公路橋梁隧道的試驗(yàn)檢測研究

沈 亮 方 菲

（1.浙江交科工程檢測有限公司，浙江 杭州 311200；2.浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院，浙江 杭州 311300）

1 引言

減少公路橋梁隧道工程建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，杜絕公路橋梁隧道工程質(zhì)量安全事故，既能提高工程的使用效果，保證工程的使用壽命，又能保證車輛和行人的安全，因此，對工程施工質(zhì)量進(jìn)行合理控制是十分必要的。下面，筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，從試驗(yàn)檢測的角度談一些有關(guān)技術(shù)與方法。

2 工程試驗(yàn)檢測的主要作用

（1）通過工程試驗(yàn)檢測，可以辨別工程材料是否符合工程要求。例如，施工用的砂石、填料等材料可以通過這種方法確定材料的級配、含泥量、抗壓強(qiáng)度和液塑限指標(biāo)。如果檢測結(jié)果符合現(xiàn)階段的工程要求，則可在現(xiàn)場收集材料，大大縮短運(yùn)送時間，并可有效降低建設(shè)費(fèi)用。

（2）通過試驗(yàn)檢測，確定新工藝、新技術(shù)、新材料是否能適應(yīng)工程建設(shè)的需要，從而更好地應(yīng)用新技術(shù)。通過試驗(yàn)檢測，可以辨別出方案的可行性、創(chuàng)新性和實(shí)效性，進(jìn)而為項(xiàng)目的具體實(shí)施累積更多的成功經(jīng)驗(yàn)，建立完整詳細(xì)的理論體系。而采用先進(jìn)的施工技術(shù)，既可以保證工程質(zhì)量，又能提高效益。

（3）根據(jù)施工過程中原材料、半成品和成品質(zhì)量的合理有效的試驗(yàn)檢測，可以更準(zhǔn)確地辨別產(chǎn)品質(zhì)量。采取科學(xué)有效的試驗(yàn)檢測方法可以對各種材料進(jìn)行性能測試，辨別是否符合設(shè)計(jì)要求，從而靈活運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)和材料，為工程施工質(zhì)量的提高提供重要依據(jù)?？傊侠磉\(yùn)用試驗(yàn)檢測方法，能保證施工質(zhì)量、提高施工效率、降低成本，對促進(jìn)我國交通工程建設(shè)具有積極意義。

3 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測要點(diǎn)

一般而言，公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測的流程如圖1所示。

圖1 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測流程

3.1 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測內(nèi)容

3.1.1 材料檢測

在整個公路橋梁隧道工程施工中，需要使用大量的材料。在保證質(zhì)量的前提下，材料的檢測是非常重要的，需要擬定一整套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的操作程序。一是從源頭入手，采購時要挑選有質(zhì)量檢測報告的材料。二是材料運(yùn)至施工現(xiàn)場后，相關(guān)人員要進(jìn)一步檢測。確保施工安全，保證工程質(zhì)量。

3.1.2 施工檢測

在公路橋梁隧道工程施工中，施工檢測應(yīng)從工程施工質(zhì)量和監(jiān)控測量兩方面進(jìn)行。施工過程中不能一味地追求項(xiàng)目進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益而忽視質(zhì)量，以免造成嚴(yán)重的、不可挽回的后果。

3.1.3 質(zhì)量檢測

質(zhì)量檢測既要重視工程質(zhì)量，又要重視襯砌質(zhì)量、支護(hù)質(zhì)量檢測。在支護(hù)質(zhì)量檢測中，相關(guān)人員應(yīng)準(zhǔn)確測量錨桿的間隔距離，確保其符合工程要求。在襯砌檢測時，應(yīng)注意混凝土的狀態(tài)、密度和銜接狀況。有些檢測技術(shù)可能對工程本身產(chǎn)生不利影響，因此，在檢測時應(yīng)盡可能采用無損方式。

3.2 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測模式

3.2.1 周期性檢測

公路橋梁隧道周期性檢測一般用于施工完成后，是一種例行的維修和檢測方法。周期性檢測獲得的資料數(shù)據(jù)是保證公路橋梁隧道安全運(yùn)行的重要依據(jù)。

3.2.2 問題性檢測

問題性檢測也是在公路橋梁隧道建設(shè)完成后進(jìn)行的。但問題性檢測的對象和范圍比較窄，重點(diǎn)是施工路段、完工路段的質(zhì)量檢測。為達(dá)到更好的檢測效果，需要具有較高技術(shù)水平的檢測人員支持，以及熟練使用先進(jìn)的檢測儀器。

