姚彬

（上海黃浦建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司 上海 200011）

1 混凝土檢測技術(shù)

當(dāng)前混凝土檢測方法最為主要的方式即為試件檢測法及無損檢測法，作為傳統(tǒng)的試件檢測法，無法實現(xiàn)對原位混凝土質(zhì)量的準(zhǔn)確檢測，另一方面，采用標(biāo)準(zhǔn)試件的力學(xué)指標(biāo)來預(yù)估結(jié)構(gòu)混凝土性能，未必能揭示混凝土力學(xué)特征值在鋼筋混凝土中結(jié)構(gòu)物各個部位中的分布，而無損檢測則更能夠適應(yīng)建筑工程項目的要求。以下內(nèi)容將主要對常見且比較成熟的無損混凝土檢測方式進(jìn)行總結(jié)。

1.1 回彈法檢測混凝土強度

用于檢測結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓強度，是用一個以彈簧作為驅(qū)動的重錘，通過傳力桿彈擊混凝土構(gòu)件的表面，通過測量重錘被彈回的距離，并且將彈回的距離與彈簧的初始長度作比，作為強度相應(yīng)的指標(biāo)，來對結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓強度進(jìn)行推定。該方法主要是在混凝土構(gòu)件的表面進(jìn)行的，所以實質(zhì)上屬于表面硬度法，是根據(jù)構(gòu)件的表面硬度與構(gòu)件強度之間的相關(guān)性建立聯(lián)系而形成的一種檢測技術(shù)。

該方法不受構(gòu)件形狀、大小的限制，檢測靈活、方便快速，費用低廉，現(xiàn)場條件要求低，很容易滿足，檢測過程不會對混凝土結(jié)構(gòu)組織及使用性能等內(nèi)容產(chǎn)生影響。檢測結(jié)果主要受以下因素影響：①碳化深度：當(dāng)今混凝土的組成材料里都拌有大量摻合料，這些成分會形成不同程度的假性碳化；②表面狀態(tài)；③儀器狀態(tài)；④人員操作。多年的檢測經(jīng)驗表明，受制作、養(yǎng)護(hù)等原因影響，回彈檢測的抗壓強度推定值要低于同條件試件抗壓強度值，《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗收規(guī)范》（GB50204-2015）要求，當(dāng)沒有同條件養(yǎng)護(hù)試件強度或強度不合格，可采用回彈-取芯法進(jìn)行檢測。

1.2 超聲法檢測混凝土強度和缺陷

根據(jù)超聲在混凝土中傳播的速度與混凝土構(gòu)件的彈性性質(zhì)之間的緊密關(guān)系，來推斷混凝土構(gòu)件的強度和內(nèi)部缺陷，同樣，檢測的過程中不會對混凝土結(jié)構(gòu)組織及使用性能等內(nèi)容產(chǎn)生影響，能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)檢測，具有良好的重復(fù)性；具有檢測混凝土質(zhì)地是否均勻的性能，實現(xiàn)了測試強度與測試缺陷的結(jié)合，將檢測混凝土強度建立在了無缺陷同時質(zhì)地均勻的混凝土構(gòu)件基礎(chǔ)上。

但是該方法也容易受到較多因素的影響：①當(dāng)混凝土已經(jīng)斷開，超聲波會繼續(xù)沿鋼筋傳播。②換能器的配置問題，超聲波波速=頻率×波長，設(shè)混凝土的聲速4.5km/s時，50kHz的換能器的波長為90mm，過大的波長容易繞過缺陷，因此，選擇換能器的頻率應(yīng)該充分考慮需要檢測的缺陷尺寸，通常設(shè)定探傷能測到的最小缺陷尺寸近似于波長，目前，超聲儀普遍配置的換能器是50kHz，直徑大約40mm，小于換能器直徑的缺陷超聲波檢測難以被發(fā)現(xiàn)。③混凝土本身屬于非勻質(zhì)材料以及混凝土中水分潮濕也會造成一定的影響。

1.3 超聲回彈綜合法檢測技術(shù)混凝土強度

將回彈法與超聲法相互結(jié)合，即通過低頻超聲波檢測儀與標(biāo)準(zhǔn)能量的回彈儀作為檢測設(shè)備，在結(jié)構(gòu)混凝土的同一區(qū)域分別檢測出超聲波傳播的相關(guān)參數(shù)和回彈值，通過已經(jīng)建立的測強公式來推斷混凝土的強度。與單一的回彈法或者超聲波法相比較而言，超聲回彈綜合檢測法能夠減少混凝土構(gòu)件齡期及含水率等干擾因素對檢測結(jié)果的影響，能夠進(jìn)行互相彌補不足，能夠較全面的反映結(jié)構(gòu)混凝土的實際質(zhì)量，提高檢測精度。

