文章编号:100926825(2004)0820022202浅谈结构混凝土无损检测技术收稿日期:2004202213作者简介:赵　波(19772),男,2000年毕业于太原理工大学工民建专业,助理工程师,山西省建筑科学研究院,山西太原　030001赵　强(19742),男,1996年毕业于太原工业大学工民建专业,工程师,山西省建筑科学研究院,山西太原　030001赵波　赵强摘　要:结合混凝土结构无损检测技术的发展现状,展望了混凝土结构无损检测技术的发展趋势,指出该检测技术是多学科紧密结合的高技术产物,是建设工程检测技术的发展方向。

关键词:混凝土,无损检测,结构中图分类号:TU317文献标识码:A 混凝土是在19世纪中叶开始得到应用的,由于当时水泥和混凝土的质量都很差,同时设计计算理论尚未建立,所以发展比较缓慢。

直到19世纪末以后,随着生产的发展,以及试验工作的开展、计算理论的研究、材料及施工技术的改进,混凝土才得到较快的发展。

目前混凝土已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一,已应用于土木建筑、交通运输等方面。

混凝土通常是在工地或搅拌站进行配料、搅拌、成型和养护的,所以,每一个环节稍有差错都将影响其质量,危及整个结构的安全。

由于混凝土的脆性,这类材料也是最容易发生突发事故、最不安全的材料,具有可靠性低、重复性差和对缺陷极为敏感的特点。

混凝土结构工作性能评价的一个重要手段是无损检测(简称NDT :Non 2Destructive Testing )。

混凝土是一种非均质、多孔、组成结构复杂、分散性极大的各向异性复合材料,并且混凝土结构(如大坝、桥梁)体积庞大、结构复杂,因此,传统机械行业无损检测手段就显得无能为力了,发展NDT 已经越来越得到世界各国的广泛关注和大量资金投入。

NDT 技术可以用较少的人力物力对混凝土结构进行短期或长期的测量或监测,做到防患于未然;NDT 技术不仅可用于检测新建混凝土结构的质量,而且可用于已有混凝土结构的寿命评估和维修加固。

混凝土结构非破损法主要有超声波法、冲击回波法、声发射法、红外线法和雷达法等。

1)超声波法主要用于混凝土强度和缺陷检测、桥梁检测以及材料性能检测等;2)冲击回波法主要用于检测混凝土厚度和裂缝等缺陷;3)声发射法用于混凝土失效分析以及检测疲劳开裂和受压变形荷载情况;4)红外线法用于建筑材料质量评价及成像等;5)雷达法用于确定钢筋位置及成像。

混凝土结构半破损法以不影响结构或构件的承载能力为前提,在结构或构件上直接进行局部破坏性试验,或直接钻取芯样进行破坏性试验,然后根据试验值与混凝土标准强度的相关关系,换算成标准强度换算值,并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。

属于这类方法有钻芯法、拔出法、射击法等,特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏的能力,因而直观可靠,测试结果易为人们接受;其缺点是造成结构的局部破坏,需要进行修补,因而不宜用于大面积的全面检测。

钻芯法在我国已广泛应用,并已制订了CECS 03∶88钻芯法检测混凝土强度技术规程,该法由于要造成结构或构件局部破坏,不宜在同一结构中大面积使用,因而,国内外都主张把它与其他非破损法结合使用:一方面利用非破损方法检测混凝土的均匀性,以减少钻芯数量;另一方面又利用钻芯法来校正非破损法的检测结果,以提高可靠性。

我国对拔出法也进行了很多研究,并已制定了CECS 69294后装拔出法检测混凝土强度技术规程。

拔出法比钻芯法简便易行、费用较低,但由于拔出法强度的离散性往往很大,可靠性不如钻芯法,它主要用于混凝土强度发展程度的检测,以确定合适的拆模、起吊、预应力张拉、装配的时间。

此法可作为一种施工控制手段。

射击法采用一种叫温泽探针(Windor prode )的射击装置,是将一硬质合金棒射入混凝土中,用棒的外露长度作为阻力的度量。

此法适宜于混凝土早期强度发展情况的测定,也适用于同一结构不同部位混凝土强度的相对比较,其缺点是试验结果受骨料影响十分明显。

随着混凝土无损检测方法日益成熟,许多国家开始了制定检测方法的标准工作,其中美国ASTM 所颁布的有关标准最多,这些标准有C 803282硬化混凝土射入阻力标准试验方法、C 823283结构混凝土抽样与检验标准方法、C 597283混凝土超声脉冲速度标准试验方法、C 805285硬化混凝土回弹标准试验方法、C 900287硬化混凝土拔出强度标准试验方法等。

此外,国际标准化组织(ISO )也先后提出了回弹法、超声法、钻芯法、拔出法等相应国际标准草案。

这些工作对结构混凝土检测技术的工程应用起到了良好的作用。

我国现已使回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、拔出法、超声缺陷检测法等主要检测技术规范化,已制定的规程有J G J/2322001回弹法检测混凝土抗压强度技术规程、CECS 02288超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程、CECS 03∶88钻芯法检测混凝土强度技术规程、CECS 69294后装拔出法检测混凝土强度技术规程、CECS 2122000超声法检测混凝土缺陷技术规程,有关仪器的研究也发展迅速,并制定了有关仪器标准。

