回彈—取芯法檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度

摘要：混凝土在建筑工程施工中被廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著不可忽視的重要作用，其抗壓強(qiáng)度對(duì)實(shí)體工程的荷載性能、抗震能力和建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性具有決定性影響。因此，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)十分關(guān)鍵，其是工程質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)?；诖耍藗儜?yīng)當(dāng)了解回彈—取芯法的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理，掌握其技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，以充分發(fā)揮回彈—取芯法在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：回彈—取芯法檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度

DetectionofCompressiveStrengthofReinforcedConcreteStructuresbyRebound-CoringMethod

ZHANGYongwei

HubeiJingxingConstructionEngineeringQualityTestingCo.，Ltd.，Jingmen，HubeiProvince，448000China

Abstract：Concreteiswidelyusedinconstructionprojectsandplaysanimportantrolethatcannotbeignored.Itscompressivestrengthhasadecisiveimpactontheloadperformance，seismicresistance，safetyandreliabilityofbuildingstructuresinphysicalengineering.Therefore，itiscrucialtotestthecompressivestrengthofreinforcedconcretestructures，whichisanimportant linkofengineeringqualityassurance.Basedonthis，peopleshouldunderstandthetheoreticalbasisandtechnicalprinciplesoftheRebound-CoringMethod，masterthekeypointsofitstechnicalapplication，inordertogivefullplaytotheapplicationvalueofRebound-CoringMethodinthedetectionofcompressivestrengthofreinforcedconcretestructures.

KeyWords：Rebound-CoringMethod;Detection;Reinforcedconcrete;Structuralentity;Compressivestrength

回彈—取芯法在實(shí)際應(yīng)用中具有較多顯著的優(yōu)勢(shì)，能夠更加科學(xué)和全面地進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，確保檢測(cè)抽樣的合理性，減少對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷，獲得更加精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。因此，回彈—取芯法值得被人們推廣和應(yīng)用。

1回彈—取芯法的理論基礎(chǔ)及技術(shù)原理

1.1理論基礎(chǔ)

回彈—取芯法實(shí)現(xiàn)回彈法和鉆芯法的有機(jī)結(jié)合，全面整合了兩種檢測(cè)方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具有較高的適用性與可行性。結(jié)合技術(shù)種類分析，回彈法屬于一種表面硬度法，通過研究分析，混凝土抗壓強(qiáng)度和其表面硬度具有線性相關(guān)關(guān)系，從而可以利用彈簧驅(qū)動(dòng)重錘形成測(cè)量參照單元[1]。而在該方法中，鉆芯法是指利用專業(yè)鉆機(jī)取芯機(jī)械對(duì)建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行鉆孔，取內(nèi)部芯樣，取芯完畢之后，對(duì)芯樣進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，從而判斷分析整個(gè)混凝土施工質(zhì)量的方法。

1.2技術(shù)原理

在實(shí)際應(yīng)用過程中，該方法彈擊桿產(chǎn)生一定的勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)重錘在導(dǎo)軌的作用下對(duì)混凝土表面帶來一定沖擊，并在回彈作用下返回導(dǎo)軌方向。因此，檢測(cè)人員精準(zhǔn)測(cè)量具體回彈距離，將獲得的測(cè)量值和彈簧初始長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比分析，明確兩者的比例關(guān)系，該比例值就是混凝土抗壓強(qiáng)度的相關(guān)指標(biāo)值，之后，根據(jù)其他相關(guān)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得出混凝土抗壓強(qiáng)度。

鉆芯法主要采用鉆孔的方式在混凝土構(gòu)件上取樣，保持芯樣為圓柱形，直徑100mm，對(duì)其進(jìn)行一定的表面加工處理，選擇抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)法，獲得其抗壓強(qiáng)度性能。該方法主要適用情景：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊在抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)分析的過程中獲得結(jié)果不符合要求；混凝土構(gòu)件自身存在一定的質(zhì)量缺陷，如腐蝕、火災(zāi)等，在此條件下，對(duì)其抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；材料和各項(xiàng)工藝技術(shù)不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，存在一些問題，對(duì)混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度具有不同程度的影響；混凝土構(gòu)件齡期長(zhǎng)，不符合回彈法使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，鉆芯法屬于直觀測(cè)量方法，在應(yīng)用中同樣存在一些缺陷，主要表現(xiàn)為：檢測(cè)流程復(fù)雜、成本高，對(duì)混凝土構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生不同程度的損傷。

2回彈—取芯法應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

2.1回彈構(gòu)件數(shù)量足夠

在實(shí)際應(yīng)用過程中，回彈—取芯法借助回彈進(jìn)行全面檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)，之后，借助鉆芯法進(jìn)行綜合驗(yàn)證。在實(shí)際檢測(cè)的過程中，當(dāng)回彈構(gòu)件數(shù)量不符合要求時(shí)，在很大程度上縮小了普查面，選擇檢測(cè)的位置獲得的結(jié)果代表性不足，從而難以保證相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)的準(zhǔn)確性。因此，即使芯樣檢測(cè)的抗壓強(qiáng)度值合格，依然無法確保回彈—取芯法檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。相關(guān)責(zé)任主體應(yīng)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求詳細(xì)分析自身質(zhì)量水平，科學(xué)確定回彈構(gòu)件數(shù)量，保證其滿足要求[2]。

