回弹法检测隧道混凝土强度的分析研究

张　杨

(贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳　550002)



回弹法检测隧道混凝土强度的分析研究

张杨

(贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳550002)

摘要：结合贵州省黔西至大方高速公路石板至东关段第T4合同段坪上隧道工程，简要分析回弹法检测隧道混凝土强度的意义与检测误差的产生原因，为工程的进一步开展提供可靠的依据。

关键词：回弹法；隧道混凝土强度；检测分析

0工程概况

场区地处贵州高原西部高原地区之大方-盘县中山丘原区，地貌类型属溶蚀-剥蚀低中山。地形标高介于1 815～1 550 m，相对高差约265 m。

隧道穿越一山体，进口位于稍缓的坡面上，坡面为山地，基岩零星出露。出口位于陡崖脚下，为崩塌堆积体进、出口地形较缓，植被不发育。

隧道位于大方县六龙镇坪上村境内，均有乡村公路至进出口附近，交通条件较好。场区属长江流域乌江水系之白甫河支流。隧道区域内未见地表河流。

1回弹法检测隧道混凝土强度的意义

在实际的工程施工当中，混凝土构件在制作过浇筑时往往缺乏较为有力的监督，在对混凝土强度进行检测时，对应的监理部门对施工单位的信任度不足，要求使用回弹法对混凝土构件实施测强，并将得到的结果作为评估指标，同时将检测的报告作为施工的约束条件与重要资料。然而，对于施工单位而言，为了应付常规的检测，不得不提升所用混凝土的类型，这无疑造成了不同程度的浪费，成本大大增加。在此过程中，施工单位往往忽视了混凝土对于隧道工程的适应能力，使得养护龄期被很大的延长，这样的变化对于当今主流的预应力结构会产生十分严重的影响。施工过程中所提出的各项规范以及规程是施工单位必须遵照的，然而在行业内部，规范普遍表现出各自为政的情况，很难在短时间内做出有效的调整，因此，在实际情况中，应舍弃机械式的教条式要求，而是加强过程监督，从多个方面入手，进而提高混凝土的整体性能。随着隧道工程的不断发展，回弹检测法正面临着前所未有的挑战，甚至饱受各个方面的质疑，混凝土构件的表面情况、碳化实际深度以及表面的实际湿度等因素都会为最终的试验结果带来不同程度的影响。此外，由于检测人员的专业水平参差不齐，缺乏职业精神，加之仪器设备自身原因，使回弹法的检测结果很难得到保证。因此，应当对回弹检测法引起足够的重视，在以往的见证试块法基础上进行融合，使检测的结果更加准确。

2工程检测结果

回弹法主要用于二次衬砌已完成的检测段落。检测时，测点在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不小于30 mm，每测区采取16个回弹值，从该测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，然后将余下的10个回弹值按公式(1)计算

(1)

式中：Rm为测区平均回弹值，计算至0.1；Ri为第i测点的回弹值。

若测区布置不是沿竖直方向的，需进行角度修正。

3回弹法检测隧道混凝土强度误差的产生原因

(1)对于常规的混凝土而言，抗压强度一般取决于混凝土中泥浆、粗集料的实际强度与二者的实际粘结力。回弹法主要检测隧道混凝土构件的表面，其表面的具体情况与泥浆、粗集料的实际强度有很大的联系，但是与二者的粘结能力却不存在直接的联系。混凝土实际上是一种依托于简单制造方法而制成的多元化结构体系，其均匀性较差，而且在制作的过程中还会受到温度、搅拌时间等人为因素的影响，所以混凝土强度存在较大的变异系数。为满足工程需求，混凝土构件的体积千差万别，这也决定了其结构内外部的温湿度差异。大多数人员认为，水胶比一致的条件下，净浆的强度比砂浆高很多，此外，砂浆的强度比混凝土的强度要高，由此可见，使用单一的检测方法对材料进行强度检测是远远不够的，其检测结果势必存在一定误差。

