路桥工程混凝土结构无损检测的思考

路桥工程混凝土结构无损检测的思考

唐晨珂

四川金通工程试验检测有限公司610000

摘要：无损检测是一种混凝土结构检测当中应用比较广的一种的检测技术，包含有很多方式方法，本文基于路桥工程中混凝土结构的无损检测技术进行了思考，特别是针对无损检测的局限性做出了理性分析，希望能够为无损检测水平的提升提供一些助力。

关键词：路桥；混凝土；无损检测

无损检测是目前比较先进的一类检测技术，针对混凝土检测来说，我国自上世纪50年代起便开始研究，目前已形成包括无损检测、半破损检测、破损检测在内的成套的检测技术。路桥工程当中，针对混凝土结构的检测非常的关键，它是保证工程混凝土结构质量的关键，但是由于路桥工程具备一定的特殊性，其所用的混凝土绝大部分都是大体积结构混凝土，如何利用无损检测技术来进行检测是值得思考的问题。

一、混凝土结构无损检测技术

混凝土是一种复合材料，其显著的水化热特点决定了混凝土质量控制难度较高，一旦控制不好，就会出现质量通病。混凝土结构检测技术是保证混凝土结构质量的关键手段之一，目前国内拥有成套的检测技术，也有着相应的规范标准，如协会标准CECS02、CECS03、CEC21，行业标准如JGJ/T23、JGJ/T384，国家标准如GB/T50152、GB/T19496。

无损检测是比较先进的新式检测技术。在混凝土结构检测中，无损检测一般常用回弹法和超声波法。

其中回弹法操作非常简单，一般只需要一个回弹仪就可以进行进行检测，其具体的作用机理在于，利用混凝土的回弹值、碳化深度以及抗压强度三个参数的关联公式来计算出混凝土强度。回弹法检测误差基本可以控制在15%左右，效率很高，准确度也比较可观。

而超声波检测法，在技术层面上更为先进，特别常用于大体积混凝土的检测。一般超声波法又可分为反射波法或是穿透波法，其中反射波法的作用机理在于超声波在混凝土中传播时，遇到混凝土缺陷后会出现反射现象，基于这种现象来判断混凝土结构强度。而穿透波法的作用机理在于利用超声波在混凝土当中传播时所产生的波形、频率、波幅、生时四个参数的变化来判断混凝土结构强度。

二、无损检测的局限性

无损检测技术虽然是目前非常先进的检测技术，但也不是完美无缺的。在具体的检测实践当中，需要注意非常多的细节问题，这些细节决定了无损检测成果是否可靠。

（一）回弹法的局限性

以回弹法来论，技术操作虽然简单，但要控制误在可控范围内，就必须要保证回弹值可靠且准确。而回弹值会受到施工质量、测点布置以及混凝土配合比的影响。其中如果施工质量不理想，那么混凝土中存在的缺陷会导致混凝土碳化速度变慢，会使得混凝土结构中出现局部强度不足的情况，在用回弹法检测时会发现回弹值误差极大。利用回弹法检测时，一般会将测区布置于重要节点和薄弱位置，这些位置的混凝土结构当中一般都会有预埋件或者钢筋，要保证回弹值误差在允许范围内，就必须要避开结构当中的预埋件和钢筋。混凝土配合比是影响混凝土结构强度的关键因素，但是由于水泥品种的关系，混凝土配合比会对混凝土碳化值造成直接影响，在检测中还需要进行对比检测。

例如，某桥梁工程中，1#桥墩混凝土强度为C40，泵送施工，施工过程中发现混凝土凝结出现异常情况，检测预留的28d试块发现强度只有C20，为准确的确定混凝土的强度，进一步检测90d试块，检测过程中分别采取钻芯法和回弹法进行对比，检测结果显示50份样品的钻芯法平均值为24.02，而回弹法为28.45，样品的标准差钻芯法为3.30，回弹法为1.91，指定区间上下限，钻芯法分别是19.63和17.20，回弹法分别是25.1和24.50。结果比较相近，钻芯法的值低，而回弹法略高，误差约5%。而回弹法所确定的值略高，可能是只考虑了材料表面保温和养护，尚有未考虑的因素存在，为确保检测数值准确可靠，后续采取钻芯回弹综合法进行进一步检测，结果为C21.46，相应的修正系数置信度在90%。