我國地域遼闊，原材料品種、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境以及生產(chǎn)工藝等因素的不同對對聲速值得影響因素很大，導(dǎo)致現(xiàn)行的CECS和JGJ標(biāo)準(zhǔn)中的測強公式，其聲速權(quán)重只占1%左右，可能體現(xiàn)不出綜合法測強技術(shù)的優(yōu)越性，上海的地方標(biāo)準(zhǔn)DG/TJ08-2020-2007充分考慮了地方特點，超聲的權(quán)重占16%左右，十多年來實踐經(jīng)驗表明該標(biāo)準(zhǔn)中的超聲回彈綜合法測試精度是很高的。

1.4 鉆芯法檢測混凝土

利用專用的鉆機與人造的金剛石鉆頭，從混凝土構(gòu)件中鉆取混凝土芯樣來檢測混凝土構(gòu)件的強度并觀察是否存在內(nèi)部缺陷的方法，是一種輕微破損的現(xiàn)場檢測方法。它不需要通過缺陷或者能量與物理量之間的轉(zhuǎn)換來進(jìn)行判斷，往往可以通過肉眼進(jìn)行直觀的觀察，得到可靠與準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。但是由于鉆芯對混凝土構(gòu)件造成一定程度的損壞，所以大量取芯檢測的方法得到了一定程度的限制，同時，檢測現(xiàn)場需要水、電的配合，取樣工作量大，容易受現(xiàn)場條件的制約，芯樣的制作加工難度大，不符合要求的芯樣無法反映混凝土實際質(zhì)量，實際應(yīng)用中可以用芯樣強度驗證及修正回彈法來提高非破損檢測方法的精度。

1.5 拔出法檢測混凝土強度

將預(yù)埋在混凝土構(gòu)件中的錨固件拔出，通過測量拔出時的極限拔出力，結(jié)合預(yù)先已經(jīng)建立的拔出力與混凝土強度之間的關(guān)系來檢測混凝土構(gòu)件的強度，分為兩種類型：①預(yù)埋拔出法：在混凝土構(gòu)件的表面預(yù)埋一個鋼制的錨固件，硬化之后對錨固件施力拔出，測量極限拔出力；②后裝拔出法：預(yù)埋拔出法要求在事先做好準(zhǔn)備，不能在混凝土硬化之后隨機選擇構(gòu)件進(jìn)行試驗。為了克服事先計劃的局限性，在硬化后的構(gòu)件上進(jìn)行鉆孔，將錨固件裝入其中并測量其極限拉拔力，這種后裝拔出法，更能夠反映混凝土實際的質(zhì)量水平，拔出法檢測同樣也是一種破損檢測方法。在操作過程中應(yīng)特別注意產(chǎn)生偏心受拉，現(xiàn)場需要水、電的配合，容易受現(xiàn)場條件的制約，鉆孔、磨槽工作量大。

在具體應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)檢測目的和各種檢測方法的特點，綜合考慮現(xiàn)場條件和施工質(zhì)量的可靠性等因素選擇檢測方法，必要時采取多種方法檢測，并進(jìn)行綜合分析判斷，有效提高檢測結(jié)果的可靠性。

2 檢測結(jié)果處理措施

通過上面的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)對混凝土檢測主要針對的是強度及缺陷，下面將針對混凝土構(gòu)件強度不足及內(nèi)部缺陷提出處理措施意見。

混凝土構(gòu)件出現(xiàn)強度不足的情況，主要原因包括原材料質(zhì)量不符合要求、配合比不合理、施工工藝存在問題以及養(yǎng)護(hù)不到位等多個方面，可以采取下列措施處理：

（1）利用混凝土的后期強度：通常情況下混凝土的強度會隨著齡期的增加而提升，一般在干燥環(huán)境下，三個月齡期的混凝土強度是28d齡期的混凝土強度的1.2倍，一年齡期可以達(dá)到1.35～1.5倍左右。若是通過檢測發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件的實際強度距離設(shè)計要求的強度差距不大，并且結(jié)構(gòu)加荷的時間又相對較晚，這種情況下就可以采取加強養(yǎng)護(hù)的方式，利用后期強度來提升混凝土構(gòu)件強度。

（2）減少荷載：混凝土構(gòu)件強度不足的重要表現(xiàn)即為承載力能力下降，在充分考慮經(jīng)濟性，適用性等因素的前提下，可以采取減少結(jié)構(gòu)荷載的方式來解決。例如采用輕質(zhì)施工材料減輕建筑結(jié)構(gòu)自身重量，或者降低建筑物高度的方式進(jìn)行降低荷載等等。

