李增軍
(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,新疆 烏魯木齊 830091)
布勒克其亞水庫(kù)于1958 年開(kāi)工,1963 年全部竣工,由粉砂土均質(zhì)壩、長(zhǎng)350 m 的引水渠、四座放水閘、累計(jì)長(zhǎng)5 km的放水渠組成,壩線總長(zhǎng)1503.175 m,最大壩高9.6 m,設(shè)計(jì)總庫(kù)容295 萬(wàn)m3。為確保水庫(kù)安全性能良好,本文以布勒克其亞水庫(kù)四座放水閘閘井為研究對(duì)象,對(duì)其外觀、混凝土抗壓強(qiáng)度、混凝土碳化深度、鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)分析。
外觀調(diào)查采用巡視檢查法,主要從裂縫寬度、長(zhǎng)度、走向、位置、表面特征,混凝土是否膨脹、破損、鋼筋是否出露、鋼筋是否銹蝕等方面進(jìn)行檢測(cè)和判斷,檢測(cè)工具包括鋼卷尺、塞尺等,輔以相片作為記錄補(bǔ)充。
根據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 23-2011 采用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度。檢測(cè)儀器包括回彈儀(HT-225D)、游標(biāo)卡尺、沖擊鉆、酚酞酒精溶液等。
回彈法是根據(jù)回彈儀中運(yùn)動(dòng)的重錘以一定沖擊動(dòng)能撞擊頂在混凝土表面的沖擊桿后,重錘回彈并帶動(dòng)指針滑塊,得到反映重錘回彈高度的回彈值,以回彈值推算混凝土強(qiáng)度。
檢測(cè)前按要求對(duì)混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行處理,經(jīng)檢驗(yàn)合格后,按照規(guī)定步驟實(shí)施檢測(cè),盡量避開(kāi)鋼筋及表面破損露石、凹陷、混有雜物等異常區(qū)域和部位。回彈值測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。
(1)在檢測(cè)構(gòu)件的適當(dāng)部位按規(guī)范布置回彈測(cè)區(qū),每個(gè)測(cè)區(qū)布設(shè)16 個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)量混凝土回彈值;
(2)用沖擊鉆、酚酞酒精溶液、游標(biāo)卡尺等儀器檢測(cè)相應(yīng)構(gòu)件回彈測(cè)點(diǎn)的混凝土表面碳化深度;
(3)依據(jù)測(cè)點(diǎn)回彈值和碳化深度,查表或采用回彈值、碳化深度與強(qiáng)度的關(guān)系公式計(jì)算各測(cè)區(qū)的混凝土強(qiáng)度;
(4)根據(jù)以上步驟得出的各構(gòu)件測(cè)值計(jì)算混凝土強(qiáng)度的平均值、最大值、最小值,結(jié)合規(guī)范確定各構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值。
圖1 回彈值測(cè)點(diǎn)布置示意圖(1- 測(cè)區(qū);2- 回彈值測(cè)點(diǎn))
根據(jù)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 23-2011檢測(cè)混凝土碳化深度:在回彈法測(cè)定強(qiáng)度的部分測(cè)區(qū),利用沖擊鉆在抽檢構(gòu)件表面打孔,并清除孔中的粉末和碎屑,孔內(nèi)噴涂酚酞酒精溶液;游標(biāo)卡尺測(cè)量表層不變色混凝土厚度,測(cè)量3 次,每次讀數(shù)精確至0.25 mm,計(jì)算平均值并精確至0.5 mm作為檢測(cè)結(jié)果。
根據(jù)《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 152-2008)檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度。
檢測(cè)構(gòu)件中鋼筋的保護(hù)層厚度時(shí),將鋼筋位置測(cè)定儀緊貼構(gòu)件表面,分別沿縱向和橫向、或沿豎向和水平向移動(dòng),測(cè)定橫向和縱向鋼筋、或水平向和豎向鋼筋的位置及深度。鋼筋位置及深度則由儀器示值判斷確定[1]。
(1)1 號(hào)放水閘和2 號(hào)放水閘外觀無(wú)明顯劣化缺陷。
(2)3 號(hào)放水閘閘井已基本被生活垃圾掩埋,側(cè)壁護(hù)坡混凝土侵蝕嚴(yán)重,可見(jiàn)多處蜂窩狀麻面,混凝土骨料外露。
(3)4 號(hào)放水閘布置在水庫(kù)東副壩線0+430.173 處,水閘閘井的閘門被生活垃圾和泥沙遮蓋,左側(cè)側(cè)壁下方與水面接觸漿砌卵石護(hù)坡被沖蝕破壞,閘井上方頂板右側(cè)角混凝土板斷裂,鋼筋露出。
(4)3 號(hào)放水閘后分水閘閘前底部有生活垃圾堆積,側(cè)壁混凝土見(jiàn)多處蜂窩麻面及沿垂直方向的斷裂裂縫,裂縫周圍混凝土侵蝕嚴(yán)重。
對(duì)1 號(hào)、2 號(hào)、4 號(hào)放水閘閘井外側(cè)和3 號(hào)放水閘后分水閘布設(shè)回彈測(cè)區(qū),檢測(cè)混凝土強(qiáng)度,并進(jìn)行碳化深度的測(cè)試。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果(回彈法) 單位:MPa
1 號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為26.0 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的130%;2 號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為20.7 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的104%;3 號(hào)放水閘閘后分水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為12.4 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的62%;4號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為24.1 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的120%。
