关于地铁工程混凝土结构实体检验的探讨期20120831 8页

关于地铁工程混凝土结构实体检验的思考随着现代城市建设的快速发展，城市交通已全面进入立体化时代，人们期盼着拥堵的城市能变得通畅，地铁是解决城市交通拥堵问题的重要途径。因此，地铁建设倍受关注，保证工程质量是地铁建设和运营期安全的重要环节，主体结构的质量是地铁工程质量控制全过程中的重中之重。主体结构质量的验收工作是一个关键环节，对结构实体质量进行检验并能真实、直观地反映施工全过程的质量控制结果和最终结构的综合性能是我们检测人员不可推卸的责任。现将我们在地铁工程中对主体结构进行检验的一些体会作以总结如下：一、全面了解地铁工程主体结构的特点地铁工程建设主要为了方便人们的交通需求，地铁车站大都要建造在都市的繁华地段或主要交通路线上，每个车站设在地下由多个出入口与道路相连，组成城市交通网络，车站的设置往往会受到地域的限制而采用不同类型的主体结构形式。因此，在进行地铁工程主体结构检测前要对车站的总体设计有全面的了解，特别是主体结构的柱、梁、剪力墙的构造特点和来自于地面荷载、地下水的侵蚀对地铁主体结构的影响。二、主体结构实体检测的内容1、混凝土抗压强度2、钢筋保护层厚度三、结构实体检验部位的确定 按照<<混凝土结构工程施工质量验收规范>>GB50204-2002（2011版）规定：结构实体检测的部位一般是由建设、设计、监理、施工等单位共同选定，并在施工方案中明确的。混凝土结构的安全很大程度上取决于关键部位混凝土和钢筋的施工质量。通常结构实体检验的范围限于涉及结构安全的柱、墙、梁等结构构件的重要部位，主要是立柱、主梁、节点、剪力墙的底部加强部位等受力较大的关键部位。关键部位主要是：结构受力较大的部位；梁柱节点、构件的支座区域或端部箍筋加密区等；结构比较薄弱的部位；容易引起严重后果的部位；施工难度大，不易保证施工质量的部位；有代表性的结构构件或部位。四、检测人员的专业技能和职业道德情操回弹法检测混凝土抗压强度在我国发展已有40余年，是现代混凝土强度检测常用的手段，近年来也有其他无损检测方法不断出现，因其简便、灵活、准确、可靠、快速、经济等特点而大量应用于混凝土结构工程实体强度的检验中。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011规定，操作人员不得随意操作。回弹的精度也取决于操作人员用力是否合适和均匀，是否垂直于结构或构件的表面。在实际检测工作中要严格按照标准规定的技术要求进行检测操作，保证回弹法检测主体结构质量，是我们检测人员必备的职业道德情操和素养，提高检测工作责任心，才能真正提高回弹法的检测精度。五、结构混凝土强度检验　　回弹法是通过测定混凝土的表面硬度来推算其抗压强度， 而表面强度与水泥砂浆强度有关。测试前必须进行回弹仪的率定，回弹仪的质量及测试性能直接影响混凝土强度推定的准确性，只有性能良好的回弹仪才能保证测试结果的可靠性。回弹仪的标准状态应是在洛氏硬度HRC为60±2的标准钢砧上，垂直向下弹击三次，其平均率定值应为80±2，否则回弹仪必须进行调整或校验。在单个构件检测中，一般只需测试前进行率定即可，但在大批量检测时，由于受现场灰粉及回弹仪自身稳定性等因素的影响，随着工作时间的延长，回弹仪的工作状态逐渐低于标准状态。有时一个批量检测项目检测前后回弹仪率定值的差异较大，从而导致测试结果偏低。因此，在大批量检测时，应随身携带标准钢砧，以便随时进行率定检测，适时更换，从而保证检测结果的精确性。检测构件布置测区时，相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m且不宜小于0.2m;测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面，侧区一定要分布均匀于构件的可检测面上，必须在构件的重要部位及薄弱部位布置相应的测区，并应避开预埋件。当遇到薄壁小构件时，则不宜布置测区，因为薄壁构件在弹击时产生的振动，会造成回弹能量的损失，使检测结果偏低。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2011同时规定:用于回弹检测的混凝土构件，测区表面应为混凝土原浆面，并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、蜂窝、麻面。我们在检测时经常遇到麻面或有浮浆的构件，回弹前必须能砂轮磨平，清理测区表面使其达到规定要求，否则检测结果就会 偏低。在测试面达到清洁、平整的前提下，还需注意混凝土表层是否干燥，混凝土的含水率会影响其表面的硬度，混凝土在水泡之后会导致其表面硬度降低。因此，混凝土表面的湿度对回弹法检测影响较大，对于潮湿或浸水的混凝土，须待其表面干燥后再进行测试。《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)第6.2.1条规定,混凝土的检测龄期为14～1000d。一般认为,水泥品种对回弹值N有影响的原因主要是由于各种水泥的强度发展规律不同,硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥中硅酸三钙(C3S)的含量较高,因此强度发展较快。而掺混合材水泥则因硅酸三钙(C3S)的相对含量较低。早期强度发展较慢,这样导致配比相同的混凝土,由于水泥品种不同而造成在某一龄期区间内(28d以前)强度不同。但各种水泥强度存在不同的发展规律,其影响主要在早期,但是28d以后这一影响很小。因此,在28d以前,用回弹法评定混凝土强度,应考虑水泥品种对其早期强度的不同影响。碳化深度值的测量是否准确，将直接影响推定混凝土强度的精度。