jìn)行無損檢測(cè)，充實(shí)測(cè)強(qiáng)曲線，待工程結(jié)束后，工程所取檢測(cè)樣本充足，深入分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，建立確定工程最終的測(cè)強(qiáng)曲線，對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。

2.2 混凝土主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

為提高主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)精度，盡可能保證檢測(cè)條件與測(cè)強(qiáng)曲線制定條件相同，主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)的齡期取測(cè)強(qiáng)曲線制定的檢測(cè)齡期，即當(dāng)混凝土主體結(jié)構(gòu)澆筑養(yǎng)護(hù)達(dá)到600℃·d時(shí)，在主體結(jié)構(gòu)上劃出檢測(cè)區(qū)，進(jìn)行超聲檢測(cè)，并記錄超聲聲速值。待制定測(cè)強(qiáng)曲線需要的檢測(cè)數(shù)據(jù)完成后，應(yīng)用測(cè)強(qiáng)曲線對(duì)主體結(jié)構(gòu)各測(cè)區(qū)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對(duì)主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)定。

3 超聲技術(shù)應(yīng)用的實(shí)施方案

該技術(shù)的實(shí)施以工程監(jiān)理單位為主體，施工單位為配合，質(zhì)量檢測(cè)中介機(jī)構(gòu)為輔助，質(zhì)量監(jiān)管部門為指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)施。具體來講，監(jiān)理單位在工程開工前，制定監(jiān)理規(guī)劃時(shí)，制定出該技術(shù)在具體工程中的實(shí)施細(xì)則。隨著工程的進(jìn)展，在見證取樣過程中合理留取同條件養(yǎng)護(hù)試塊，要求施工單位配合，制作需要的補(bǔ)充試塊并進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)到期后委托質(zhì)量檢測(cè)中介機(jī)構(gòu)進(jìn)行試塊及主體結(jié)構(gòu)的超聲檢測(cè)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，監(jiān)理單位拿到檢測(cè)數(shù)據(jù)后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，制定測(cè)強(qiáng)曲線，評(píng)定主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。質(zhì)量監(jiān)管部門對(duì)監(jiān)理單位、施工單位對(duì)技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行指導(dǎo)和檢查。

4 工程案例

安陽市某工程主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)為C30，采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土現(xiàn)澆施工。根據(jù)前述方法，留取足夠的C10，C15，C20，C30，C35，C40等，各強(qiáng)度等級(jí)的混凝土同條件養(yǎng)護(hù)（到達(dá)600℃·d）試塊，按上述方法進(jìn)行檢測(cè)，得到測(cè)強(qiáng)曲線如圖1所示，部分主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)定結(jié)果如表1所示。

圖1 安陽市某工程混凝土超聲測(cè)強(qiáng)曲線

5 結(jié)論

綜上所述，超聲技術(shù)的應(yīng)用推廣雖然存在著一定的難點(diǎn)，但是通過上述的應(yīng)用方法革新，可以合理地避開應(yīng)用困難，在施工過程中增加少量工作的情況下，在施工各方的協(xié)作配合下，即可建立符合工程實(shí)際的測(cè)強(qiáng)曲線。在建立測(cè)強(qiáng)曲線的相同條件下，完成對(duì)混凝土主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，待工程結(jié)束后對(duì)所有混凝土主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收，經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)，驗(yàn)收結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確，反映了主體結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況。

表1 安陽市某工程主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)（部分）數(shù)據(jù)表

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