浅谈结构混凝土强度的检测方法

业界Ｉ　施工技术　建设行业专版　浅谈结构混凝土强度的检测方法　口林毅　摘要：通过阐述几种常见的混凝土强度检测方法，分析其检测原理及其适用性和局限性，供现场混凝土结构　强度检测者参考。　关键词：混凝土强度；回弹；超声；取芯　拔出　钢筋混凝土结构在建筑工程的应用，已约有１５０多年的历　３超声波检测法　超声波检测的原理是利用超声波在混凝土中的转播速度，　频率及波幅与混凝土密实性和均质性的关系，进而找出对应曲　线，以推定混凝土强度的方法。因此超声法也是一种非破损检　测，不对结构造成任何损坏，且其探测反映了混凝土内部的状　态，特别适用于检测混凝土空洞、灌注桩深基础、ＰＨＣ管桩小应　变检测。由于超声波检测参数与混凝土本身组成材料的品种、　粒径、配比、温度等条件有关。很难找到普遍适用的关系曲线。　史。早期混凝土结构所用的混凝土强度和钢筋强度都很低，只　能用作小型钢筋混凝土梁、板、柱和基础等构件。本世纪２０年　代以后，由于计算机和有限元计算方法的广泛应用以及科学家　对钢筋混凝土弹塑性变形性能的深入研究，同时由于现代测试　技术的发展，混凝土强度的提高，使得钢筋混凝土的应用跨度　和高度都在不断增大。本文通过对结构混凝土强度五种检测方　法的分析、希望有助于广大同行加深对混凝土结构的全面了　解。　通常应以同条件制作的芯样或试件率定其关系后方可应用。　１回弹仪检测法　这是目前施工现场最简单最普遍的混凝土强度检测方法，　回弹法的原理是利用混凝土的硬度与强度的对应关系，通过探　超声波检测仪比较精密，检测可通过波形图马上显示出　来，因此它在探测混凝土内部是否有质量缺陷效果显著，且不　损坏结构。因此对于深基、预应力管桩的检测，这种方法成为首　选　头以一定的冲击力作用于混凝土表面，测量其反作用力来推测　混凝土强度的方法。　４超声一回弹检测法　其原理是综合了回弹法和超声法的探测综合判断混凝土　检测时首先应确定其检测适用的范围：单个检测或批量检　测。同时还应确定具有代表性的抽样比例。测区面积一般　ｏ．０４ｍ　，在每一测区上弹击１６次，弃除３个最大值和３个最小　值后取１０个回弹的平均值作为该测区砼强度平均回弹值，然　后根据检测面的位置对混凝土的碳化深度作出修正。单个构件　检测取最小值作混凝土强度推定值，批量检测时应取平均值、　标差、最小值，再通过计算和建立专用曲线来推定砼强度。　回弹法虽然操作简单、应用广泛，但它毕竟是一种间接推　定砼强度的方法，因此具有一定局限性。首先其直观性不强，并　一的强度。这种方法较简单和便于操作，是一种非破损检测法。检　测结果考虑了混凝土表面和内部质量两个因素，既有回弹法检　测的优点，又能反映混凝土内部质量情况。因而提高了混凝土　强度的准确性，被广泛地采用。　超声一回弹法检测应根据原材料的品种、龄期、养护条件　等通过专门的试验确定强度推定曲线。一般情况下推定强度与　回弹测值及声速均呈幂函数形式，故计算相对麻烦。在用超声　且只能测得混凝土表面的状态，不适用表面与内部有明显差异　或内部存在缺陷的砼构件，因此用途受到一定限制。　回弹法同样有检测范围的确定，测区的布置、回弹、超声值的　整理，分析及混凝土强度推定值的计算等要求。为了方便应用　并提高准确性，应通过试验建立专用曲线来计算所测混凝土的　推定强度。　２取芯检测法　取芯检测法又叫抽芯法，是通过钻芯机在砼构件中钻取混　５拔出检测法　拔出法的原理是利用埋入混凝土中的锚头在拉拔力作用　下，极限拔出力与混凝土抗压强度之间有着确定对应的相关　性。由于其试验的可靠性比较好，测强曲线的相关系数比较高。　因此这种方法比大多数非破损检测方法直观可靠。