祁 超
(濱州市路達置業(yè)有限責任公司,山東 濱州 256500)
公路混凝土公路中,鋼筋的混凝土保護層厚度對防止鋼筋銹蝕、保證結構的耐久性和安全性具有重要作用。在公路建設中,不論是施工過程中的檢查還是已完工公路實體檢測階段,鋼筋保護層厚度都是工程質量檢驗中經(jīng)常開展的項目;既有混凝土公路結構性能檢測評價時,鋼筋保護層厚度也是評估公路技術狀況和耐久性的重要因素之一。
鋼筋混凝土的結構功能因各種因素影響,往往使得混凝土建筑體的實際使用壽命遠低于原有的設計壽命,其中又以保護層厚度偏差引起的病害為最常見的影響因素。結構安全性的影響因素除了其本身抗壓和抗?jié)B強度要求外,鋼筋的合理布置和對鋼筋保護層厚度的合理合規(guī)對施工也至關重要,常規(guī)的鋼筋混凝土保護層厚度檢測成為主要控制混凝土結構耐久性及對受力鋼筋有效錨固的重要指標。根據(jù)2010年新的《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2010)鋼筋保護層厚度從原來的縱向鋼筋(不包括箍筋等非主筋)外緣至混凝土表面的最小距離,改為“以最外層鋼筋(包括箍筋、構造筋、分布筋等)的外切面計算其混凝土的保護層厚度”,此舉的意義在于防止主筋的保護層厚度滿足要求情況下,而箍筋在彎角、主筋接頭等位置保護層厚度偏薄,甚至裸露,造成鋼筋銹蝕,嚴重影響混凝土結構安全性。因此,對混凝土體的保護層厚度大小及驗收要求都有規(guī)定。
公路混凝土結構的鋼筋位置檢測是工程中最基本的檢測項目,而鋼筋保護層厚度的檢測更是目前各個項目非常重視的一項工作,因為保護層厚度涉及結構的安全和使用的耐久性要求。只有把保護層厚度檢測的數(shù)據(jù)測量準確,才能很好地評價合格率以及工程實際施工水平。我們在實際實測過程中發(fā)現(xiàn),往往鋼筋保護層厚度檢測的數(shù)據(jù)跟實際相差非常大,甚至非常不準確。我們分析了原因,發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的不確定性很有可能與試驗員的操作方法、試驗員本身的技術水平和檢測環(huán)境以及被測構件的鋼筋分布有關,但是還有一項容易被我們忽略的,就是儀器本身的精度、穩(wěn)定性的原因。這些綜合原因導致數(shù)據(jù)不準確、偏離等情況發(fā)生。為了準確測量構件的鋼筋保護層厚度值,我們對影響鋼筋保護層厚度測量結果的原因都做了一一分析,得出了儀器性能起決定性影響因素的可靠結論,同時組織召集了試驗檢測人員對鋼筋保護層厚度檢測方法進行了統(tǒng)一培訓,并對所有多個鋼筋保護層測定儀進行了比對,并進行了測量系統(tǒng)分析。
《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》(GB/T50784-2013)其第1.0.2條“本標準適用于房屋建筑、市政工程和一般構筑物中混凝土結構的現(xiàn)場檢測”,第9.3.4條“工程質量檢測時,混凝土保護層厚度的抽檢數(shù)量及合格判定規(guī)則,宜按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204的有關規(guī)定執(zhí)行”。而《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》是建筑工程中的混凝土結構專業(yè)工程驗收規(guī)范,應與《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》(GB50300-2013)配套使用?!督ㄖこ淌┕べ|量驗收統(tǒng)一標準》對“建筑工程”術語定義為“通過對各類房屋建筑及其附屬設施的建造和與其配套線路、管道、設備等的安裝所形成的工程實體”。因此,這些標準、規(guī)范并不與公路工程配套,其所述的梁、柱、墻、板類等構件主要是針對房屋建筑工程而言的,其所規(guī)定的抽樣方法及判定準則等難以適應公路工程的特點。
我們準備5根直徑為16mm的鋼筋間隔20cm放置在竹膠板下,在鋼筋保護層探頭上加上塑料墊塊。隨機選3名試驗人員用同一臺鋼筋保護層測定儀每根鋼筋間隔40cm測2個點,共測10點,每名試驗人員對每個點重復測3次。將檢測數(shù)據(jù)填入事先準備好的表中。我們?nèi)匀粚z測結果輸入到mintab軟件中進行分析,在輸出的圖形中,我們會分析鋼筋位置測定儀的重復性、再現(xiàn)性以及分辨力的數(shù)字。然后對照以下規(guī)則判斷儀器是否合格。不同鋼筋直徑、同一參考值的測量結果研究本次所實施的步驟是將5根直徑為28mm、25mm、20mm、16mm的鋼筋分批間隔20cm放置在竹膠板下,在鋼筋保護層探頭上加上塑料墊塊。隨機選1名試驗人員用同一臺鋼筋保護層測定儀每根鋼筋間隔40cm測2個點,共測10點。將檢測數(shù)據(jù)填入事先準備好的表中。對數(shù)據(jù)進行有效處理。用mintab做單因子方差分析。根據(jù)軟件輸出的P值來進行判定,假設P值>0.05,那么可以表明鋼筋的直徑與鋼筋保護層厚度檢測值的關聯(lián)性不大,否則,說明存在較大的影響。我們將數(shù)據(jù)輸入到mintab,輸出的P值為0.097,結果大于0.05,這說明,鋼筋的直徑與保護層厚度之間沒有大的影響。
檢測部位的橫向被測鋼筋數(shù)量影響著保護層厚度檢測結果的精度。在鋼筋間距≥1.5d的保護層厚度情況下,對臨近主筋保護層的厚度檢測,在精度上沒有影響。在檢測鋼筋間距<保護層厚度1.5d時,鋼筋排列越緊密,檢測結果示值約?。挥绕湓阡摻钪睆健?2時,在檢測截面范圍內(nèi)密集排列,檢測結果示值偏小可達30%或以上,對檢測工作的展開存在較大影響。通過在實驗室進行預制混凝土鋼筋試塊的方法,針對不同鋼筋直徑和鋼筋間距,進行模擬鋼筋混凝土保護層厚度檢測。
根據(jù)《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50204—2015)中,附錄D結構實體混凝土回彈-取芯法強度檢驗中規(guī)定對應的混凝土構件回彈測區(qū)進行取芯計算。在鉆芯取樣過程中,尤其柱梁節(jié)點、墻梁節(jié)點較為常見,而節(jié)點的鋼筋布置和加固又是最為密集。此情況下,應對被測構件的鋼筋布置、鋼筋位置判斷,并結合鋼筋檢測儀器的鋼筋實際位置,確定取芯位置和方案,避免取到含有鋼筋的混凝土合格芯樣,避免破壞取到主要受力筋的混凝土芯樣,起到至關重要的作用。
在公路混凝土公路鋼筋保護層厚度檢測方面,總體上還缺少與公路行業(yè)相協(xié)調配套的完整技術標準。依據(jù)建筑工程領域的方法標準如《混凝土中鋼筋檢測技術標準》、《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》中有關檢測工作程序、儀器性能要求、測試操作步驟等規(guī)定開展公路公路鋼筋保護層厚度檢測工作是現(xiàn)實可行的,但在抽樣與結果評定等方面尚應結合公路公路特點進行。