窨井井体模块砖灌芯混凝土密实性检测方法的研究

2021-02-28黄传宝

工程建设与设计 2021年24期

黄传宝

（福建省龙岩市建设工程质量监督站，福建龙岩 364000）

1 引言

混凝土模块砖具有抗剪、耐腐蚀、抗压、节能环保等优点，尤其是各模块砖采用凹凸承接结构，能够形成良好的锁键，在整体性和稳定性上比传统红砖更胜一筹。近年来，混凝土模块砖替代传统红砖被广泛用于窨井井体施工，不仅提高了井体的安全性，还提升了城市的整体形象。

混凝土模块砖的工程应用已经较为成熟。我国住房和城乡建设部批准发布了05SS522《混凝土模块式排水检查井》和CJJ/T 230—2015《排水工程混凝土模块砌体结构技术规程》，集合了圆形井、矩形井、跌水井、井盖、踏步、管线井体接口等内容的详图，规范了城镇排水工程混凝土模块砌体结构的设计、施工和质量验收[1，2]。在模块砖施工质量检验方面，图集和规范主要对模块砖强度、砌筑砂浆强度、灌芯混凝土强度、配筋、尺寸偏差等试验方法和抽样数量进行详细规定，在灌芯混凝土密实性检验方面没有做出可供参考的依据。

模块砖内孔尺寸一般较小，若灌芯操作不当或分层高度过高，容易出现混凝土不密实，甚至空洞、蜂窝等情况，严重影响井体墙体的整体承载力和抗倾覆能力等。本文提出采用雷达法检测模块砖井墙灌芯混凝土密实性，介绍雷达法的基本原理，并以工程实际案例为背景，考察雷达法检测灌芯混凝土密实性的可行性，为混凝土模块砖井体灌芯混凝土密实性检验提供参考。

2 雷达法介绍

雷达法的核心是利用电磁波在不同介质中的电性差异，通过接收到的不同电磁波绘制雷达图像。

雷达法用于检测混凝土密实性的技术已很成熟，包括混凝土路面的密实性、轨道交通地铁隧道衬砌缺陷、桥梁预应力管道密实性等。刘军等[3]则将雷达法用于检测钢筋混凝土板的钢筋、孔洞和密实性；徐茂辉等[4]利用探地雷达法对混凝土密实性进行了尝试性试用，试验表明，探地雷达对混凝土的密实性检测是可行的；吴秋霜等[5]利用雷达法探测水泥混凝土路面的板底脱空情况，证明雷达法可有效反映路面脱空的位置和充填情况。

从上述雷达法在混凝土缺陷检测方面的研究现状可以看出，雷达法用于检测混凝土密实性是可行的。但是，已有研究成果尚未涵盖检查井井体模块砖灌芯混凝土密实性检测方面，因此，有必要建立不同类型的检查井井体模块砖灌芯混凝土工况，利用雷达法对灌芯混凝土密实性进行探测，分析雷达法在该领域使用的可行性。

3 试验室工况

3.1 试验模型

本次试验设置2个不同规格的模块砖砌筑成试验模型，如图1所示。砌筑砂浆的强度等级为M5，灌芯混凝土强度等级为C25。模块砖参数见表1。将不同尺寸规格的塑料球放置在试验模型中，模拟蜂窝、孔洞等缺陷。

图1 试验模型

表1 模块砖参数

3.2 试验仪器及步骤

本次试验采用的地质雷达天线频率为1 600 MHz，探测雷达型号规格为RIS-K2/TRHF1600。试验步骤为：（1）根据已知模块砖厚度进行电磁波速或相对介电常数的标定；（2）每层模块砖及其砖缝从左向右、分内外侧进行扫描；（3）采集波形曲线，并分析。

3.3 试验数据及分析

每个试验模型的内外侧分别采集7道波形图谱，共采集了28道图谱。接下来，选取2道代表性图谱进行分析。

1）A型试验模型内侧，测试编号X27，其波形图谱如图2所示。

图2 X27波形图谱

图2 中，出现Q1～Q4的异常波形，分析如下：

Q1为内侧向外侧方向0～40 mm，且位置为该层中部，存在缺陷或不密实情况。观察试验模型，该处为2块模块砖交接位置，可判断该接缝处砂浆不饱满。Q2为内侧向外侧方向约50 mm，且位置为该层中部，存在缺陷或不密实情况。与试验模型对比，可判断该处为混凝土不密实区域。Q3为内侧向外侧方向约80 mm处，且位置为该层中部，存在缺陷或不密实情况。根据制作试验模型的记录可以发现，该处有预设一颗长短边分别为55 mm、42 mm的椭球形塑料球，扫描结果与试验模型的实际情况吻合。Q4为内侧向外侧方向约100 mm，且位置为该层中部，位置处于Q3缺陷下部。根据雷达法波形图谱的原理，可以判断，该处波形是Q3异常波形的多次反射。

2）B型试验模型内侧，测试编号D16，其波形图谱如图3所示，波形较为杂乱无序，对应扫描位置为2层模块砖之间的接缝处，可以判断接缝位置砂浆不密实，且由内侧向外30～100 mm范围混凝土较不密实。缺陷Q的位置处于该层中部，内侧向外侧方向约90 mm，根据制作试验模型的记录可以发现，该处有预设一颗直径为38 mm塑料球，扫描结果与试验模型的实际情况较为吻合。该处缺陷图谱较不明显的原因在于，该扫描区间为模块砖缝之间，砖缝砂浆不密实，干扰较多。