淺談建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)

袁　浩 / 天津市津南區(qū)建設(shè)工程試驗(yàn)室

淺談建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)

袁浩 / 天津市津南區(qū)建設(shè)工程試驗(yàn)室

目前，混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在近代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工水平的支持下，成為現(xiàn)代建筑工程中應(yīng)用最多、工藝最成熟的建筑技術(shù)之一?；炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)的大量使用也使得它自身過(guò)重、容易形成裂縫、鋼筋構(gòu)造易銹蝕等，這對(duì)建筑工程的質(zhì)量有一定的影響。為此，非常有必要做好建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)工作。本文將結(jié)合筆者經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)談?wù)勛约簬c(diǎn)體會(huì)，以供參考。

建筑工程；混凝土；結(jié)構(gòu)檢測(cè)

一、混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其產(chǎn)生的質(zhì)量隱患

正如我們所看到的那樣，混凝土在現(xiàn)今市政建筑工程中的應(yīng)用已是越來(lái)越廣泛，不僅大量運(yùn)用于房屋的建設(shè)，還可以運(yùn)用于橋梁、隧道以及各種水利工程的建設(shè)?；炷两Y(jié)構(gòu)能夠在這些地方大量的運(yùn)用主要在于其有較高的強(qiáng)度，整體性較好，而且其使用的壽命很長(zhǎng)維護(hù)所需的成本也很低等諸多的優(yōu)勢(shì)所在?；炷两Y(jié)構(gòu)目前已經(jīng)運(yùn)用得十分的成熟，但是不可否認(rèn)的是混凝土是一種復(fù)合材料，施工時(shí)受原材料、配合比、拌合、澆筑、天氣、環(huán)境等多種因素影響，而產(chǎn)生表面和內(nèi)部缺陷，這些缺陷包括蜂窩、空洞、裂縫、不密實(shí)、腐蝕破壞及其他損傷等，有缺陷的部位往往對(duì)承載力和結(jié)構(gòu)的耐久性造成影響。及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中所可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，采取有效的整改措施，才能使得建筑工程能夠最好的發(fā)揮其價(jià)值。

二、常用的檢測(cè)方法

（一）回彈法

基本原理：采用回彈儀在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗壓強(qiáng)度的方法稱(chēng)為回彈法，又稱(chēng)表面硬度法。其工作原理為：使用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀器--回彈儀，令回彈儀內(nèi)的金屬撞擊桿以一定的動(dòng)能撞擊混凝土表面，使局部混凝土發(fā)生變形，吸取一部分能量；另一部分能量，則以動(dòng)能的形式回饋于金屬撞擊桿，其回彈能量用作反映混凝土抗壓強(qiáng)度的參數(shù)，即回彈能量越多，回彈值越高，則混凝土表面硬度越大，反映出被檢測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度越高。檢測(cè)原理：通過(guò)檢測(cè)，確定測(cè)區(qū)的平均回彈值以及平均碳化深度；通過(guò)強(qiáng)度推定得出混凝土強(qiáng)度的推定值。檢測(cè)數(shù)據(jù)失真的可能原因：檢測(cè)人員未經(jīng)過(guò)相應(yīng)主管部門(mén)認(rèn)可的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)；儀器的使用存在不符合操作規(guī)程，如儀器是否按時(shí)送與檢定單位檢定和儀器的保養(yǎng)等問(wèn)題；檢測(cè)對(duì)象不符合適用要求，仍采用該方法進(jìn)行檢測(cè)且強(qiáng)度換算時(shí)不進(jìn)行修正等。回彈法的局限性：鑒于回彈法屬于無(wú)損檢測(cè)法，對(duì)某些結(jié)構(gòu)由于建筑功能上的改變需要而且必需做檢測(cè)鑒定時(shí)且又不能對(duì)原有結(jié)構(gòu)正常營(yíng)業(yè)造成影響，若檢測(cè)數(shù)量少可以采用該方法，但是當(dāng)檢測(cè)數(shù)量多，或是施工期短時(shí)，此方法不適用。

（二）超聲回彈檢測(cè)技術(shù)

