李瑩瑩 胡永成

1.中國水利水電第十二工程局有限公司施工科學(xué)研究院；2.建德市水利事業(yè)服務(wù)中心

1 前言

對于建筑鋼筋的檢測，直接關(guān)系到建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果檢測環(huán)節(jié)出現(xiàn)人為干擾、取樣不規(guī)范、檢測不標(biāo)準(zhǔn)等問題，將直接造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至使不合格鋼筋進(jìn)場，給工程質(zhì)量帶來極大的安全質(zhì)量隱患[1]。為此，有必要深入探究建筑鋼筋檢測中潛在的關(guān)聯(lián)問題，以及相應(yīng)的優(yōu)化策略，現(xiàn)做如下分析。

2 建筑鋼筋檢測指標(biāo)

2.1 檢測建筑鋼筋重量偏差

鋼筋重量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可能是鋼筋口徑標(biāo)準(zhǔn)不一致。而鋼筋又是主要的建筑骨架，決定了建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性。所以，建筑鋼筋第一項(xiàng)檢測指標(biāo)是重量。通常情況下，檢測鋼筋重量偏差值，試驗(yàn)應(yīng)從不同根鋼筋上截取，數(shù)量不少于5支，每只試樣長度不小于500mm。長度應(yīng)逐支測量，并精確到1mm，測量試驗(yàn)總重量時(shí)，應(yīng)精確到不大于總重量的1%。

2.2 檢測建筑鋼筋彎曲性能

建筑鋼筋的彎曲性能，決定了鋼筋在使用過程中的適用度，尤其是在不同的施工環(huán)境下，為了確保建筑鋼筋彎曲性能達(dá)到預(yù)期的使用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)避因彎曲性能較差而影響工程質(zhì)量及延誤工期等問題，所以必須對鋼筋彎曲性能做出精準(zhǔn)判斷。彎曲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)緩慢地施加彎曲力，以使材料能夠自由地進(jìn)行塑性變形。當(dāng)出現(xiàn)爭議時(shí)，試驗(yàn)速度應(yīng)為（1±0.2）mm/s。鋼筋冷彎機(jī)試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)溫度一般在10℃~35℃室溫下進(jìn)行，對溫度要求嚴(yán)格，溫度應(yīng)23℃±5℃范圍內(nèi)進(jìn)行。必須對試驗(yàn)溫度嚴(yán)格控制，否則檢測數(shù)據(jù)很難達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 檢測建筑鋼筋強(qiáng)度

鋼筋強(qiáng)度決定了建筑結(jié)構(gòu)的承載力，是檢測建筑鋼筋質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。建筑鋼筋強(qiáng)度主要是：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。施工現(xiàn)場對建筑鋼筋取樣，而后進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，觀察建筑鋼筋的抗拉強(qiáng)度極限、鋼筋的屈服強(qiáng)度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。截取試樣時(shí)，試樣夾具最小長度應(yīng)控制在350mm以內(nèi)，將樣品用鋼筋標(biāo)距儀標(biāo)定標(biāo)距后，試驗(yàn)設(shè)備的夾具內(nèi)，再關(guān)閉回油閥，并在夾緊夾具后開啟試驗(yàn)設(shè)備。確保試樣鋼筋牢固，才能保證檢測數(shù)據(jù)客觀有效。而且在試驗(yàn)環(huán)境下，必須時(shí)刻觀察試驗(yàn)機(jī)度盤，指針首次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)代表了屈服荷載。而后再完成拉伸試驗(yàn)，直至鋼筋樣品完全斷裂時(shí)，指針顯示出的最大值即為破壞荷載。

