黃從斌 羅居剛 邰洪生

安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會）水利科學研究院

安徽省建筑工程質量監(jiān)督檢測站

1 前言

對于混凝土結構及構件的強度檢測，當前主要采用無損檢測的方法。超聲回彈綜合法是指根據(jù)回彈值與聲速值兩項指標來確定結構或構件強度的方法，相較于超聲法與回彈法兩種根據(jù)單一指標確定強度的方法，具有十分顯著的優(yōu)勢，檢測結果更加準確和真實，能為質量評價和后期設計施工提供可靠參考依據(jù)。

2 方法優(yōu)勢

超聲回彈法（以下統(tǒng)稱綜合法）是對混凝土進行強度檢測的常用方法，屬于非破損檢測范疇。該方法采用至少兩種檢測方法來獲取相關物理參量，然后根據(jù)這些參量建立強度和其他物質參量之間的關系，以此從不同角度入手對混凝土強度進行評價。因該方法采用了很多物理參數(shù)，所以可能對混凝土強度各類影響因素進行綜合反映，同時還能消除對強度和物理量之間關系有影響的因素。

基于此，相較于其他無損檢測方法，如回彈法與超聲法，能表現(xiàn)出更高可靠性與準確性。超聲法與回彈法均為單一方法，相同的因素對不同檢測方法造成的影響有所不同，甚至相反[1]。比如，若混凝土強度完全相同，配合比與生產(chǎn)工藝也相同的試件，采用超聲法與回彈法實施強度檢測的過程中，對于混凝土齡期及濕度，當采用回彈法時，伴隨混凝土齡期不斷增長，試件表面逐漸硬化，這樣會使回彈值明顯升高，而當試件表面較為潮濕時，其表面硬度將減小，使回彈值明顯降低；當采用超聲法時，則情況完全相反，伴隨混凝土齡期不斷增長，試件內部越來越干燥，超聲波的傳播速度減慢。若能將以上兩種方法結合到一起，則混凝土齡期與濕度兩項因素的影響將相互抵消，在檢測過程中可不予考慮。而綜合法就是根據(jù)兩個基本不會對構件造成損傷（其中一個為內部物理指標，另外一個為表面硬度），從外到內的混凝土強度進行綜合反映，從多側面對混凝土強度予以反映，具有良好相關性[2]。

除此之外，相較于半破損檢測法，如鉆芯法等，綜合法也有顯著優(yōu)勢，采用鉆芯法進行檢測時，由于會使結構或構件產(chǎn)生局部破壞，所以不建議大面積使用。通過以上分析可知，綜合法對當前的混凝土強度檢測工作而言具有重要意義。

3 檢測方法和技術

先確定需進行檢測的構件，同時按照相關規(guī)程與要求布置測區(qū)，然后對回彈值與超聲的聲速值進行測試。在每個測區(qū)中，應先對回彈值進行測試，然后再測試超聲的聲速值[3]。

在回彈值的測試過程中，不僅要按照回彈儀相關規(guī)定進行操作，在施壓過程中應保持緩慢和均勻，彈擊錘脫鉤之前注意不可施加沖力。一般情況下每個測區(qū)的每個側面都要有8個回彈值，共對兩個側面進行測試，即得到16個回彈值，從中分別剔除3個最大值與最小值，再對剩下的回彈值求取平均值[4]。

相應的計算公式為：

式（1）中，Rm表示回彈值的平均值；Ri表示測點i對應的回彈值。

對于在非水平狀態(tài)下得到的回彈值，需采用以下公式實施修正：

式（2）中，Ra表示經(jīng)修正的回彈值；Raα表示當測試角度為α時經(jīng)修正的回彈值，可通過查表確定。

對于頂、底面實測回彈值，需采用以下公式實施修正：

式（3）中，Ra表示經(jīng)修正的回彈值表示頂面經(jīng)修正后的回彈值，可通過查表確定表示底面經(jīng)修正后的回彈值，可通過查表確定。

在實際的測試過程中，若儀器為非水平，且測區(qū)非側面，則需要對實測結果進行修正，先實施角度修正，再實施澆筑面修正[5]。

在各測區(qū)兩個側面設置3個測點，在確保換能器和混凝土之間達到良好耦合的基礎上，確保發(fā)射換能器與接收換能器處于同一條軸線。[6]對于測區(qū)的聲速值，可采用以下公式計算得出（換能器頻率選擇如表1所示）：