3.2.3 針對性檢測

針對性檢測的目標(biāo)和范圍更有針對性，主要檢測目標(biāo)是針對公路橋梁隧道在投入使用后出現(xiàn)的問題。

4 質(zhì)量問題分析

4.1 材料質(zhì)量檢測的問題

通過分析公路橋梁隧道的典型質(zhì)量事故發(fā)現(xiàn)，材料采購是影響整個公路橋梁隧道質(zhì)量的一個重要因素。由于公路橋梁隧道是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，為了真正提高整個公路橋梁隧道的使用壽命，必須選用優(yōu)質(zhì)的材料。但是，一些施工企業(yè)在采購材料時往往選擇一些劣質(zhì)的材料，這樣可以降低造價，提高經(jīng)濟(jì)效益，但卻縮短了工程的使用壽命。

4.2 橋梁檢測常見質(zhì)量問題

4.2.1 梁板裂縫

梁板裂縫是一種長期存在的質(zhì)量問題，其成因與多種因素的相互作用有關(guān)。

①溫度變化產(chǎn)生的裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)外部或內(nèi)部溫度的變化時，混凝土?xí)l(fā)生變形，假如變形得到約束，結(jié)構(gòu)中就會產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力大過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生溫度裂縫。

②收縮產(chǎn)生的裂縫。在收縮類型中，混凝土的體積變形主要是由塑性收縮和縮水收縮（干縮）引起。

③地基基礎(chǔ)變形產(chǎn)生的裂縫。主要是由于基礎(chǔ)垂直方向不均勻沉降或水平方向位移而引起附加應(yīng)力超過了混凝土的抗拉水平，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

4.2.2 保護(hù)層厚度不夠、鋼筋銹脹

由于混凝土質(zhì)量差或保護(hù)層厚度不夠，鋼筋表面CO2腐蝕，導(dǎo)致混凝土堿度下降；或由于氧化物的作用，氯離子濃度較高，鋼筋表面的氧化膜被損壞，使鋼筋中鐵離子與滲入混凝土的氧氣、水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生混凝土的膨脹應(yīng)力，造成混凝土開裂、脫落、鋼筋腐蝕。銹蝕使鋼筋有效截面積減少，鋼筋對混凝土的握裹力變?nèi)酰瑥亩鹌渌愋偷牧芽p，加速鋼筋腐蝕，造成結(jié)構(gòu)損壞。

4.2.3 鉸（勾）縫脫落

鉸（勾）縫的基本作用是通過橫向傳遞剪力，產(chǎn)生荷載的橫向分布，降低單片梁板的受力，使多片梁板成為一個整體?？紤]到鉸（勾）縫脫落造成上部結(jié)構(gòu)單板的受力，使單片梁板承受的荷載明顯增大，造成上部結(jié)構(gòu)梁板損壞，縮短橋梁的使用期限，并發(fā)生安全事故。造成這種病害的原因有：空心板采用淺鉸縫，新舊混凝土連接不牢固，鉸口底模不嚴(yán)實(shí)、漏漿，混凝土澆筑壓實(shí)度欠缺等。

4.3 隧道檢測常見的質(zhì)量問題

4.3.1 滲漏

地下水滲漏是影響公路橋梁隧道施工質(zhì)量的重要因素。因?yàn)榈叵峦翆犹N(yùn)含大量的地下水資源，所以，雨季的時候，土層里面的水分會上升，水壓也會隨之升高。如果施工過程中的細(xì)節(jié)處理不到位，承受不住大量的水壓，就會順著裂縫滲入隧道，造成路面濕滑，損壞公路橋梁隧道的瀝青路面。而地下水滲漏往往會降低公路橋梁隧道的穩(wěn)定性。而且隨著時間的推移，若不能及時修補(bǔ)裂縫，裂縫會越來越大，最終導(dǎo)致坍塌。

4.3.2 襯砌脫空

造成襯砌脫空的原因有：

①早期支護(hù)光面爆破的效果不佳，開挖面不平整，超挖現(xiàn)象較為嚴(yán)重。噴漿時未噴滿，與早期支護(hù)性能連接不密切，后期澆筑由于防水板應(yīng)力分布不勻，造成二次襯砌與初支之間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。