水泥混凝土一旦浇筑成形后，水泥一经水化游离出大约35%的氢氧化钙，它对混凝土的硬化起了重大的作用。已经硬化的混凝土表面受到二氧化碳作用，使氢氧化钙逐渐变化，生成硬度较高的碳酸钙，即发生混凝土的碳化现象，它对回弹法测强有显著影响。碳化使混凝土表面硬度增加，回弹值增大，但对混凝土强度影响不大，从而影响了强度和回弹值之间的相关的关系。不同的碳化深度对其影响不一样，对不用强度等级的混凝土，同一碳化深度的影响也有差异。 消除碳化的影响的方法，有不用的方法。国外的做法是磨去混凝土碳化层或不允许对龄期较长的混凝土进行测试，我国的研究表明，用碳化深度作为一个测强参数来反映碳化的影响。虽然回弹值随碳化深度的增加而增大，但碳化深度达到6mm，这种影响基本不会增长。在碳化深度的测试中，深度值应为垂直距离，而非孔洞中呈现的非垂直距离。孔洞内的粉末和碎屑一定要清除干净之后再测量，否则将难以区分已碳化和未碳化的界线，造成较大的测试误差。测量碳化深度值时应用专用测量仪测定。应特别认真观察测试孔，可发现外表层颜色较深，而孔内混凝土所变的颜色较浅，这颜色较浅部分的厚度即为混凝土实际的碳化深度。这一细微的差别，检测人员一定要注意区分，避免人为误差。在运用回弹法检测混凝土强度时，必须要事先了解到施工单位浇注混凝土的方式。另外，当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土侧面时，一定要先按非水平状态检测时的回弹值进行修正，然后再按角度修正后的回弹值进行不同浇筑面的回弹值进行修正，这种先后修正的顺序不能颠倒，更不能用分别修正后的值直接与原始值相加或相减，否则将造成计算错误，影响对混凝土强度的推定。测试异常时，需与钻芯法配合使用。施工单位在工程施工中，普遍采用胶合板面的大模板，此种模板密闭性能极好但不透气，振捣过程中产生的气泡聚集在混凝土表面和大模板之间，不易排出，致使拆模后在混凝土表面存在大量的微小气孔，使混凝土表面不是很密实，如果混凝土养护不即时或养护 时间不够，混凝土表面将不能有效地进行水化反应，不仅有粉化现象，而且混凝土碳化深度较大，造成混凝土表面强度低。使混凝土强度产生表里不一的现象，检测时一样要仔细观察结构的整体情况，尽量避免偏离真实强度的错误发生。五、混凝土强度的判定及处理：1、构件第I个测区混凝土强度换算值的计算为：①从测区16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，用其余的10个回弹值计算测区平均回弹值;②进行检测方向和浇筑面修正;③测点碳化深度值测量不应少于3次取其平均值;各测区碳化深度平均值.为构件的碳化深度值；④当有地区或专用测强曲线时，混凝土强度的换算值宜按地区测强曲线或专用曲线计算或查表得出。2、构件的测区混凝土强度平均值应根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区数为10个及以上时，还应计算强度标准差。3、当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时,可采用同条件试件或钻取砼芯样进行修正；4、混凝土强度推定值的确定:当构件测区数少于10个时,最小的测区混凝土强度换算值即为构件混凝土强度推定值;当构件的测区混凝土强度值中出现小于10MPa时,判定砼强度推定值小于10MPa; 当构件测区数不少于10个或按批量检测时,混凝土强度推定值由测区混凝土强度换算值的平均值减1.645倍测区混凝土强度换算值的标准差计算求得；当构件混凝土强度平均值小于25MPa标准差大于4.5MPa；当构件混凝土强度平均值不小于25MPa且不大于60MPa、标准差大于5.5MPa时,则该批构件应全部按单个构件检测。六、钢筋保护层厚度检验钢筋在混凝土受力结构中所发挥的作用，不仅取决于其强度和配筋数量，在很大程度上取决于其在截面中的位置。鉴于钢筋移位造成最大影响的是受弯构件，尤其是配置负弯矩钢筋的构件，因此规范规定只检验梁、板类构件作为检验重点。检测部位一般应选择钢筋受力最大的部位和选择在承载受力时比较关键和重要的构件部位(如主梁等)；或万一失效可能引起严重后果的构件和部位。钢筋保护层厚度的检测目的就是为了控制钢筋位移，从而保证钢筋处在设计的位置，以发挥其应有的抗力。检验构件的选择应有随机性和代表性，应合理布置检查点，保证钢筋保护层厚度检验在主体结构中具有代表性。检验数量：《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204-2002（2011版）附录E中规定：对梁类、板类构件应各抽取构件数量的2%，且不少于5个构件进行检验，当有悬挑构件时，抽取的构件中梁、板各为工程中悬挑梁类、板类构件所占比例均不宜小于50%。检测方法：钢筋保护层厚度的检验一般采用非破损(保护层厚度检测仪)方法检测，用局部破损法进行校准。 钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为+10mm，一7mm，对板类构件为+8mm，一5mm。结构实体检验中钢筋保护层厚度的合格点率应达到90％及以上。考虑到实际工程中钢筋保护层厚度可能在某些部位出现较大偏差，以及抽样检验的偶然性；当一次检测结果的合格点率小于90％但不小于80％时，可再抽取相同数量的构件进行检验；当按两次抽样总和计算的合格点率为90%及以上时，钢筋保护层厚度的检验结果仍应判为合格。每次抽样检验结果中不合格点的最大偏差均不应大于规定允许偏差的1.5倍，超出此偏差限值即意味着很大的钢筋位移，足以对结构性能和安全性能造成决定性的影响。以上述是我们在地铁主体结构验收工作中的一点体会和肤浅的认识，不正之处，恳请指正。汪世勇二0一二年八月三十日