經(jīng)對(duì)回彈測(cè)區(qū)的碳化深度檢測(cè),布勒克其亞水庫(kù)混凝土碳化深度較大,滴入酚酞酒精溶液后無(wú)顯色反應(yīng)。根據(jù)碳化深度在規(guī)范中與混凝土強(qiáng)度的換算,滴入酚酞酒精溶液后無(wú)顯色反應(yīng)時(shí),混凝土碳化深度取值應(yīng)大于6 mm,因此布勒克其亞水庫(kù)各放水閘及分水閘的碳化深度均大于6 mm?;炷撂蓟疃葯z測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 混凝土碳化深度檢測(cè) 單位:mm
閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為50 mm,由表3 可知,1 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為44 mm~52 mm,平均值為47 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的94%;2 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為46 mm~76 mm,平均值為62 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的124%;4 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為27 mm~35 mm,平均值為30 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的60%;3 號(hào)放水閘后分水閘混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為94 mm~114 mm,平均值為104 mm。
表3 鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè) 單位:mm
(1)1 號(hào)放水閘和2 號(hào)放水閘外觀無(wú)明顯劣化缺陷。3 號(hào)放水閘閘井基本被生活垃圾掩埋,且側(cè)壁護(hù)坡混凝土侵蝕嚴(yán)重,可見(jiàn)多處蜂窩狀麻面,混凝土骨料外露;4 號(hào)放水閘閘井的閘門被生活垃圾和泥沙遮蓋,左側(cè)側(cè)壁下方與水面接觸漿砌卵石護(hù)坡被沖蝕破壞,閘井上方頂板右側(cè)角混凝土板斷裂,鋼筋露出;3 號(hào)放水閘后分水閘閘前底部有生活垃圾堆積,側(cè)壁混凝土見(jiàn)多處蜂窩麻面及沿垂直方向的裂縫,裂縫周圍混凝土被侵蝕脫落成溝槽。
(2)1 號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為26.0 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的130%;2 號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為20.7 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的104%;3 號(hào)放水閘閘后分水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為12.4 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的62%;4 號(hào)放水閘閘井測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度推定值為24.1 MPa,達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的120%;3 號(hào)放水閘閘后分水閘閘井混凝土現(xiàn)有強(qiáng)度不滿足原設(shè)計(jì)要求。
(3)閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為50 mm,1 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為44 mm~52 mm,平均值為47 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的94%;2 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為46 mm~76 mm,平均值為62 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的124%;4 號(hào)放水閘閘井混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為27 mm~35 mm,平均值為30 mm,達(dá)到設(shè)計(jì)值的60%;3 號(hào)放水閘后分水閘混凝土中鋼筋保護(hù)層厚度為94 mm~114 mm,平均值為104 mm。
(4)閘井混凝土碳化深度較深,碳化深度均大于6.0 mm。
根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,對(duì)水庫(kù)采取相應(yīng)處理:(1)對(duì)2 號(hào)閘井兩側(cè)斷裂的混凝土面板進(jìn)行工程處理;(2)對(duì)混凝土面板麻面和裂縫進(jìn)行修復(fù)加固,清除面板上雜草,保持面板整潔;(3)對(duì)3、4號(hào)閘堆積垃圾進(jìn)行清理,保證閘道暢通;(4)對(duì)4 號(hào)閘井破壞露筋處進(jìn)行加固。