某住宅楼框架柱混凝土密实性超声检测

2021-11-30贺行锐宿松县建设工程质量监督站安徽安庆246500

安徽建筑 2021年11期

贺行锐（宿松县建设工程质量监督站，安徽安庆 246500）

1 引言

混凝土密实性是混凝土耐久性以及抗渗透性能的一个重要指标，节点部位不密实对混凝土结构构件的承载也会造成一定影响。混凝土密实性（包括空洞和不密实等内部缺陷）的无损检测方法主要有超声法、冲击回波法和雷达法三种方法，对于判定存在缺陷的区域，均可采用钻芯方法进行验证。

雷达法探测的依据不是材料的密度而是电磁特性。电磁波从混凝土表面向内部发射，接收被侧物体反射的信号用图像显示并记录空洞的位置和深度。检测结果分析主要判断依据为：密实无缺陷混凝土的雷达信号同相轴水平连续，幅度较弱；不密实混凝土雷达波反射信号强，且同相轴不连续，波形杂乱且较分散；空洞界面的雷达波反射强，形成与空洞形状类似的图像。

冲击回波法检测混凝土构件不密实度及空洞，主要根据在混凝土表面利用一个短时的机械冲击，激发低频冲击弹性波，冲击弹性波传播到结构内部，被缺陷表面或构件底面反射回来。因此，冲击弹性波在构件表面、内部缺陷表面或底面边界之间来回反射产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱（通过快速傅立叶变换，从波形中得出的频率与对应振幅的关系图）中辨别出，用于确定内部缺陷的深度。

超声波检测结构密实性的基本依据是利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间或速度、结构波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷。检测结果分析主要是通过超声波声速及波形对混凝土的密实性进行判定，异常声速值与异常波形通常与混凝土内部质量缺陷存在直接关联性。具体做法是将测位各测点的波幅、声速或主频值由大至小按顺序分别排列，将排在后面明显小的数据视为可疑，统计计算找出异常值，结合异常测点的分布及波形状况确定混凝土内部存在不密实区和空洞的位置及范围。

作者以某框架结构住宅楼为例，采用超声法对框架柱混凝土密实性进行检测，根据超声波声速及波形观测结果进行密实性判断，并在声速值和波形异常部位进行钻芯验证检测，为后续进行加固处理提供可靠依据。

2 工程设计概况

本工程设计为六层框架结构，建筑面积2400㎡，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度0.10g，设计地震分组第二组，建筑场地类别为Ⅲ类，场地特征周期0.55s，框架抗震等级为三级。基础采用柱下独立基础，持力层位于勘察报告中的（2）层粉质粘土，地基承载力特征值为160kPa，基础混凝土强度等级为C30。上部结构柱、梁、板混凝土强度等级均为C30。

3 检测原因及抽样

由于一层柱混凝土因出现孔洞等缺陷而进行了修补处理，现对修补处混凝土密实性有怀疑，因此需要对该部位混凝土密实性进行检测。经建设、施工和监理单位三方协商，依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2019）及《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T 50784-2013），随机抽取五根一层柱，采用超声法结合钻芯验证对修补处混凝土密实性进行检测。

4 超声检测技术相关要求

4.1 检测一般规定

检测不密实区及空洞时构件的被测部位应满足下列要求：被测部位应具有一对（或两对）相互平行的测试面，测试范围除应大于有怀疑的区域外，还应有同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20。

4.2 声学参数测量要点

①依据检测要求和测试操作条件，确定缺陷测试的部位（测位），本次检测采用对测法，测点布置兼顾怀疑区域和正常区域。在测试部位两对相互平行的测试面上，分别画出等间距的网格（工业与民用建筑网格间距一般为100mm～300mm），并编号确定对应的测点位置。

②测位混凝土表面清洁、平整，必要时可用砂轮磨平。

③密实度检测采用厚度振动式换能器。频率、反射电压一般先取中值，测正常位置的首波波幅后调整确定，在满足首波幅度测读精度的条件下，优先选用较高频率的换能器。对测时用钢卷尺测量T、R换能器辐射面之间的距离。

④换能器应通过耦合剂与混凝土测试表面保持紧密结合，耦合层不得夹杂泥砂或空气。

⑤检测时应避免超声传播路径与附近钢筋轴线平行，如无法避免，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的1/6。

⑥检测中出现可疑数据时应及时查找原因，必要时进行复测校核或加密测点补测。

5 检测结果分析

随机抽取5根柱，依据《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000），使用非金属超声波对其修补处混凝土密实性进行检测，采用150㎜×150㎜网格布置测点（测区布置详见1～6图），使用对测法对混凝土密实性进行检测，根据构件测得各声通路对应的声速值及波形，并结合钻取的芯样进行分析，对被测部位混凝土密实性进行判断，具体结果见表1、表2所示。