公路工程混凝土强度检测分析

2022-04-09乔从伟

交通建设与管理 2022年1期

乔从伟

（河北瑞志交通技术咨询有限公司，河北石家庄 050000）

混凝土在当前公路工程的建设施工中十分常用，而对于一些隐蔽工程的混凝土强度和质量，采用常规方法一般难以操作，无法得出真实准确的结果。这就需要用到一些先进的检测技术。以下就当前常用的声波透射法，对其在公路工程建设中的混凝土强度检测应用进行分析，旨在为更多公路工程能够正确使用该方法，并发挥出理想的效果提供参考。

1 检测方法——声波透射法

以弹性动力学相关理论为依据，固体介质当中，声波传播速度可采用以下公式计算得出：

式（1）、（2）中，VP表示纵波波速；VS表示横波波速；E表示弹性模量；μ表示泊松比；ρ表示密度。

利用该方法对混凝土质量进行检测，其原理为混凝土强度和超声波的波速之间存在一定相关性。通常而言，当混凝土密实度较高时，其强度大，波速高；相反，当混凝土密实度较低时，其强度小，波速低。因可能对混凝土中波速造成影响的因素有很多，所以不同工程所用混凝土，其纵波波速基本没有可比性。因此，根据纵波波速来评估混凝土强度是存在一定局限性的[1]。

2 测试技术

2.1 换能器与声测管布置

在测试开始前，先在测点部位进行换能器的布置，在待测混凝土的实际强度龄期达到不少于7d后才能开始检测。完成布置后，在检测管中进行注水，检查换能器能否在检测管当中提升与下降。

2.2 测试要求

为了使最终的检测质量达到要求，每个检测组都应分别实施检测；在现场对检测得到的数据结果实施初步分析，如果发现有异常段落的存在，则需要验证是否为数据出错，方法为对异常区段实施斜测。按照200cm的间隔距离对换能器的高度差进行校正，将相对高差严格控制在2cm以内，若高差超过2cm，则应重新进行检测；每次完成一组检测，都要随机抽取一定数量的测点实施复测，确定相对标准差能否达到相关规程的要求[2]。

采集到声波信号后，先在现场进行初步分析，并在异常读取区进行必要的加密测量。在抽样检测过程中，应满足所有规范要求，保证检测效果达到良好，真实反映出混凝土质量状况。当在室内进行资料的整理时，需使用与仪器相配套的专门软件，根据声波在不同介质当中具有的动力学及运动学等特征，采用综合分析的方法，确定透射波各项特征，如振幅和频率等，再与工程实际情况之间充分结合，由此确定混凝土完整性等指标能否达到要求[3]。

换能器要以完全一致的标高进行同步升降，若存在允许的高差，则高差应保持固定，且将测点之间的距离严格控制在250mm以内。另外，还应适当进行测点的加密，在条件允许的情况下，亦可通过斜测实现复测，为混凝土缺陷具体位置的确定提供参考。

3 技术应用

以公路工程的基桩混凝土检测为例进行分析。基桩质量和成桩工艺之间有着十分密切的联系，常见的基桩质量问题包括断桩、缩径或扩径、强度低和离析。以下针对通过检测找出的缺陷问题，分析以上检测方法的具体应用，同时对缺陷问题的产生原因进行分析。

3.1 断桩检测

采用以上方法进行检测后发现桩顶下部14m的位置存在波形异常，结合波形结果，通过综合分析确定其属于断桩缺陷。为验证检测结果是否准确，采用钻芯取样的方法进行验证。根据芯样可知，桩顶下部14m处混凝土松散，未能达到胶结。经钻芯取样可知，采用以上检测方法得出的结果是准确的。导致断桩缺陷产生的原因为：施工中由于导管提升速度过快，导致导管的实际埋深不足，或所用导管的接头处未能达到要求的水密性，导管中的混凝土从其底部流出以后，携带混凝土层表面的杂物，或接头处产生渗漏，导致基桩混凝土未能达到均匀，引起离析或者是夹泥的问题，进而发展成断桩缺陷。

3.2 桩头强度较低

在对某公路基桩实施混凝土检测时，基桩顶部以下2m的位置存在异常波形，通过进一步地分析，将此处异常判断为混凝土强度不足。为保证检测结果的准确性，同样采用钻芯取样的方法加以验证。通过钻芯取样可知，桩顶下部2m处的混凝土已经无法将见到粗骨料，对此，施工单位应从桩顶开始向下凿除2.5m，然后才能对上部予以正常的施工。导致桩头强度较低的原因为：首先，未能将桩头处的浮浆彻底清理；其次，施工单位在对桩头处的浮浆进行清除的过程中，损坏了一部分桩头。其中，前者主要是因为施工单位对桩头处的浮浆进行清理时大多是按照桩顶的高程进行控制，都由于施工中桩顶超灌不足，或所用混凝土的水灰比太大，或灌注过程中多次抽动导管，使浮浆的厚度明显增大，导致对浮浆的清理不彻底。对此，为防止此类缺陷的发生，施工中务必将桩头凿除至露出新鲜的混凝土，只有这样才能开始上部施工。

3.3 蜂窝与混凝土离析

在对某公路基桩实施混凝土检测时，基桩顶部以下18m的位置存在波形异常，通过进一步地分析，将此处异常判断为混凝土离析。为保证检测结果的准确性，同样采用钻芯取样的方法加以验证。通过钻芯取样可知，桩顶下部18m处的混凝土已经产生离析。导致基桩混凝土离析的原因为：施工中对导管进行提升时，间歇的时间过长，即导管的埋置深度过大，灌注的混凝土发生水化反应，放出大量的水化热，或灌注所用混凝土缺乏良好的和易性，或施工中突然降雨导致导管中进入雨水。

3.4 桩底未能与基岩接触

在对某公路基桩实施混凝土检测时，基桩的底部存在波形异常，通过进一步的分析，将此处异常判断为混凝土离析。为保证检测结果的准确性，同样采用钻芯取样的方法加以验证。通过钻芯取样可知，桩底处的混凝土发生离析。导致该缺陷产生的原因包括：在对支承桩进行造孔的过程中，未能与基岩相接触，或在混凝土灌注之前没有彻底地清孔，桩孔底部沉渣厚度过大，导致桩底无法形成足够的支承力，进而对基桩承载力造成很大的影响。

因可能对基桩混凝土质量造成影响的因素有很多，所以在实际的检测工作当中，需要以基桩自身承载特点为依据，并结合基桩的具体类型与现场实际情况，做到具体问题具体分析。另外，在通过检测确定了基桩混凝土缺陷类型、特点与产生原因之后，方可在实际工作当中结合检测反应结果，确定具体的质量缺陷与问题，进而采取行之有效的处理措施。