黃海燕
(河北盛通公路建設(shè)有限公司,河北 承德 068150)
我國道路橋梁工程建設(shè)中主要采用混凝土結(jié)構(gòu),因此混凝土的強度會直接影響工程的整體質(zhì)量,為確保路橋工程的質(zhì)量滿足規(guī)范要求,路橋工程完工后必須采取相關(guān)措施檢測混凝土強度。在目前混凝土強度的檢測方法中,回彈法檢測應(yīng)用最為廣泛,采用該技術(shù)可以迅速得出混凝土強度,且不會對路橋工程造成損壞,對保證路橋工程質(zhì)量的意義重大。
某道路橋梁工程路線全長15.8km,其中包括大橋一座,橋梁全長460m,橋面結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,工程至今已投入使用10年時間?,F(xiàn)階段檢測過程中發(fā)現(xiàn)混凝土行車板底部邊緣存在漏水問題,且橋梁局部出現(xiàn)鋼筋裸露現(xiàn)象,嚴(yán)重威脅行車安全,因此,為確保橋梁的安全使用,決定采用回彈法檢測其混凝土強度。
回彈法檢測混凝土強度主要是利用回彈儀器完成,即先利用一種直射錘擊式儀器彈射混凝土構(gòu)件表面。由于混凝土的抗壓強度與混凝土表面的硬度存在比例關(guān)系,經(jīng)儀器彈射后,不同硬度的混凝土儀器彈擊后回彈的高度存在差異,此時利用儀器記錄回彈的參數(shù),再通過回彈數(shù)據(jù)推算混凝土構(gòu)件的硬度,最終根據(jù)其硬度和強度的比例關(guān)系,推算混凝土的抗壓強度,完成回彈法檢測。
2.2.1 檢測準(zhǔn)備
(1)回彈法檢測混凝土強度前,要安排檢測人員對橋梁的全方面進行勘查、了解。首先調(diào)查橋梁構(gòu)筑物的建設(shè)周期、橋梁的外形尺寸、工程設(shè)計要求等,其次對混凝土組成材料展開研究,需要了解混凝土材料的強度、混凝土構(gòu)成的原材料,如水泥、砂石、外加劑等,其中水泥的性能調(diào)查最為重要,若采用的水泥材料安定性不合格,則不適用于回彈法檢測。最后要檢測工程所在地的環(huán)境、氣候等外界因素,前期調(diào)查完成后,結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)制定詳細的檢測方案[1]。
(2)試驗檢測開始前要校對相關(guān)實驗儀器,本次施工采用的實驗儀器主要為回彈儀,回彈儀使用前要進行率定試驗,其檢測結(jié)果應(yīng)保持在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)±2的范圍內(nèi),回彈儀標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為儀器的洛氏硬度HRC為60,垂直向下彈擊3次,其平均率定值為80,如儀器率定試驗結(jié)果超過要求范圍,要進行調(diào)整校驗。此外,在檢測過程中隨著儀器的使用,其率定值會伴隨使用次數(shù)而出現(xiàn)變化,因此,在大批量檢測混凝土強度時,需要在檢測過程中定期調(diào)整儀器的率定值,使其滿足規(guī)范要求。
2.2.2 測區(qū)分布
準(zhǔn)備工作完成后,結(jié)合檢測方案選取檢測區(qū)域,檢測區(qū)域的選取原則為均勻性。在樁基礎(chǔ)設(shè)置檢測區(qū)域時,由于混凝土橋梁上部呈現(xiàn)受壓狀態(tài),下部呈現(xiàn)受拉狀態(tài),梁體兩端受剪切力,因此,在設(shè)置檢測區(qū)域時要將主要受力區(qū)域和薄弱受力區(qū)域全部包含在內(nèi),確保測區(qū)分布的規(guī)范性。測區(qū)分布后需要對檢測面進行清理,保持檢測面的干燥、整潔、平整,以保證回彈法檢測的精度[2]。
2.2.3 碳化深度值
(1)由于本工程混凝土橋梁長期處于外界環(huán)境中,在自然環(huán)境的侵蝕下,混凝土表面會產(chǎn)生碳化現(xiàn)象,這直接影響回彈法的檢測精度。因此,在檢測前要確定混凝土的碳化深度值,確定后可在確定的檢測區(qū)域內(nèi)開挖,形成直徑約15mm的孔洞,孔洞的深度要大于碳化深度,開挖孔洞形成的粉末、碎屑全部清理干凈,但不得用清水擦洗,孔洞開挖后利用濃度為1%~2%的酚酞酒精溶液涂刷于孔洞邊緣處,碳化的混凝土?xí)c溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變顏色,根據(jù)變化情況確定混凝土碳化程度。