拔出法有预　埋拔出法和后装拔出法两种。前者须在浇注混凝土时埋八锚　头，多用于确定拆模、起吊、加载、放张预应力或确定秋季施工　养护时间作为现场控制混凝土质量的检测手段，用以作施工工　序的控制。　凝土芯样，并对芯样进行抗压强度试验来推定混凝土强度的一　种方法。其对结构或构件造成一定削弱，属于半破损检测方法。　其直观性强，准确性高，技术上也比较成熟，因此得到广泛的应　用。　取芯法检测前应首先根据检测范围确定芯样数量及钻芯　位置，一般３个为一组，小构件可２个一组。芯样均为圆柱体，　直径ｄ一般不小于骨粒最大粒径的２—３倍。取芯位置应避开　受力主筋和管线部位，取芯后应及时用同强度等级的砼修补。　芯样高度ｈ一般为直径ｄ的１～２倍，通过试验由芯样的抗　压强度结果进行高径比（ｈｉｄ）修正，既可得混凝土强度换算　后装拔出法常用于现场混凝土强度检测，其操作步骤是：　首先在被测混凝土表面垂直钻孔，孔径１８ｍｍ，孔深　值。单个构件一般可取最小值作为其强度的代表值，通常，取芯　法与其它非破损方法综合测定强度，取同一测区结果进行综合　取定　５５—６５ｍｍ，接着用专用的磨槽机在距孔口２５ｍｍ的圆环，从　而卡住磨出的槽口。进行拔出试验时，须套进中圆盘和支承环，　拧上拉捍和连接盘，即可与拔出仪连接进行拔出试验，由试验　７６　厂东科技２００６１０总第１６０期　维普资讯 http://www.cqvip.com

建设行业专版　施工技术　Ｉ业界　广州卫生学校基础溶洞处理实例　、　口李惠玲　摘要：广州卫生学校位于广花断裂溶洞地带，桩基础为钻冲孔桩，采用灌浆法、回填石块法，套内护筒法等施　工技术配合使用处理溶洞，取得满意的技术、经济、质量等效果。　关键词：溶洞；桩；冲钻孔；　１工程概况　１２．６０ｍ，顶面埋深０．Ｏ０～７．３０ｍ。强风化带：灰褐、深灰色，岩芯　呈半岩半土状、碎块状、块状，风化强烈，裂隙发育，岩质较软，　广州卫生学校教学实验综合楼位于广州市白云区江高镇　局部夹有中风化岩块。层厚１．１０～１５．２０ｍ，顶面埋深０．００～　江村蛇腰岭。该工程由Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ五栋单体组成：其中Ａ、Ｂ、　２４．８０ｍ。中风化带：深灰色，为软岩，岩芯多呈碎块状、块状，岩　Ｃ、Ｄ栋为八层，总高度为２９．２ｍ；Ｅ栋为十一层，总高度为　体极破碎，局部呈短柱状，裂隙较发育，风化较强烈，含炭质。层　４２－４ｍ，总建筑面积为３００８９ｍ　，本工程五栋单体平面形状及布　厚３．２０～１１．２０ｍ，顶面埋深３．６０～２６．５０ｍ。　置见示意图。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ栋柱网尺寸为５ｍ　Ｘ　８ｍ的单排框架结　（２）石灰岩：强风化带：深灰色，岩芯呈半岩半土状、碎块　构，Ｅ栋柱网为圆弧放射状，柱距为７ｍＸ９ｍ。主体采用框架混　状、块状，风化强烈，裂隙发育，多充填有炭质，岩质较软。层厚　凝土结构形式，楼面为钢筋砼结构，局部大跨度阶梯教室部分　１．３０～１３．５７ｍ，顶面埋深３．４０～１２．３０ｍ。中风化带：灰、灰黄、　还采用了预应力大跨度梁结构。本工程基础形式为冲孔灌注桩　深灰色，为较软岩，岩芯呈块状、短柱状，岩体破碎，风化溶蚀较　基础，桩径有巾８００和巾１０００两种，单桩承载力特征值分别　强烈，裂隙较发育。层厚０．０５０～１５．８０ｍ，顶面埋深４．００～　为２０００ｋＮ和３０００ｋＮ。桩身混凝土强度等级为Ｃ３０，桩持力层　２２．２０ｍ。微风化带：灰、深灰色，为较硬岩，岩体多较完整，岩芯　为中风化页岩或中、微风化石灰岩，桩长约为７ｍ～３１ｍ。