楊艷敏 曲 波 章潤濤 孫建平

(吉林建筑大學土木工程學院，長春 130118)

頂進施工法是非開挖路面的鋼筋混凝土排水管施工技術之一，因其在道路及建筑物以下進行頂管，可以保證路上暢通及建筑物正常使用，同時又具有縮短管道鋪設周期，顯著降低工程造價、設備單一、操作簡便等優(yōu)點，適用于鐵路、公路及不易或不宜開挖溝槽的地下管道施工［1］．本次隨機抽檢的頂管法用鋼筋混凝土排水管應用于某河道應急度汛工程，頂管全長868m．為避免發(fā)生排水管施工、安裝及使用開裂等問題，對抽檢成品管進行施工質(zhì)量檢測及外壓荷載試驗，作為成品管的質(zhì)量評定參考，以滿足實際工程需要．

1 試件概況及檢測項目

1．1 概況

試驗鋼筋混凝土排水管為Ⅲ級管，產(chǎn)品型號:DRCP2200*2500(mm)，內(nèi)徑2．2m，管壁厚220mm，長度2．5m．內(nèi)配有雙層鋼筋骨架，縱筋為Φ10預應力混凝土用鋼棒，fy=1 420N/mm2，內(nèi)外兩側(cè)各24根，環(huán)向筋為Φ8HPB235級螺旋箍筋，fy=505N/mm2，ft=345N/mm2，鋼筋配置見圖1．排水管采用立式芯模振搗成型，制作工藝見圖2．混凝土采用蒸汽養(yǎng)護，試驗時齡期為50d．

圖1 排水管鋼筋籠

圖2 制作工藝

1．2 檢測項目

1．2．1 外觀質(zhì)量及試件幾何尺寸通過檢測，管內(nèi)、外表面比較平整，無蜂窩、粘皮、露筋、麻面、塌落、空鼓、裂縫等現(xiàn)象．試件的內(nèi)徑、厚度及長度的實測結(jié)果與規(guī)范［2］值的偏差如表1所示．

表1 公稱直徑2．2m的排水管允許偏差及檢測結(jié)果 (mm)

1．2．2 混凝土強度及鋼筋信息檢測

混凝土強度采用回彈儀進行檢測，排水管鋼筋數(shù)量、間距及保護層厚度采用PS200鋼筋探測儀進行檢測．現(xiàn)場無損檢測情況見圖3、圖4．圖5為雙層縱筋保護層厚度、間距、鋼筋掃描圖像，圖中縱坐標為保護層厚度，橫坐標為鋼筋間距，線條為鋼筋圖像．

圖3 回彈法檢測混凝土強度

圖4 鋼筋信息檢測

圖5 雙層縱筋保護層厚度、間距、鋼筋圖像

由于排水管縱筋及環(huán)向鋼筋在管內(nèi)、外側(cè)均雙層配置，因此，內(nèi)外鋼筋位置、保護層等信息以圖像高低不同進行區(qū)分，即圖像較高(保護層厚度較小)為外側(cè)鋼筋．

圖6為環(huán)向鋼筋信息掃描圖像，因鋼筋探測儀根據(jù)電磁感應原理工作，檢測時探頭應垂直于鋼筋位置，而排水管的環(huán)向鋼筋與縱軸線有一定傾斜角度，故鋼筋檢測掃描圖像中縱坐標保護層厚度非直線，說明保護層厚度因角度不同存在偏差，但呈對稱分布，中間最高處為環(huán)向筋實際保護層厚度．

排水管混凝土強度及鋼筋檢測結(jié)果見表2．

圖6 環(huán)向鋼筋分布

表2 排水管混凝土強度及鋼筋檢測結(jié)果

2 外壓荷載試驗

采用“三點法”對鋼筋混凝土排水管進行加載試驗，測試排水管的裂縫荷載和破壞荷載，外壓荷載試驗的加載裝置如圖7所示．在上承鋼梁集中一點加荷，通過鋼梁對試件施加均布線荷載，為保證荷載均勻，在鋼梁與試件間設置橡膠墊板，試件下方的兩個下支承梁與上承梁的軸線相互平行．規(guī)范［2-4］規(guī)定裂縫寬度達到0．2mm時的荷載為管的裂縫荷載，當試件喪失承載能力時為破壞荷載．試驗加載速度每分鐘30kN/m，試驗時裂縫寬度應用裂縫測寬儀測讀，裂縫測量見圖8．試件加載過程中，試件內(nèi)壁頂部和底部幾乎同時開裂，內(nèi)壁頂部裂縫寬度比底部發(fā)展快，在試件的軸線附近有明顯的主裂縫．外壁水平側(cè)面相對開裂較晚，有2條明顯的主裂縫，內(nèi)壁側(cè)面未發(fā)現(xiàn)裂縫．當加載至破壞荷載時，在管口部位出現(xiàn)沿管壁的環(huán)向裂縫，并伴有炸裂聲響，說明混凝土與鋼筋間發(fā)現(xiàn)相對滑移，試件達到極限破壞．部分裂縫分布見圖9．外壓荷載試驗檢測結(jié)果見表3．

圖7 試驗加載

圖8 裂縫寬度測量

圖9 管頂、管底、管側(cè)向裂縫分布

表3 外壓荷載試驗檢測結(jié)果

3 結(jié)論

結(jié)合頂進施工法用鋼筋混凝土排水管試驗檢測結(jié)果對管涵的質(zhì)量進行綜合評定:①外觀:未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷;尺寸偏差滿足質(zhì)量要求;②保護層厚度、混凝土強度、鋼筋間距滿足設計要求;③外壓荷載試驗的裂縫荷載、破壞荷載滿足規(guī)范要求;④該管施工質(zhì)量及受力性能符合現(xiàn)有規(guī)范相關指標．

［1］高立志．非開挖地面鋪設鋼筋混凝土排水管施工技術探討［J］．黑龍江科技信息，2010(15):202．

［2］中華人民共和國建材行業(yè)標準．頂進施工法用鋼筋混凝土排水管(JC/T 640-2010)［S］．北京:中國標準出版社，2010．

［3］中華人民共和國國家標準．混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗方法(GB/T 16752-2006)［S］．北京:中國標準出版社，2006．

［4］中華人民共和國建材行業(yè)標準．混凝土和鋼筋混凝土排水管(GB/11836-2009)［S］．北京:中國標準出版社，2009．