超聲回彈法是建立在超聲波傳播速度和回彈值與混凝土抗壓強(qiáng)度之間相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，以聲速和回彈值綜合反映混凝土抗壓強(qiáng)度的一種非破損檢測(cè)技術(shù)。它充分利用了回彈法操作簡(jiǎn)單、便捷及耗時(shí)短的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用超聲波技術(shù)識(shí)別內(nèi)部混凝土狀態(tài)，補(bǔ)充了回彈法僅能捕捉表面混凝土狀況的缺陷，取長(zhǎng)補(bǔ)短能較為全面地評(píng)估混凝土質(zhì)量。存在的主要缺點(diǎn)是技術(shù)要求較高。超聲回彈法應(yīng)用于建筑工程檢測(cè)，需要關(guān)注如下要點(diǎn)：需選擇合適的檢測(cè)面，需要對(duì)不平整平面進(jìn)行磨光處理，測(cè)試表面一定要為相對(duì)的兩個(gè)測(cè)試面。）注意鋼筋或者預(yù)應(yīng)力筋對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，測(cè)試中應(yīng)該采用鋼筋檢測(cè)儀，回避鋼筋位置。需考慮濕度對(duì)測(cè)試結(jié)果影響，水的存在會(huì)改變超聲波的傳播速率從而改變測(cè)試結(jié)果，由于聲速在混凝土傳播速率要大于混凝土，因而濕度越大一般造成混凝土的回彈值偏低。超聲回彈法對(duì)測(cè)試人員技術(shù)要求高，測(cè)試人員應(yīng)該在一測(cè)試區(qū)域先進(jìn)行回彈測(cè)試再進(jìn)行超聲波檢測(cè)，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程避免混淆使用。

（三）鉆芯法檢測(cè)技術(shù)

鉆芯法實(shí)質(zhì)是一種半破損檢測(cè)技術(shù)，采用取芯機(jī)從現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)鉆芯取樣，然后通過(guò)鉆芯樣本的強(qiáng)度試驗(yàn)判斷混凝土整體強(qiáng)度。鉆芯法雖然對(duì)原有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度損壞，但這種損壞是以不影響結(jié)構(gòu)受力性能為前提的，因而一般需要回避具有鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋及應(yīng)力較大等區(qū)域，不能進(jìn)行大面積的取芯采樣。取芯樣本一般需要進(jìn)行鋸切、磨平和晾干處理才能開(kāi)展抗壓試驗(yàn)，因而檢測(cè)周期一般需要7天。鉆芯法優(yōu)點(diǎn)是能直接檢測(cè)混凝土內(nèi)部質(zhì)量如澆筑質(zhì)量、退化情況及裂縫分布等，方法直觀明確，檢測(cè)精度很高且結(jié)果可信。鉆芯法主要缺點(diǎn)是需要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度損壞，且檢測(cè)周期較長(zhǎng)、成本較高，此外這種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用（數(shù)量和點(diǎn)位）還會(huì)受到限制，因而不容易通過(guò)大面積的檢測(cè)估算混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能。鉆芯法應(yīng)用于建筑工程檢測(cè)中，需要注意如下要點(diǎn)：鉆芯過(guò)程不能損壞的結(jié)構(gòu)性能，因而需要避免復(fù)雜和高應(yīng)力、含帶鋼筋或預(yù)應(yīng)力筋的區(qū)域。應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇鉆芯孔徑，根據(jù)混凝土級(jí)配和結(jié)構(gòu)鋼筋布置情況，選擇合適的孔徑使鉆芯樣本使測(cè)試混凝土強(qiáng)度能代表原位狀態(tài)。取芯樣本會(huì)存在長(zhǎng)短不齊現(xiàn)象，需要采用補(bǔ)平技術(shù)保證樣本的一致性，且在試驗(yàn)前應(yīng)盡可能降低對(duì)樣本的損壞。根據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS032007），應(yīng)該取芯樣試件混凝土強(qiáng)度換算值中的最小值作為單個(gè)構(gòu)件或單個(gè)構(gòu)件的局部區(qū)域混凝土強(qiáng)度的代表值。