2.2隨機(jī)選取回彈構(gòu)件和檢測(cè)位置

在回彈—取芯法應(yīng)用中，相關(guān)檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)明確技術(shù)要點(diǎn)，隨機(jī)選擇回彈構(gòu)件，確定測(cè)區(qū)的具體位置，并保持其檢測(cè)位置分布較為均勻，進(jìn)一步保證相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)具有典型的代表性，提高混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果的針對(duì)性和有效性。在檢測(cè)工作中，工作人員進(jìn)行快速回彈普查，明確其高、低區(qū)域分布的大致情況，從而會(huì)特意規(guī)避該區(qū)域，從而造成檢測(cè)結(jié)果失真，缺乏代表性，因此，回彈—取芯法檢測(cè)工作流于形式，無法發(fā)揮其作用。因此，在該技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用中，相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)高度重視該問題，做好針對(duì)性的管理，保證回彈—取芯法檢測(cè)有效。

2.3科學(xué)鉆芯

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)的過程中，當(dāng)構(gòu)件上出現(xiàn)多處回彈測(cè)區(qū)時(shí)，檢測(cè)人員在實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)要求選擇最小平均回彈值測(cè)區(qū)，之后，對(duì)其進(jìn)行鉆芯。但是，在工程實(shí)踐中，經(jīng)常發(fā)生同一個(gè)鋼筋混凝土構(gòu)件上至少存在2個(gè)平均回彈值測(cè)區(qū)，能夠排進(jìn)最小的多個(gè)測(cè)區(qū)，對(duì)多個(gè)相對(duì)低回彈區(qū)未進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證，因此，鋼筋混凝土構(gòu)件檢測(cè)的最終抗壓強(qiáng)度的可靠度不高，這就需要檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)多個(gè)較低測(cè)區(qū)全部進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證，確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度和可靠度[3]。

3回彈—取芯法的具體應(yīng)用

3.1案例介紹

某高層建筑占地投影面積在2811.56m2左右。地上33層，層高為3.1m，耐火等級(jí)為Ⅱ級(jí)；地下3層，以核心筒結(jié)構(gòu)為主，地震設(shè)防烈度為7度。使用年限50年。本工程主體結(jié)構(gòu)正處于施工建設(shè)中，在相關(guān)部門的要求下，利用回彈—取芯法對(duì)混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行全面檢測(cè)。

3.2抽樣數(shù)量

檢測(cè)人員利用回彈法檢測(cè)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件豎向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和水平相交點(diǎn)強(qiáng)度，選擇測(cè)區(qū)數(shù)量應(yīng)當(dāng)大于5個(gè)，并且結(jié)合回彈位置混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，選擇適宜的檢測(cè)儀器設(shè)備。因此，混凝土構(gòu)件測(cè)區(qū)面積具有一定偏差，需要控制其在0.02～0.08m2。在修正芯樣的過程中，應(yīng)當(dāng)保證選擇位置具有代表性，檢測(cè)人員需要優(yōu)先確定檢測(cè)區(qū)，并在該范圍內(nèi)明確芯樣鉆取的具體位置，并將各個(gè)芯樣進(jìn)行針對(duì)性處理，形成相對(duì)應(yīng)的待檢測(cè)試件。在芯樣處理的過程中，需要按照技術(shù)檢測(cè)要求和標(biāo)準(zhǔn)控制被檢測(cè)試件直徑為100mm、高徑比為1：1。同時(shí)，混凝土構(gòu)件在生產(chǎn)過程中是相同批次的情況下，其抗壓強(qiáng)度等級(jí)一致，這就需要檢測(cè)人員在實(shí)際工作中至少選取6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)芯樣，確保檢測(cè)結(jié)果的實(shí)效性。

3.3檢測(cè)流程

3.3.1回彈法儀器操作

檢測(cè)人員按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理使用回彈儀，并且在正式進(jìn)行回彈值測(cè)量操作之前，應(yīng)當(dāng)全面檢測(cè)儀器外觀質(zhì)量，確定其精度符合要求。在回彈儀出現(xiàn)以下幾種情況時(shí)，需要通過相關(guān)部門進(jìn)行科學(xué)檢定，并進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)，確保儀器合格之后才能正式使用到混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度檢測(cè)工作中：回彈儀直讀示值和儀器顯示回彈值之間的偏差不小于1；不在檢定的有效期范圍內(nèi)；經(jīng)過保養(yǎng)后率定值仍達(dá)不到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；儀器受到外部因素的影響存在一定程度的損傷。然后，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)做好儀器保養(yǎng)工作，打開彈擊錘的尾蓋，拿出壓簧，取出機(jī)芯部件，之后，分開彈擊桿、中心導(dǎo)桿和三聯(lián)件，并對(duì)拆卸的零部件進(jìn)行全面清洗，保證不存在任何雜質(zhì)。同時(shí)，在對(duì)彈擊錘、桿的孔結(jié)構(gòu)和沖擊面進(jìn)行清理結(jié)束后，適量涂抹鐘表油。此外，檢測(cè)人員拆卸儀器的刻度，詳細(xì)檢查指針刻度盤并進(jìn)行保養(yǎng)，對(duì)指針摩擦力進(jìn)行校驗(yàn)，保持為0.5～0.8N，最終復(fù)原安裝拆卸零件[4]。在回彈儀檢查后，檢測(cè)人員進(jìn)行判定，符合要求之后，再用于檢測(cè)混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度。