总的来说,我国在这一领域中的研究工作起步较早、基础广泛、成果丰硕,在常用的结构混凝土无损检测技术方面的研究和应用水平在国际同行中已处于领先地位。

结构混凝土无损检测技术是多种学科紧密结合的高技术产物。

现代材料科学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础;现代电子技术和计算机科学的发展为无损检测技术提供了现代化的测试工具;同时,现代土木工程中迅速发展的新技术、新材料、新工艺又对无损检测技术不断地提出新的更高的要求,起着积极的促进作用。

所以,NDT 技术已成为混凝土测试技术体系中的一个重要分支,是建筑工程测试技术现代化的重要发展方向。

(下转第37页)・22・第30卷第8期2004年4月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.30No.8Apr.　2004 车爬杆高度不够,向钻孔中安装钢筋笼时必须分成两节到三节,分节下到钻孔中进行连接。

焊接方法采用单面搭接焊,以加快焊接速度。

3)保证保护层厚度的方法:可制作圆形空心混凝土砂浆垫块,用<8钢筋焊接在钢筋笼主筋上。

4)保证钢筋笼放置到正确位置的措施:钢筋笼设计长度一般小于钻孔深度(一般比钻孔深度短6m ～7m )。

放置钢筋笼时必须严格控制标高,具体方法是根据护筒上口标高点,推算钢筋笼顶端高出或低于护筒顶端的长度,用红漆划线控制,用工字钢、圆钢等横担将钢筋笼支撑在护筒上口,见图2所示,然后检查中心位置,合格后固定。

2.9　安放导管:将混凝土导管(管径不小于25cm )对准孔位中心,逐节连接导管,直至导管底口距孔底25cm ～40cm 为止,安装隔水栓球。

2.10　灌注水下混凝土1)灌注混凝土时坍落度要控制在16cm ～20cm ,首批混凝土坍落度可稍大,最好控制在19cm ～20cm 。

2)首批连续灌注混凝土的数量要满足下列条件:导管初次埋在混凝土内的深度不小于1m 和填充导管底部间隙;向孔内注入首批灌注混凝土的时间不能过长,应在8min ～10min 内完成。

3)在混凝土灌注时,间隙时间不能超过30min ,灌注速度为5m/h ～20m/h 。

4)防止钢筋笼上浮:采取措施将钢筋笼压住,克服混凝土对钢筋的上浮力,如在横担上加重、增加横担等。

为消除导管上提时对钢筋笼的影响,在导管的法兰连接处与管壁焊接导向三角铁。

在浇灌混凝土时,随时抽拔拆除导管,但必须保证导管埋入混凝土顶面以下至少2m 。

混凝土灌注高度必须高出桩顶以上50cm ～100cm ,以确保桩顶混凝土的质量。

2.11　桩头处理:桩身混凝土达到养护期后,一般应养护7d ～14d ,用人工凿除高出桩顶设计高程部分的混凝土,检查桩头混凝土是否有夹泥或其他异常现象,发现问题及时处理。

3　钻孔灌注桩的质量控制及检查方法3.1　钻孔过程中,用经纬仪测量钻孔中心的准确度,用比重计检验泥浆比重,防止塌孔,用垂球检查钻架的垂直度,防止钻架歪斜。

3.2　钻孔达到设计深度后,用钢筋笼检孔器吊入钻孔内检查孔径、孔斜、孔深和沉碴厚度,用比重计测量泥浆比重。

3.3　灌注水下混凝土前的检查1)应检查导管长度和导管连续处的密封性,还应该检查混凝土料斗的容积是否能够使混凝土充满导管管底至孔底之间的空隙,同时满足将导管埋入混凝土内1m 的要求,检查隔水阀是否光圆。

2)应检测孔底泥浆沉淀厚度,如大于清孔要求,应再次清孔直至符合要求。

混凝土拌合物运至灌注地点时,应检查其坍落度,使其具有较好的和易性、流动性。

如不符合要求,应进行二次拌和,二次拌和仍达不到要求,不得使用。

孔深及孔底沉淀厚度得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后,应立即开始灌注混凝土,并连续进行,不得中断。

第一斗混凝土灌注完成后要检查导管是否漏水及埋入混凝土内的深度。

3.4　在灌注水下混凝土过程中,混凝土的温度不应低于5℃,当气温低于0℃时,灌注混凝土应采取保温措施。

强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。

另外,应经常量测孔内混凝土面层的高程,及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置,使导管的埋置深度保持在2m ～6m 范围内。

4　结语总之,在施工中不仅要了解规范,认真执行规范,同时还要按照工程特点、设计要求、地质条件等有针对性地提出工程实施方案,以减少问题的出现,确保工程按质按期完成。

Construction of reinforced concrete drill 2holing pileWEI Zheng 2hong(S hanxi A owei Road and B ridge Indust rial Co.L td.,L inf en 041000,China )Abstract :Combined with several years ’construction experiences the construction technology of reinforced concrete drill 2holing pile is intro 2duced as well as preparation work ,quality control and test method in order to ensure construction schedule.K ey w ords :drill 2holing pile ,quality control ,pile body ,drilling (上接第22页)On nondestructive detection technique of structural concreteZHAO Bo ZHAO Q iang(S hanxi Research Institute of B uilding Science ,Taiyuan 030001,China )Abstract :The development and application of nondestructive detection technique of structural concrete are briefly introduced as well as its de 2velopment trend in the future.Author points out that this technology is high 2technical product and developmental trend in structural test.K ey w ords :concrete ,nondestructive detection technique ,structure・73・ 第30卷第8期2004年4月 卫正红:浅谈钢筋混凝土钻孔灌注桩施工。