2.4 檢測建筑鋼筋延性

通過拉伸試驗(yàn)來檢測建筑鋼筋的延性，主要是通過伸長率數(shù)值做出判斷。將已經(jīng)被拉斷的樣品，依據(jù)斷裂處兩端對齊，令其軸線盡量靠攏在同一水平延長線上。如果被拉斷時(shí)產(chǎn)生了斷裂縫隙，可計(jì)入樣品拉斷后的標(biāo)距長度之內(nèi)。如果拉斷位置臨近標(biāo)距端點(diǎn)且大于1/3距離時(shí)，那么則需要用卡尺標(biāo)記出被拉長的標(biāo)距長度。但是斷裂后的伸長率需要等于或大于檢測規(guī)定值，無論斷裂位置是否不同，均可記作有效測量值。如果斷裂處與標(biāo)記位置的延伸距離小于1/3的原始標(biāo)距，則需要采取位移法對樣品斷后的伸長率做出判斷。如果樣品標(biāo)距端點(diǎn)處發(fā)生了斷裂，那么試驗(yàn)結(jié)果可視為無效，需要重新取樣再另行完成鋼筋延性試驗(yàn)。

3 建筑鋼筋檢測中潛在的關(guān)聯(lián)問題分析

3.1 檢測設(shè)備落后

建筑鋼筋材料檢測設(shè)備種類與類型不斷增多，大部分的檢測設(shè)備價(jià)格較為昂貴，一些檢測單位為了降低鋼筋材料檢測成本，采用相同類型的設(shè)備進(jìn)行材料檢測，各類檢測設(shè)備經(jīng)過多次使用之后，設(shè)備的準(zhǔn)確度明顯下降。此外，由于建筑鋼筋材料檢測設(shè)備比較落后，會降低最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響建筑鋼筋施工質(zhì)量。

3.2 檢測環(huán)節(jié)不規(guī)范

在很多工程項(xiàng)目中，由于工期緊張，對于長期合作的供應(yīng)商，往往縮減了檢測比例，令不合格鋼筋混進(jìn)場。如果檢測環(huán)節(jié)未按照采購標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，未參照鋼筋強(qiáng)度和銹蝕性檢測標(biāo)準(zhǔn)，很可能因?yàn)闄z測失誤造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題。因此，檢測環(huán)節(jié)不規(guī)范，既有檢測標(biāo)準(zhǔn)因素，也有人為干擾因素，均對建筑鋼筋質(zhì)量檢測結(jié)果產(chǎn)生干擾。

3.3 鋼筋焊接瑕疵

建筑鋼筋原材料采集進(jìn)場后，需要對其進(jìn)行二次加工方能使用。由于建筑規(guī)格不同，焊接鋼筋延長使用米數(shù)是普遍施工方案。雖然進(jìn)場前根據(jù)建筑施工質(zhì)量檢測方案，對各種鋼筋材料進(jìn)行全面檢驗(yàn)，但是也可能在焊接過程中出現(xiàn)紕漏。在焊接的檢測過程中，發(fā)現(xiàn)電渣壓力焊的問題主要在于焊接時(shí)摻夾雜質(zhì)或氣泡，而搭接焊時(shí)經(jīng)常因電流過高而發(fā)生脆斷。

3.4 套筒搭接失誤

建筑鋼筋材料的施工中，除了焊接施工容易出現(xiàn)瑕疵之外，套筒連接方式也可能出現(xiàn)質(zhì)量紕漏。在套筒檢測過程中，主要是絲牙車得過深以及頂?shù)锰?。若根鋼筋出現(xiàn)搭接質(zhì)量問題，更會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動，令鋼筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅下降，埋下嚴(yán)重的安全隱患，是建筑鋼筋檢測中較為普遍的質(zhì)量問題。

4 針對建筑鋼筋檢測中潛在關(guān)聯(lián)問題的優(yōu)化策略

4.1 更新檢測設(shè)備并加強(qiáng)維護(hù)