（3）結(jié)構(gòu)加固：當(dāng)柱混凝土強度不足時，可以采取外包鋼筋混凝土構(gòu)件或者外包鋼結(jié)構(gòu)來進(jìn)行加固，同時也可以采取螺旋約束柱來進(jìn)行加固。當(dāng)梁構(gòu)件的強度不足的情況下，則可以通過使用鋼筋混凝土對梁構(gòu)件進(jìn)行加高，或者是采取預(yù)應(yīng)力拉桿補強體系來加強。現(xiàn)在，新型的加固技術(shù)也在不斷發(fā)展，例如利用碳纖維材料加固，或者利用高效結(jié)構(gòu)粘結(jié)材料直接粘鋼板加固等方法，標(biāo)準(zhǔn)GB50728、GB50550、GB50367對于混凝土結(jié)構(gòu)加固都有明確的設(shè)計、施工和驗收要求。

（4）挖掘潛力：通過分析驗算來挖掘設(shè)計潛力，決定混凝土構(gòu)件是否需要進(jìn)行針對性處理，比如，當(dāng)實際混凝土的強度與設(shè)計要求相差較少的情況下，對受彎構(gòu)件的正面強度影響是有限的，在對混凝土構(gòu)件進(jìn)行驗算的基礎(chǔ)上，增加荷載試驗，就可以驗證構(gòu)件是否具有安全可靠性，決定是否需要進(jìn)行處理；對于裝配式框架梁在柱節(jié)點核心區(qū)的混凝土強度不足的情況下，有可能會導(dǎo)致梁構(gòu)件的抗震安全度不足，這種情況下進(jìn)行抗震規(guī)范驗算之后就可以驗證構(gòu)件的強度是否滿足要求；當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或者一定的變形時，也可以通過驗算，來決定采是否需要結(jié)構(gòu)處理，此時，檢測結(jié)果的可靠性、正確性起著關(guān)鍵的作用。

（5）內(nèi)部缺陷

混凝土構(gòu)件存在內(nèi)部缺陷時，可以通過灌漿法來進(jìn)行處理。灌漿材料可以選擇普通的水泥砂漿、改性水泥砂漿、膨脹水泥砂漿或?qū)Ｓ玫墓酀{材料等，往往需要根據(jù)內(nèi)部缺陷的情況來確定材料的種類。處理內(nèi)部缺陷的方式主要包括以下兩種：

①挖除后回填

混凝土構(gòu)件的強度不足，同時骨料分散不均勻的部位，可以通過確定其部位與范圍，之后將缺陷周圍的松散混凝土鑿掉，在四周鑿成垂直狀。在挖鑿的過程中要盡量避免造成周圍混凝土的損傷，并且根據(jù)缺陷架空的深度來確定開鑿的深度。若是開鑿的過程中出現(xiàn)了鋼筋裸露的情況，則要求開鑿至鋼筋底面以下5cm以內(nèi)。之后再進(jìn)行混凝土的修復(fù)，使用與混凝土構(gòu)件同種強度等級的混凝土，對于6cm以內(nèi)的缺陷可以采取分層錘填的方式來進(jìn)行修補。若是深度大于6cm的缺陷，則需要使用高一等級的混凝土進(jìn)行修補。

②采用水泥灌漿

若是混凝土內(nèi)部出現(xiàn)架空情況，則可以采取水泥砂漿等灌漿材料來進(jìn)行灌漿補強處理，鉆孔進(jìn)行灌漿，對于互不穿通的灌漿孔則采取單孔孔內(nèi)循環(huán)灌漿的方式進(jìn)行。串通孔采用并聯(lián)灌漿，在串通區(qū)采用一側(cè)向另外一側(cè)灌漿的順序進(jìn)行施工。

通過檢測確定混凝土構(gòu)件強度不足及內(nèi)部缺陷后，包括檢測單位在內(nèi)的參建各方應(yīng)進(jìn)行深刻分析，查找原因，在充分驗算的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)、可靠、經(jīng)濟、合理的處理措施方案，該方案應(yīng)包括后續(xù)的檢測及跟蹤，確保結(jié)構(gòu)安全、可靠。

3 結(jié)束語

混凝土作為建筑工程項目中最為關(guān)鍵的施工內(nèi)容，其質(zhì)量對結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生了非同小可的影響作用，因此要加強對混凝土構(gòu)件的檢測，尤其是原位混凝土的檢測。及時發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件存在的問題，并且采取相應(yīng)的處理措施，為提高建筑物的安全性及可靠性提供保障。