表1 換能器頻率選擇

式（4）、（5）中，Vi表示測區(qū)聲速值，單位：m/s；l表示超聲測距，單位：m；tmi表示測區(qū)i對應的平均聲時值，單位：s；t1、t2和t3表示測區(qū)內三個測點對應的聲時值，單位：s。

在澆筑頂、底面實施測試的過程中，因上表面有很多砂漿，所以會使強度較低，而由于下表面有很多粗骨料，所以會使強度較高，這與成型后的側面存在顯著差別，而且澆筑表面大多不平整，在這種情況下，將使聲速偏低。對此，有必要在測試過程中進行必要的修正，具體的修正公式為：

式（6）中，Va表示修正完成后的聲速值，單位：m/s。

根據(jù)經(jīng)以上步驟獲得的回彈值與超聲值，采用如下公式即可計算確定目標測區(qū)實際混凝土強度：

4 實例分析

某工程從建成到現(xiàn)在已經(jīng)有十余年的時間，由于用途發(fā)生變更，所以需要為設計單位提供混凝土結構強度，對此，采用回彈法、鉆芯法與綜合法三種方法對混凝土結構實施強度檢測，具體的檢測結果如表2所示。

表2 結構強度檢測結果

根據(jù)表2檢測結果可知，相較于超聲法與回彈法，綜合法無論是在可靠性還是在準確性上都具有顯著優(yōu)勢。

5 檢測建議

通過以上分析，綜合法作為新型混凝土強度無損檢測方法，它的應用能從根本上解決以往采用單一方法檢測存在的不足，能有效保證檢測結果的真實性與準確性，值得大范圍推廣應用。而在實際的應用過程中，結合以往工作經(jīng)驗，提出以下幾條建議。

（1）在檢測實踐過程中，經(jīng)常因為施工控制不到位或施工中由于某種原因導致混凝土質量不合格，或試塊的樣品選取、加工制作與養(yǎng)護不滿足規(guī)范及標準的要求，無法反映出結構真實強度。在這種情況下，應優(yōu)先考慮選擇綜合法進行強度檢測。

（2）若需要確定混凝土施工時強度具體增長情況，為之后的拆模、養(yǎng)護、出廠、吊裝及預應力施工等提供方便，以及在施工中對混凝土強度提出很高要求時，應優(yōu)先考慮選擇綜合法進行強度檢測。

（3）對于已經(jīng)建設完成的結構，若需要進行拆除、維修或加層，或因為發(fā)生災害而被破壞，則應優(yōu)先考慮選擇綜合法其對其強度進行推定，以此為之后的加固及改建設計提供可靠參考依據(jù)。

（4）國際范圍內針對結構進行的檢測已經(jīng)擴大至設計基準期，在這種情況下，對于混凝土結構與構件的強度，均可優(yōu)先考慮使用綜合法來檢測。

（5）根據(jù)實際情況建立適宜的強度檢測曲線。試塊混凝土抗壓強度和無損檢測參數(shù)相互關系對應的曲線即為測強曲線。對于綜合法的測強曲線，實際上就是根據(jù)試塊強度、聲速和回彈值，通過數(shù)學擬合得到的相關關系。構建一個適宜的測強曲線，并使用所在地區(qū)范圍內有良好代表性的材料、工藝及齡期，制作專門的試塊，在完成無損檢測過程后，根據(jù)檢測結果建立相應的測強曲線。由此建成的測強曲線所具有的測試精度與現(xiàn)場適應性都比傳統(tǒng)意義上的測強曲線高[7]。

6 結束語

綜上所述，將現(xiàn)階段無損檢測綜合技術水平及實際應用情況兩個角度出發(fā)，為了實現(xiàn)預期的檢測目標，可選擇不同類型的檢測方式，比如在混凝土強度檢測過程中，可使用回彈法、綜合法、脈沖法及射釘法。

以此為實際的無損檢測工作提供更多可能，同時按照具體條件和趨利避害基本原則來選擇。但是需要注意，綜合法使用回彈值與聲速值對混凝土強度予以推定，能客觀放映出對混凝土強度顯著影響的不同因素，保證檢測結果的精度。通過對綜合法的應用，可以真實反映出結構或構件的強度，這對保證工程建設質量和安全性綜合評價工作提供可靠參考依據(jù)。