(2)待溶液完全反應(yīng)后,利用測量工具檢測交界位置到孔外的距離。每個點位檢測次數(shù)應(yīng)不少于3次,每次讀數(shù)精確至0.25mm,測得的距離長度即為碳化深度。本次碳化深度檢測中,每個測區(qū)需選取1~3處檢測點位測量,相鄰測點的混凝土質(zhì)量與此測區(qū)相一致時,則此測區(qū)檢測的碳化深度即可代表相鄰測區(qū)[3]。
2.2.4 回彈值測量及修正
(1)測得混凝土碳化深度后即可結(jié)合檢測方案開始回彈值的測量。在測量過程中,回彈儀要始終與混凝土表面保持垂直狀態(tài),且不能擊打至表面的氣孔或外露石子上。選取的每個測區(qū)回彈檢測16次,若存在多個側(cè)面的測區(qū),每個側(cè)面平均分配檢測次數(shù),測區(qū)內(nèi)每個檢測點只允許檢測一次,每個測點的間距應(yīng)控制在20mm以上,測點距離測區(qū)邊緣、外露鋼筋等部位的距離應(yīng)控制在30mm以上。
(2)回彈法檢測過程中,針對回彈儀非水平方向或非混凝土側(cè)面時,要對回彈值進行修正。當(dāng)回彈儀即位于非水平方向,又位于非混凝土側(cè)面時,要向修正非水平方向的回彈值,再修正非混凝土側(cè)面的回彈值,修正順序不得顛倒,修正值不可以單純地將兩者數(shù)據(jù)相加或相減,需結(jié)合相關(guān)關(guān)系,確定修正數(shù)值。
2.2.5 強度計算
(1)回彈法檢測完成后,需要結(jié)合檢測結(jié)果確定混凝土強度?;炷粱貜椫禉z測共得知16個檢測結(jié)果,確定回彈值時要去掉3個最大值,去掉3個最小值,剩余10個數(shù)據(jù)取平均值,回彈值的取值精度精確至0.1即可[4]。
(2)在混凝土強度檢測中,由于橋梁處于外界環(huán)境中,長期遭受自然環(huán)境、人為因素的影響,混凝土強度的差別較大,通常呈現(xiàn)正態(tài)分布,因此在檢測過程中需要對每個檢測區(qū)域多次檢測,在計算混凝土強度時,存在異常的檢測數(shù)據(jù)要合理排除,確保計算過程中檢測數(shù)據(jù)的合理性,以提高檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。
2.3.1 注意檢測角度
本工程回彈值檢測混凝土強度過程中要注意檢測儀器的檢測角度,如檢測的混凝土區(qū)域不是垂直狀態(tài),此時檢測儀器會受到重力的影響,測量時應(yīng)保持儀器與測量區(qū)域的一定角度,若測量角度未能合理控制,則勢必影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.3.2 注意澆筑面
橋梁在施工中會遇到各種問題,因此,在檢測過程中,要注意混凝土的澆筑面,在檢測前將存在的雜物清理干凈。對于混凝土頂面水灰比過大的位置要合理修正檢測的回彈值,從而降低回彈法檢測誤差[5]。
2.3.3 注意混凝土碳化度
混凝土橋梁長期處于外界環(huán)境中,其中的水泥材料遇水會發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生較多的氫氧化鈣,從而硬化混凝土,但由于空氣中存在大量的二氧化碳,會與其反應(yīng)形成碳酸鈣,即混凝土?xí)霈F(xiàn)碳化現(xiàn)象。因此,在檢測過程中要注意對碳化深度的檢測,并對出現(xiàn)碳化問題的區(qū)域進行回彈值修正處理。
2.3.4 注意環(huán)境溫度
回彈法檢測過程中,對周圍環(huán)境的要求較高,因此,在檢測過程中要注意營造合適的檢測環(huán)境。首先,回彈儀的使用環(huán)境要求溫度控制在-4~40℃之間,溫度過高或過低均不得進行檢測,所以檢測前需要檢測現(xiàn)場溫度,使其控制在合理范圍內(nèi)。其次,檢測面檢測前需要進行砂輪打磨處理,混凝土表面要求平整、清潔,所以其表面的砂石、浮漿應(yīng)全部清除干凈,存在的蜂窩麻面需要整平處理[6]。最后,要注意混凝土的含水率,如檢測前混凝土表面含水率過大,會造成回彈儀回彈值降低,檢測結(jié)果不準(zhǔn)確,所以檢測之前需要確保檢測面的干燥狀態(tài)。針對處于潮濕狀態(tài)的檢測面,可以利用吹風(fēng)機進行風(fēng)干處理,風(fēng)干后再行檢測。
總而言之,回彈法作為混凝土強度的無損檢測手段,在實際路橋工程中被廣泛采用。在回彈法檢測過程中,要注意檢測人員的專業(yè)素質(zhì),以提升回彈法檢測技術(shù)的應(yīng)用效果,從而保證路橋工程混凝土強度的檢測結(jié)果準(zhǔn)確無誤。