总桩　多呈短一长柱状，局部呈块状，发育有少量裂隙，多有炭质充　数为２８１根。　填，分布有少量方解石脉，岩质较新鲜，敲击声脆。层厚０．１０～　附图：建筑平面示意图　１　４．０８ｍ，顶面埋深４．２０～３２．４０ｍ。　２工程地质概况　根据勘探资料共１１６个孔中揭露有溶洞，均出现在中微风　化石灰岩带中，多呈串珠状发育。溶洞中多充填有粘性土及灰　该工程由于场地地质条件较复　岩碎屑，钻探中均漏水严重，多无返水。其中洞高较大的溶洞多　杂，所以采取了一桩一孔进行超前钻　呈蜂窝状，并夹有多层中风化薄岩层。单个溶洞洞径大小　探，这样便于更准确的掌握该场地实　０．１０～１１．７０ｍ：；ｐＪ顶埋深５．２Ｏ～２７．００ｍ。　际地质情况。根据岩土工程勘察报　场地地下水主要为基岩裂隙、溶洞水，主要受大气降水垂　告，场地地貌单元属侵蚀剥蚀残丘地　向补给及相临含水层的侧向补给，多以集中的溶；ＰＪ水方式排　貌，地势东北高西南低，地形起伏较小。地面标高介于　泄。静止水位埋深为：０．１５～４．３３米。　１１．０９～１３．２３ｍ之间，最大相对高差为２．１４ｍ。拟建场地下部岩　本场地抗震设防烈度为７度，设计基本地震加速度值为　土大体可分５层，自地面向下各层情况如下所述：　０．１Ｏｇ，特征周期值为０．３５ｓ。场地内未发现断裂构造，地基等级　２．１人工填土层　为二级，场地类型为Ｉ１类。　（１）杂填土：灰黄、灰褐色，稍湿，松散，主要由页岩碎石土　及建筑垃圾堆填而成：层厚０．６０～７．５０ｍ，顶面埋深０．００ｍ。　３基础选型　２．２冲洪积层　本工程由于场地下岩溶发育，富水性强，本工程不应采用　（１）淤泥：深灰色，流塑，以粘粒为主，含少量腐殖质。层厚　人工挖孔桩方案。又由于溶洞埋深起伏较大，岩层顶标高局部　１．７０～５．００ｍ，顶面埋深２．００—８．４０ｍ。　较浅，所以不适宜采用预制桩基础。再由于填土层厚度极不均　（３）粉质粘土：灰黄、浅灰、灰白色，多呈可塑状，局部呈软　匀，局部填土厚度较大，而且还揭露有埋深不均、厚度较大的淤　塑状，以粘粒为主，含少量粉细砂。层厚２．００—９．００ｍ，顶面埋　泥层，故也不适宜采用筏板基础。　深１．５Ｏ～１０．００ｍ。　综合上述原因并考虑经济和安全的因素，本工程基础采用　２．３残积层　冲孔灌注桩。冲击成孔对软弱、易塌土层可投放充填物；中击造　（１）粉质粘土：灰黄、紫红、深灰色，多呈硬塑状，以粘粒为　壁，对溶洞及裂隙岩发生漏浆可投放充填物冲挤堵塞漏，在坚　主，含少量粉细砂，局部夹有少量页岩碎块。层厚１．５０～　硬的岩层（微风化石灰岩）成孔速度块等特点。本工程桩为摩　１６．９０ｍ，项面埋深０．Ｏ０～１３．５０ｍ。　擦端承桩，桩身直径有（１）８００和（１）１０００两种，桩身混凝土强　２．４基岩　度等级Ｃ３０，桩持力层为中风化页岩或中、微风化石灰岩，单桩　（１）页岩：全风化带：灰黄、浅灰、紫红、深灰色，岩芯呈坚　承载力特征值分别取２０００ＫＮ和３０００ＫＮ。　硬土状，风化强烈，岩质软，局部夹有强风化岩块。层厚３．７０～　单桩的竖向承载力特征值按广东省＜建筑地基基础设计规　测得的拔出力，可以推算混凝土的强度。　测试混凝土强度的方法还很多，除以上五种常见的方法　拔出法属于半破损检测方法，但对结构造成的影响小于钻　外，还有针贯入法、成速度法、现场绕注圆柱体法等等。■　芯法，其直观性也比较强，测量准确性比较高，因此也可以作为　有价值的检测方法之一。同样，其还有测区选折，数据处理，测　（作者单位：广州市越秀区建设工程质量安全监督站）　强曲线，强度推定等问题。　厂东科技２００６１０总第１６０期