為了更好地提升建筑鋼筋檢測精度，引進(jìn)新型的檢測設(shè)備特別重要。諸如，鋼筋混凝土掃描儀材料力學(xué)等物理性能檢測設(shè)備，主要用于測試鋼筋的拉伸、彎曲、剪切等，可以求取所測材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、彈性模量等性能指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)等速率加荷、等速率變形、等速率位移、等速率應(yīng)變等閉環(huán)控制，可以進(jìn)行材料或產(chǎn)品的工藝合格性能驗(yàn)證試驗(yàn)。最大試驗(yàn)力為2000kN，試驗(yàn)力級別為1級，試驗(yàn)力測量范圍2%~100%FS，試驗(yàn)力示值誤差小于示值的±1%，力分辨率大于1/300000FS滿量程，位移示值誤差小于示值的±1%，位移分辨率在0.01mm以內(nèi)，活塞移動速度在0.2mm/min~70mm/min（無級調(diào)速）范圍之內(nèi)，橫梁調(diào)整速度可保持在120mm/min，活塞最大行程在250mm以上。夾緊方式為液壓自動夾緊，圓試樣夾持范圍（Φ26~Φ80mm），板試樣夾持范圍（0mm~60mm），可調(diào)為550mm、650mm、650mm、700mm，有效壓縮空間為550mm，有效拉伸空間為650mm，同時(shí)機(jī)械限位保護(hù)和軟件過載保護(hù)。除此之外，針對既有的各類檢測設(shè)備，要加大日常維護(hù)力度。通過對各類檢測設(shè)備進(jìn)行有效維護(hù)，不僅可以提升各類檢測設(shè)備的利用率，如果發(fā)現(xiàn)問題，要立即處理，以提升建筑鋼筋檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.2 明確鋼筋檢測要求

一方面，針對建筑鋼筋強(qiáng)度方面的質(zhì)量檢測。如果鋼筋強(qiáng)度比較差，不符合建筑工程施工要求，會降低建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。通常情況下，建筑鋼筋強(qiáng)度檢測，主要是對鋼筋結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度進(jìn)行檢測。唯有達(dá)到建筑工程施工標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋強(qiáng)度，才能確保主體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是，并非強(qiáng)度越高穩(wěn)定性越強(qiáng)，鋼筋檢測同時(shí)需要參考剛度檢測指標(biāo)，通過動剛度、靜剛度、環(huán)剛度等方面的檢測，來判斷鋼筋質(zhì)量。

另一方面，需要加強(qiáng)針對建筑鋼筋低溫脆性、伸長率、斷面收縮率、疲勞極限、彈性模量、延展性等方面的質(zhì)量檢測。低溫脆性在北方建筑環(huán)境中檢測率比較嚴(yán)格，但是伸長率和延展性等方面的檢測標(biāo)準(zhǔn)不一，也就容易出現(xiàn)因鋼筋原材料特性較差而產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷。建議加強(qiáng)針對鋼筋輔助性能的檢測，規(guī)避潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際檢測過程中，檢測人員需要逐根檢測，精確度達(dá)到1mm。尤其對于鋼筋重量稱量必須校準(zhǔn)，最大限度降低檢測數(shù)據(jù)失誤。

4.3 加強(qiáng)鋼筋力學(xué)性能檢測

為了提高建筑鋼筋檢測的精準(zhǔn)度，尤其需要加強(qiáng)針對建筑鋼筋的力學(xué)性能檢測。所有鋼筋進(jìn)場后，均需要由檢測人員根據(jù)原材料采購指標(biāo)要求核驗(yàn)鋼筋質(zhì)量，做好前期力學(xué)檢測試驗(yàn)，對鋼筋性能做出客觀判斷，合理選擇鋼筋承重力關(guān)鍵部位，而后鑿除鋼筋外層保護(hù)膜，令鋼筋主體暴露在外，利用應(yīng)變儀器，準(zhǔn)確檢測鋼筋材料的應(yīng)變。在具體檢測過程當(dāng)中，需要使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行準(zhǔn)確測量，檢測人員利用最終的檢測結(jié)果，能夠準(zhǔn)確計(jì)算出建筑鋼筋的應(yīng)力。此外，一般情況下，盡量在施工現(xiàn)場直接對鋼筋原材料截取試樣，保證送往實(shí)驗(yàn)室的檢測材料未經(jīng)環(huán)境影響而發(fā)生質(zhì)變。尤其在拉伸檢測試驗(yàn)中，準(zhǔn)確檢測出鋼筋極限抗拉強(qiáng)度，以及屈服強(qiáng)度，更有利于檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。由于建筑施工現(xiàn)場取樣的樣本數(shù)較多，可以抽樣檢測。但是對于建筑結(jié)構(gòu)承載力判斷，更需要對重要構(gòu)件部位進(jìn)行大范圍取樣，具有代表性的試驗(yàn)樣本更能說明鋼筋質(zhì)量。