(2)随着回弹法的广泛普及，在回弹仪当中融入了许多新型技术，较为常见的有电子技术等。融入这些先进技术的目的在于有效减少由于人为因素所造成的偏差，比如读取、写入与计算等方面。然而，在操作时，有一些检测人员过分依赖仪器同时存在较大的随意性，对存在的异常值熟若无睹，一味追求高效，在很短的时间完成十个测区的回弹作业，忽视了打在气孔上或者是石子上的测点，回弹测区布置如图1所示，进而产生较大的检测偏差。另一方面，对于需要多次浇筑作业制成的构件而言，在同一组内的十个测区中，回弹检测的结果同样会产生较大的误差，对整体的评定结果造成很大的不利影响。

(3) 隧道混凝土的实际碳化深度也是影响回弹法检测结果准确度的主要因素。混凝土的硬化机制归根结底就是其中具有水硬特性材料的硬化机制。众所周知，水泥在遇水之后会产生一系列的化学反应，进而生成氢氧化钙等物质，直接暴露在空气之下的混凝土表面还会在空气中二氧化碳的作用下生成碳酸钙，水泥的水化反应促进了碳酸钙的生成，最终在混凝土的表面形成一定厚度的碳酸钙层。目前，一般使用酚酞溶液测定混凝土表面碳酸钙层的实际厚度，然而由于工程需要在混凝土中掺加外加剂，使得酚酞溶液鉴别碳酸钙层厚度存在一定的误差。此外，混凝土构件还会受到不同形状模板的限制，导致其平整性与粗糙度各不相同。施工的精细程度决定了混凝土质地的均匀性，在混凝土的表面时常会出现浮浆或者是气孔，加之打磨过程缺乏规范及标准的限制，使得打磨的深度存在很大的差异，影响到碳化深度的进一步测量，所以会为回弹检测带来实际的影响。

图1　回弹测区布置示意图

(4)回弹检测仪器在使用时外界环境温度超过最佳范围也会产生相应的误差。回弹法测强曲线中明确规定了混凝土结构的最佳自然养护龄期，通常维持在14～1 000 d之间，但是并未对养护的最佳温度提出实际要求，相同条件下的试验块在等效养护龄期间的日平均温度逐渐积累到600 ℃可完成自然养护工作(如环境温度低于0 ℃，则不进行累加)。由此可知，温度与混凝土构件的强度是存在一定联系的，通过实际验证也可是说明强度受到温度的大幅度控制。但是，检测人员通常指注重养护龄期，忽略了温度控制方面的工作，因此所得出的检测结果较为片面，产生一定的误差。

4总结

总而言之，回弹法是一种间接的检测方法，存在许多影响因素，而且其自身还带有一定不稳定性，所以操作过程中的实际精度会受到很大程度的限制，在完成隧道混凝土强度评价时基于回弹法所测得的结果只能用作参考，切不可当做唯一的评价指标。围绕具体工程，探讨运用回弹法检测隧道混凝土强度时产生误差的主要原因，进一步确定其可靠性。尽管如此，回弹法依然具有极为广泛的通用性与便捷性，使用频率极高，对可靠性的要求自然也很高，因此相关人员越难过端正态度，围绕工程的实际情况，合理的运用回弹检测法，加强人员培训力度，从多个方面验证该检测方法的可靠性，时期更具现实指导意义，为隧道工程的顺利完成提供有力的支撑。

参考文献：

[1]吴新璇.混凝土无损检测技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2013:11-12.

[2]余红发.混凝土非破损测强技术研究[M].北京:中国建材工业出版社, 2012:8-10.

[3]俞宝民.高性能混凝土无损检测技术试验研究[D].上海:同济大学,2012,(8):9-12.

Analysis and research on the strength of tunnel concrete by rebound method

ZHANG Yang

(Guizhou Traffic Science Research Institute Co., Ltd., Guiyang,Guizhou 550002,China)

Abstract:Combining with tunnel engineering from Shiban to Dongguan T4 Contract Section in Qianxi-Dafang highway in Guizhou, the paper analyzes the significance of rebound method in inspection of tunnel concrete strength and the reason of detection error, in order to provide a reliable basis for further development of engineering.

Keywords:rebound method; tunnel concrete strength; detection and analysis

中图分类号：U446.2

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0114-02

作者简介：张杨(1985-)，男，工程师，主要从事试验检测研究。

收稿日期：2015-08-21