三、建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋質(zhì)量的檢測(cè)

在對(duì)建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋質(zhì)量的檢測(cè)主要是對(duì)鋼筋位置、保護(hù)層以及鋼筋銹蝕問(wèn)題的檢測(cè)。鋼筋位置的檢測(cè)是關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的最終的使用效果的。在這項(xiàng)檢測(cè)中，一般都會(huì)與檢測(cè)鋼筋的保護(hù)層厚度同時(shí)進(jìn)行。其具體的方法就是對(duì)采用了鋼筋保護(hù)層的混凝土進(jìn)行厚度的測(cè)量。能達(dá)到同樣檢測(cè)效果的檢測(cè)方法還有電磁感應(yīng)法以及雷達(dá)檢測(cè)法。鋼筋的銹蝕程度是會(huì)影響到整個(gè)建筑工程的質(zhì)量的，因此對(duì)其保護(hù)層的檢測(cè)就十分的重要了。保護(hù)層厚度不足，便會(huì)導(dǎo)致鋼筋露筋、銹蝕等問(wèn)題，因而影響混凝土的耐久性。對(duì)相應(yīng)的銹蝕鋼筋可以除銹或鑿除，再包封增加保護(hù)層厚度，一般可以采用電阻測(cè)評(píng)法、半電池法來(lái)檢測(cè)鋼筋的銹蝕程度進(jìn)行檢測(cè)。

四、建筑工程混凝土裂縫的檢測(cè)

裂縫是混凝土制品最常見(jiàn)的缺陷形式之一，裂縫產(chǎn)生的原因有許多方面，如溫濕度變化、塑性收縮、干縮、堿--集料反應(yīng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不均勻沉降、荷載作用等。裂縫又可分為：表面裂縫、淺層裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。表面裂縫對(duì)于市政建筑混凝土的影響不僅是美觀，也會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的最終使用效果的。因此，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)對(duì)整個(gè)建筑工程的意義也是很大的。表面裂縫是比較容易發(fā)現(xiàn)的，但是為了防止以后不再出現(xiàn)類(lèi)似的情況，是很有必要對(duì)這種裂縫進(jìn)行全面的檢測(cè)的。針對(duì)這種表面裂縫的情況，可以利用放大鏡、鋼尺以及檢驗(yàn)卡輔助檢測(cè)，在一些比較復(fù)雜的情況下，混凝土其他三種裂縫可以選用超聲波來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。超聲波檢測(cè)主要是利用脈沖波在技術(shù)條件相同（混凝土的原材料、配合比、齡期和測(cè)試距離一致）的混凝土中傳播的時(shí)間（或速度）、接收波的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化，來(lái)判定混凝土的缺陷。聲速高混凝土密實(shí)，反之則不密實(shí)，當(dāng)混凝土有孔洞或裂縫時(shí)，破壞了混凝土的整體性，脈沖只能繞過(guò)孔洞或裂縫到接收器，則測(cè)得的聲時(shí)必然偏長(zhǎng)或聲速降低，從而可以確定裂縫的方向、深度和之間是否連通，判定其危害，對(duì)后續(xù)的使用會(huì)不會(huì)造成擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)整個(gè)混凝土工程的承載效果有沒(méi)有影響。一旦發(fā)現(xiàn)有這些情況，需要及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行補(bǔ)救。

五、結(jié)束語(yǔ)

混凝土是我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)采用的主要材料形式，因?yàn)樽陨韷A骨料反應(yīng)及外界環(huán)境荷載作用下產(chǎn)生的碳化、氯離子侵蝕、鹽化等，使得服役期混凝土的材料性能發(fā)生劣化，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用及安全性能。強(qiáng)度是混凝土的最重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)是評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)在役性能及其加固、管養(yǎng)措施的重要基礎(chǔ)。

［1］李巖， 葛燕， 朱錫昶，等.建筑物混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與可靠性評(píng)估［J］.工業(yè)建筑， 2007， 37（S1）.

［2］潘紫陽(yáng).淺談建筑混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)與檢測(cè)方法［J］.科研， 2015（27）.