超聲測強技術在混凝土結構強度驗收中的應用

高麗麗，石志強

（安陽工學院，安陽 455000）

混凝土結構質量的關鍵環節主要體現在鋼筋和混凝土的質量上。鋼材是均質材料，運到工地為成品，其質量驗收相對容易。混凝土是使用地方材料，經過配比試驗確定配合比，再經過現場拌制、運輸、澆筑、養護等施工過程形成的主體結構。對其進行質量驗收需要建立混凝土結構施工的質量保證體系，檢查驗收其執行情況，并檢查驗收結構外觀。該常規驗收方法沒有強制檢測混凝土主體結構，只有出現質量問題時才要求檢測主體結構。目前，很多業內專家都積極呼吁采用先進的無損檢測技術，對主體結構進行檢測驗收。超聲技術可以在不破壞結構的前提下，完成對結構密實性、裂縫深度、結構強度進行檢測，是一種先進科學的檢測驗收手段。

1 超聲測強技術在結構驗收中應用的難點

超聲測強技術檢測混凝土的基本原理是，應用超聲發射器和接收器，測出穿過混凝土構件超聲波的參數變化，用以評定混凝土構件內部強度等情況。超聲技術在普通建筑工程混凝土結構強度驗收中的應用存在以下幾個難點：

（1）我國幅員遼闊，各地建筑材料、施工工藝等區別較大，統一檢測曲線應用誤差較大，難以滿足混凝土工程強度驗收需要。

（2）我國除少數技術水平高、經濟條件好的省市外，其余各省市沒有自己的地區超聲測強曲線。

（3）混凝土超聲檢測技術規程中的測強曲線制定方法是針對專業實驗室試驗提出的，技術要求高，曲線制定成本高，技術復雜。

（4）地區測強曲線、專用測強曲線，都是以標準養護28d試塊的穿透聲速和抗壓強度間的相關關系為基準制定的。曲線的制定條件與工程實際檢測條件存在較大的差距。

（5）建筑承包商的技術水平良莠不齊，大多數承建商的工程技術人員不具備制定測強曲線的能力。

（6）承建商以完成合同追求利潤為目的，不愿意花費大量成本購買設備，引進技術，引進人員。

上述幾個難點是阻礙超聲技術在普通建筑工程中應用的關鍵，要想推廣無損檢測技術，將超聲技術應用于普通建筑工程混凝土主體結構驗收中，必須解決上述難點才能辦到。

2 超聲測強技術在混凝土結構驗收中的應用方法

2.1 建立施工測強曲線

一般一個工程中主體混凝土結構的混凝土強度等級是相同的，或是有相近的兩個強度等級。同一個工程中，主體結構采用三種及以上強度等級混凝土的工程很少見。一般建筑工程的基礎墊層、構造柱、圈梁、過梁的混凝土強度會與主體結構不同，通常會低一些。對主體結構強度驗收主要是針對主體結構混凝土進行驗收，因此所制定測強曲線必須涵蓋主體結構混凝土強度，并且曲線必須超出一定的范圍，在檢測的過程中才能保證精度。

測強曲線制定時，工程中用到的所有強度等級的混凝土，都需要取樣制作試塊。試塊的選取要在保證混凝土強度檢驗批的基礎上，保證每個強度等級的取樣試驗的數量≥5組。根據工程所用混凝土的具體情況，以工地的建筑材料、制備工藝和養護條件補充制作測強曲線所需混凝土試塊。一般要求，制定曲線所使用的混凝土試塊自C10起至主體混凝土結構強度等級后另外增加兩個等級，作為制定曲線的范圍。現有質量控制體系需要對結構混凝土進行見證取樣，標準養護28d進行抗壓強度試驗。應用超聲檢測技術，需要在現有質量控制體系中，每個強度等級的混凝土增加取樣不少于5組，進行同條件養護以制定測強曲線。在原有質量控制體系下增加少量工作，是切實可行的。

根據同條件養護試塊抗壓強度試驗的經驗，一般條件下，質量合格的混凝土，采用自然澆水養護，養護歷時達到600℃·d時，混凝土強度即可以達到設計強度。因此制定測強曲線的齡期可以按當時平均溫度和歷時來控制。養護達到歷時后，對試塊進行超聲檢測，測定數據后壓碎試塊，取對應試塊的抗壓強度。同天在被測結構上確定測區，進行超聲檢測記錄檢測數據，檢測時分析主體結構檢測聲速與試塊檢測聲速的誤差，初步判斷主體結構與試塊的同質性。

待部分工程施工結束，測強曲線需要的每個強度等級的混凝土取樣均＞5組，同條件養護到達600℃·d后，完成檢測結果。對檢測結果進行統計分析，得到初步測強曲線。對已建結構進行初步評定，以及時發現問題。隨著工程的進展，繼續取樣，進行同條件養護，進行無損檢測，充實測強曲線，待工程結束后，工程所取檢測樣本充足，深入分析檢測數據，建立確定工程最終的測強曲線，對主體結構進行檢測驗收。

2.2 混凝土主體結構強度檢測

為提高主體結構檢測精度，盡可能保證檢測條件與測強曲線制定條件相同，主體結構檢測的齡期取測強曲線制定的檢測齡期，即當混凝土主體結構澆筑養護達到600℃·d時，在主體結構上劃出檢測區，進行超聲檢測，并記錄超聲聲速值。待制定測強曲線需要的檢測數據完成后，應用測強曲線對主體結構各測區檢測數據進行分析，從而對主體結構強度進行評定。

3 超聲技術應用的實施方案

該技術的實施以工程監理單位為主體，施工單位為配合，質量檢測中介機構為輔助，質量監管部門為指導進行實施。具體來講，監理單位在工程開工前，制定監理規劃時，制定出該技術在具體工程中的實施細則。隨著工程的進展，在見證取樣過程中合理留取同條件養護試塊，要求施工單位配合，制作需要的補充試塊并進行同條件養護，養護到期后委托質量檢測中介機構進行試塊及主體結構的超聲檢測和抗壓強度試驗，監理單位拿到檢測數據后進行統計分析，制定測強曲線，評定主體結構強度。質量監管部門對監理單位、施工單位對技術的實施進行指導和檢查。

4 工程案例

安陽市某工程主體結構強度等級為C30，采用現場攪拌混凝土現澆施工。根據前述方法，留取足夠的C10，C15，C20，C30，C35，C40等，各強度等級的混凝土同條件養護（到達600℃·d）試塊，按上述方法進行檢測，得到測強曲線如圖1所示，部分主體結構檢測評定結果如表1所示。

圖1 安陽市某工程混凝土超聲測強曲線

5 結論

綜上所述，超聲技術的應用推廣雖然存在著一定的難點，但是通過上述的應用方法革新，可以合理地避開應用困難，在施工過程中增加少量工作的情況下，在施工各方的協作配合下，即可建立符合工程實際的測強曲線。在建立測強曲線的相同條件下，完成對混凝土主體結構進行檢測，待工程結束后對所有混凝土主體結構進行驗收，經工程實踐檢驗，驗收結果科學準確，反映了主體結構的真實情況。

表1 安陽市某工程主體結構強度檢測（部分）數據表

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