从上述案例中可以看出，如果单纯的依靠回弹法有比较大的局限性，它可以相对准确的评估出混凝土结构的强度，但是要说准确还是要通过其他方式来进一步对比确定。

（二）超声波法的局限性

超声波法检测混凝土结构，一般需要在检测时预留检测孔。以路桥工程比较常见的基础灌注桩为例，一般需要预留足够的竖向且平行的声测管，检测时声测管内布置发送和接收换能器，然后注水，设备向发送换能器发送脉冲，转换成超声波。随着超声波在桩体混凝土结构当中的传播，形成各种性能参数，接收换能器接收这些数据，然后上传仪器和计算机，检测人员利用计算机显示的各项参数来计算得出混凝土强度。

但值得注意的是，混凝土是一种复合材料，其所形成的结构比较复杂，结构当中预埋的换能器所接收到的信号并不一定是准确的，它可能是受多种情况影响而产生的声波叠号。具体的过程当中，由于一次声波的路径会比较短，换能器会首先接收到这一信号，但是波幅会比较低，这是由于混凝土的复合性导致能量衰减。而二次声波不会直接被换能器接收，而是会出现多次反射，路径很长，波速比较慢，尤其是横波，换能器接收这一信号的时间就会滞后，并且显示出来的数据会比较大而且比较畸形，这是因为声波在混凝土中反射多次后出现信号叠加的状况。所以检测出来的数值并不一定就是准确的。

同时超声波法在大体积混凝土结构中容易出现非常大的误差，在实践中发现当进行长距离声波透射检测时，设备显示的波形与有缺陷的混凝土结构的波形非常的相似，例如一根直径2800mm的灌注桩，在其中一个点位的短边和长边进行对比试验，将短边剖面的波形进行分析，其首波非常清晰，波速约4780m/s，主频50.6~59.8KHz，波形规则。而分析长边（测试间距2450mm）剖面的波形：波形不规则，首波表现不清晰，主频20.7~31.0KHz，波速4740m/s，存在非常明显的波幅降低现象。目前路桥工程当中，有着非常多的大体积混凝土结构应用，超声波法在长距离测试中的局限性会导致检测结果不够准确。

三、无损检测在混凝土结构检测中的应用

现有无损检测技术虽然存在一定的局限性，但是其效率高，对混凝土结构不会产生破坏，瑕不掩瑜，为保证无损检测成果的准确性、可靠性，一般通过一些适当的方法可以将误差控制在允许范围内。

例如某桥梁工程中，3#桥墩是大体积结构混凝土，强度标号C20，四级配。在针对混凝土结构进行检测时，先采取的是钻芯法对混凝土结构强度进行检测，随后进行压水试验，发挥孔内出现渗水现象，这说明该桥墩混凝土存在质量问题，声波法测缺陷分布是为后续处理提供依据。利用检测孔进行声波检测，分别采用单孔、跨孔测试。检测孔深4m，波速4200~4600m/s，在前期的大量实验中，该段混凝土正常情况下波速应大于4440m/s，最终确定波速4400m/s以下存在缺陷，据CT成像显示，以4400m/s的波速为界两个测试孔之间分布着两条带状缺陷，空心或不密实。这为后续桥墩加固提供了有效的依据。

为此，作为混凝土结构检测人员，必须要具备过硬的专业素养，从容的解决检测过程中出现的各类问题，因为就路桥工程来说，混凝土结构检测的工作量非常大，而且存在某些不易操作的情况，比如水下桥墩。因此，可以通过一些岗前培训、岗中再学习等多种培训方式，提高检测人员对无损检测技术的应用水平。同时要在工作当中不断总结经验教训，形成各类无损检测技术的操作方案，研究并创新无损检测的方式方法，确保检测结果真实可靠。当然无损检测行业必须要提供必要的支持，尤其是检测装备方面，通过研发可靠的检测设备来为路桥工程混凝土结构无损检测提供必要的助力。

结束语：

路桥工程当中针对混凝土结构实施无损检测可以采用比较多的方式方法，在具体的检测过程中需要考虑的实际情况选择最为合适的检测技术，因为无损检测就目前来看并非完美无缺，必要时可以适当的选择成熟的而且可靠的检测技术来进行对比试验，保证检测结果的真实有效。

参考文献：

[1]郭秀芹等.弹性波CT技术在大体积混凝土结构无损检测中的应用[J].四川理工学院学报(自然科学版),2017,30(04):58-63.

[2]陈世杰.混凝土结构的无损检测技术[J].居舍,2018(04):33.