②在二次襯砌中，因拱部未填滿而未按規(guī)定補(bǔ)漿，造成與早期支護(hù)間脫空。沒有連續(xù)澆筑拱頂，造成出料口被混凝土堵塞。

5 公路橋梁隧道試驗(yàn)檢測的策略

5.1 編制試驗(yàn)檢測方案

在公路橋梁隧道工程試驗(yàn)檢測中，應(yīng)編制符合質(zhì)量管理制度的現(xiàn)場施工質(zhì)量試驗(yàn)檢測方案，并根據(jù)設(shè)計(jì)文件、技術(shù)規(guī)程等制訂相應(yīng)的送檢制度。建立健全試驗(yàn)臺賬，準(zhǔn)確記錄送檢的檢測項(xiàng)目和檢測結(jié)果。施工材料和實(shí)體質(zhì)量的檢測應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)、方法和頻率進(jìn)行，以確保檢測的精確性和可信性。按種類和規(guī)格型號將施工現(xiàn)場的施工材料進(jìn)行歸類堆置，并對每類材料做好歸類標(biāo)注。公路橋梁隧道工程施工必須嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程，向項(xiàng)目部提交施工材料的試驗(yàn)檢測報告，經(jīng)監(jiān)理工程師核查通過后，方可投入使用。

5.2 維護(hù)和更新試驗(yàn)檢測設(shè)備

在試驗(yàn)檢測工作中，儀器設(shè)備的使用也是關(guān)系到試驗(yàn)檢測質(zhì)量的重要因素。在實(shí)際工作中，僅靠檢測人員難以滿足工作要求，應(yīng)結(jié)合專業(yè)的儀器設(shè)備來提高檢測的準(zhǔn)確率。但如果檢測設(shè)備出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致檢測結(jié)果產(chǎn)生偏差，從而影響公路橋梁隧道工程的建設(shè)。因此，試驗(yàn)檢測設(shè)備的質(zhì)量是保證工程施工質(zhì)量的重要前提。在使用過程中應(yīng)對試驗(yàn)檢測設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)立即檢修或更換設(shè)備。同時，必須及時更新現(xiàn)有設(shè)備，確保試驗(yàn)檢測設(shè)備的性能符合當(dāng)前工程質(zhì)量要求。另外，要讓檢測人員了解新設(shè)備的使用方法，避免出現(xiàn)操作失誤，影響檢測工作的質(zhì)量和效果。

5.3 商品混凝土質(zhì)量檢測

在生產(chǎn)商品混凝土前，項(xiàng)目部的檢測人員和工程監(jiān)理人員必須前往現(xiàn)場對原材料的質(zhì)量、計(jì)量設(shè)備等進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確認(rèn)無誤后方可投入生產(chǎn)。每工作班商品混凝土供應(yīng)超過100m3的工程應(yīng)派質(zhì)量檢查員駐場。混凝土攪拌車出站前，每輛車都必須經(jīng)質(zhì)量檢查員檢查，和易性合格才能簽證放行。坍落度抽檢每車1次.混凝土整車容重檢查每一配合比每天不少于1次。現(xiàn)場取樣時，應(yīng)以攪拌車卸料1／4后至3／4前的混凝土為代表?；炷寥?、試件制作、養(yǎng)護(hù)均應(yīng)由供需雙方共同簽證認(rèn)可。攪拌車卸料前不得出現(xiàn)離析和初凝現(xiàn)象。拌料后至卸料前時間間隔應(yīng)小于2h，否則攪拌車內(nèi)混凝土不能用于基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)。

5.4 鋼筋力學(xué)與工藝性能試驗(yàn)

在公路橋梁隧道工程中，還需要進(jìn)行鋼筋的力學(xué)和工藝性能試驗(yàn)，抽樣和檢測方法如下：

（1）同一牌號、同一爐罐號、相同尺寸的鋼筋可組成一個檢測批，每批的總重量不超過60t。超過60t時，應(yīng)加設(shè)拉伸和彎曲試驗(yàn)取樣。每批檢測樣品中至少有1組試樣，2根用于拉力試驗(yàn)、2根用于冷彎試驗(yàn)、1根用于化學(xué)成分分析。

（2）鋼筋試件首先檢測3個試樣的重量偏差，要求切口光滑，總長度超過50cm。

（3）鋼筋焊接試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)焊接技術(shù)確定具體的試驗(yàn)檢測項(xiàng)目。

6 結(jié)語

公路橋梁隧道工程運(yùn)行后，經(jīng)常出現(xiàn)沉降變形等質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響安全運(yùn)行。為有效控制工程質(zhì)量，避免各類安全隱患，需要有關(guān)部門運(yùn)用多種試驗(yàn)檢測技術(shù)，取得有關(guān)項(xiàng)目的各項(xiàng)檢測指標(biāo)，對項(xiàng)目的安全和質(zhì)量進(jìn)行全面分析和評估?？傊囼?yàn)檢測工作可以為公路橋梁隧道的施工質(zhì)量控制及后期維護(hù)提供可靠依據(jù)。