在實(shí)際檢測(cè)過程中，檢測(cè)人員選擇相應(yīng)的混凝土構(gòu)件，將回彈儀的彈擊桿頂住其表面，略微施加壓力，松開回彈按鈕，伸出彈擊桿，將彈擊錘懸掛在掛鉤上，持續(xù)施加壓力，儀器指針在回彈動(dòng)作的作用下發(fā)生一定程度的偏移，直接讀取此時(shí)的刻度值，就是利用回彈儀測(cè)量混凝土構(gòu)件的回彈數(shù)值。檢測(cè)人員在操作中選擇普通回彈儀的過程中，需要在測(cè)量回彈完成后按住按鈕，保持回彈機(jī)芯閉鎖固定，再一起移動(dòng)到方便直接讀取顯示數(shù)值的位置，之后，對(duì)測(cè)量的回彈值進(jìn)行準(zhǔn)確讀取，并做好相關(guān)數(shù)值的記錄工作，從而有效防止回彈儀受到相關(guān)因素的影響而不利于測(cè)量回彈值的讀取。

3.3.2鉆芯法試驗(yàn)操作

首先，檢測(cè)人員結(jié)合混凝土的實(shí)際情況保證選擇檢測(cè)曲線的科學(xué)合理性，并結(jié)合相關(guān)信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算混凝土構(gòu)件檢測(cè)區(qū)域強(qiáng)度換算值等。然后，根據(jù)回彈值，合理推定大致的檢測(cè)區(qū)，并合理布置鉆孔點(diǎn)，保證芯樣鉆取的準(zhǔn)確性，確保其能夠準(zhǔn)確反映混凝土抗壓強(qiáng)度，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后，在鉆取抗壓芯樣之后，檢測(cè)人員科學(xué)加工處理芯樣，在操作中合理控制芯樣表面切除的厚度，通常應(yīng)當(dāng)小于鋼筋保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度[5]。但是，在芯樣表面處理的過程中，需要控制補(bǔ)平處理層厚度不大于2mm，并且為了最大程度降低由于芯樣補(bǔ)平加工處理之后產(chǎn)生的誤差，在芯樣抗壓強(qiáng)度不大于30MPa的情況下，不適合利用磨平機(jī)進(jìn)行端面處理；當(dāng)芯樣抗壓強(qiáng)度不小于60MPa時(shí)，不適合選擇膠泥材料找平。

芯樣進(jìn)行加工處理之后，其應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，主要包含以下幾點(diǎn)：芯樣試件高徑比應(yīng)當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)試件要求的0.95～1.05之間；抗壓芯樣端面不平整度與劈裂抗拉和抗折試樣分別不大于0.1mm和0.25mm；保持芯樣試件端面和軸線的不垂直度不大于1°；在芯樣試件高度方向上，隨意選擇一點(diǎn)直徑和平均直徑之間的偏差應(yīng)當(dāng)控制在1.5mm之內(nèi)。

3.4回彈—鉆芯法檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析

在計(jì)算混凝土試樣抗壓強(qiáng)度值的過程中，其公式：

fcu.cor=βc

式中：fcu.cor代表芯樣試件的抗壓強(qiáng)度值，單位為MPa，精確到0.1MPa；Fc代表芯樣試件受損時(shí)對(duì)應(yīng)的最大荷載力，單位為N；Ac代表芯樣試件的截面面積，單位為mm2；βc代表芯樣試件強(qiáng)度換算系數(shù)，取1。

在混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的過程中，在部分芯樣數(shù)據(jù)可能存在一定偏差的情況下，檢測(cè)人員可以按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行離群值檢驗(yàn)。通過實(shí)踐進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)回彈法操作相對(duì)簡(jiǎn)便，并且進(jìn)行針對(duì)性地計(jì)算，能夠獲取芯樣試件混凝土強(qiáng)度平均值和鉆芯位置回彈測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值的平均值，并且得到相應(yīng)的修正量。檢測(cè)人員將獲得的修正量加上各個(gè)測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，獲取最終修正之后的混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度值，從而更加準(zhǔn)確判斷混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度值是否合格。

4結(jié)語

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)的過程中，檢測(cè)人員科學(xué)應(yīng)用回彈—鉆芯法，能夠在相對(duì)較短的檢測(cè)周期下高效完成混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)工作。在回彈—鉆芯法的實(shí)際應(yīng)用中，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確分析待測(cè)工作面的表面狀態(tài)，做好數(shù)據(jù)加工工作，推定回彈強(qiáng)度值。該檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確效率高，在混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中將會(huì)被廣泛應(yīng)用。

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