4.4 加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測

鋼筋銹蝕性檢測，需要結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境制定行之有效地檢測方案。合理選擇鋼筋銹蝕度檢測方法，檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度更佳。常用檢測方法包括：混凝土電阻檢測、交流阻抗檢測、電流躍階檢測等，上述檢測方法在施工現(xiàn)場應(yīng)用較為廣泛。檢測鋼筋銹蝕的過程中，可以直接將鋼筋截面縮小，在鋼筋承載力驟然下降時(shí)判斷鋼筋極限延伸率。在鋼筋銹蝕形成之后，體積比可擴(kuò)大2倍以上。體積膨脹壓力是對于外圍混凝土形成拉應(yīng)力的主要因素。因此，對于發(fā)生順筋開裂問題的鋼筋結(jié)構(gòu)，必須嚴(yán)密監(jiān)測其耐久性。鋼筋銹蝕問題，更是形成混凝土黏結(jié)力下降的主要因素，故而加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測尤為重要。檢測前期，需要配制Cu＋CuSO4飽和溶液。用半電池電位法對混凝土電解質(zhì)成分預(yù)測，而后對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)先潤濕，可以使用家用液體清潔劑，按照1：10的比例附加飲用水充分混合，構(gòu)成液體潤濕海綿附著于混凝土表面。檢測過程中，時(shí)刻保持混凝土濕潤，將鋼筋銹蝕測定儀置于混凝土表面，在接觸之后連接鋼筋并露出，方便接地試驗(yàn)。連接時(shí)可對鋼筋表面進(jìn)行打磨，除去銹斑后再連接檢測儀器。根據(jù)半電池電位法測試，以電路閉合下電阻最小狀態(tài)，測試鋼筋在電壓表檢查測試區(qū)內(nèi)任意的電阻率。鋼筋分布測距點(diǎn)需保持在10cm~20cm之間，至少觀察銹蝕測定數(shù)據(jù)5min電位值變化，讀取±0.02V穩(wěn)定電位讀數(shù)，確保浮動數(shù)不影響觀測值。除此之外，混凝土結(jié)構(gòu)表面鉆孔也可以相對提高測量精度，也需要注意外部天氣環(huán)境變化，避免出現(xiàn)空氣潮濕度過高而產(chǎn)生的檢測誤差。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑鋼筋檢測主要是針對鋼筋強(qiáng)度、鋼筋硬度、鋼筋剛度以及一些建筑鋼筋特性的進(jìn)場檢測。在檢測過程中極易出現(xiàn)一些潛在關(guān)聯(lián)問題，諸如，檢測設(shè)備落后、檢測環(huán)節(jié)不規(guī)范、鋼筋焊接瑕疵或者是套筒搭接失誤等問題。建議針對建筑鋼筋檢測中潛在關(guān)聯(lián)問題采取優(yōu)化策略，更新檢測設(shè)備并加強(qiáng)維護(hù)，明確鋼筋檢測要求，加強(qiáng)鋼筋力學(xué)性能檢測，加強(qiáng)鋼筋銹蝕性能檢測，以確保建筑鋼筋檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度，提高工程質(zhì)量安全性。