回彈法檢測隧道混凝土強度的分析研究

張　楊

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550002)

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回彈法檢測隧道混凝土強度的分析研究

張楊

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽550002)

摘要：結合貴州省黔西至大方高速公路石板至東關段第T4合同段坪上隧道工程，簡要分析回彈法檢測隧道混凝土強度的意義與檢測誤差的產生原因，為工程的進一步開展提供可靠的依據。

關鍵詞：回彈法；隧道混凝土強度；檢測分析

0工程概況

場區地處貴州高原西部高原地區之大方-盤縣中山丘原區，地貌類型屬溶蝕-剝蝕低中山。地形標高介于1 815～1 550 m，相對高差約265 m。

隧道穿越一山體，進口位于稍緩的坡面上，坡面為山地，基巖零星出露。出口位于陡崖腳下，為崩塌堆積體進、出口地形較緩，植被不發育。

隧道位于大方縣六龍鎮坪上村境內，均有鄉村公路至進出口附近，交通條件較好。場區屬長江流域烏江水系之白甫河支流。隧道區域內未見地表河流。

1回彈法檢測隧道混凝土強度的意義

在實際的工程施工當中，混凝土構件在制作過澆筑時往往缺乏較為有力的監督，在對混凝土強度進行檢測時，對應的監理部門對施工單位的信任度不足，要求使用回彈法對混凝土構件實施測強，并將得到的結果作為評估指標，同時將檢測的報告作為施工的約束條件與重要資料。然而，對于施工單位而言，為了應付常規的檢測，不得不提升所用混凝土的類型，這無疑造成了不同程度的浪費，成本大大增加。在此過程中，施工單位往往忽視了混凝土對于隧道工程的適應能力，使得養護齡期被很大的延長，這樣的變化對于當今主流的預應力結構會產生十分嚴重的影響。施工過程中所提出的各項規范以及規程是施工單位必須遵照的，然而在行業內部，規范普遍表現出各自為政的情況，很難在短時間內做出有效的調整，因此，在實際情況中，應舍棄機械式的教條式要求，而是加強過程監督，從多個方面入手，進而提高混凝土的整體性能。隨著隧道工程的不斷發展，回彈檢測法正面臨著前所未有的挑戰，甚至飽受各個方面的質疑，混凝土構件的表面情況、碳化實際深度以及表面的實際濕度等因素都會為最終的試驗結果帶來不同程度的影響。此外，由于檢測人員的專業水平參差不齊，缺乏職業精神，加之儀器設備自身原因，使回彈法的檢測結果很難得到保證。因此，應當對回彈檢測法引起足夠的重視，在以往的見證試塊法基礎上進行融合，使檢測的結果更加準確。

2工程檢測結果

回彈法主要用于二次襯砌已完成的檢測段落。檢測時，測點在測區范圍內均勻分布，相鄰兩測點的凈距不小于30 mm，每測區采取16個回彈值，從該測區的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，然后將余下的10個回彈值按公式(1)計算

(1)

式中：Rm為測區平均回彈值，計算至0.1；Ri為第i測點的回彈值。

若測區布置不是沿豎直方向的，需進行角度修正。

3回彈法檢測隧道混凝土強度誤差的產生原因

(1)對于常規的混凝土而言，抗壓強度一般取決于混凝土中泥漿、粗集料的實際強度與二者的實際粘結力?；貜椃ㄖ饕獧z測隧道混凝土構件的表面，其表面的具體情況與泥漿、粗集料的實際強度有很大的聯系，但是與二者的粘結能力卻不存在直接的聯系?；炷翆嶋H上是一種依托于簡單制造方法而制成的多元化結構體系，其均勻性較差，而且在制作的過程中還會受到溫度、攪拌時間等人為因素的影響，所以混凝土強度存在較大的變異系數。為滿足工程需求，混凝土構件的體積千差萬別，這也決定了其結構內外部的溫濕度差異。大多數人員認為，水膠比一致的條件下，凈漿的強度比砂漿高很多，此外，砂漿的強度比混凝土的強度要高，由此可見，使用單一的檢測方法對材料進行強度檢測是遠遠不夠的，其檢測結果勢必存在一定誤差。

(2)隨著回彈法的廣泛普及，在回彈儀當中融入了許多新型技術，較為常見的有電子技術等。融入這些先進技術的目的在于有效減少由于人為因素所造成的偏差，比如讀取、寫入與計算等方面。然而，在操作時，有一些檢測人員過分依賴儀器同時存在較大的隨意性，對存在的異常值熟若無睹，一味追求高效，在很短的時間完成十個測區的回彈作業，忽視了打在氣孔上或者是石子上的測點，回彈測區布置如圖1所示，進而產生較大的檢測偏差。另一方面，對于需要多次澆筑作業制成的構件而言，在同一組內的十個測區中，回彈檢測的結果同樣會產生較大的誤差，對整體的評定結果造成很大的不利影響。

(3) 隧道混凝土的實際碳化深度也是影響回彈法檢測結果準確度的主要因素。混凝土的硬化機制歸根結底就是其中具有水硬特性材料的硬化機制。眾所周知，水泥在遇水之后會產生一系列的化學反應，進而生成氫氧化鈣等物質，直接暴露在空氣之下的混凝土表面還會在空氣中二氧化碳的作用下生成碳酸鈣，水泥的水化反應促進了碳酸鈣的生成，最終在混凝土的表面形成一定厚度的碳酸鈣層。目前，一般使用酚酞溶液測定混凝土表面碳酸鈣層的實際厚度，然而由于工程需要在混凝土中摻加外加劑，使得酚酞溶液鑒別碳酸鈣層厚度存在一定的誤差。此外，混凝土構件還會受到不同形狀模板的限制，導致其平整性與粗糙度各不相同。施工的精細程度決定了混凝土質地的均勻性，在混凝土的表面時常會出現浮漿或者是氣孔，加之打磨過程缺乏規范及標準的限制，使得打磨的深度存在很大的差異，影響到碳化深度的進一步測量，所以會為回彈檢測帶來實際的影響。

圖1　回彈測區布置示意圖

(4)回彈檢測儀器在使用時外界環境溫度超過最佳范圍也會產生相應的誤差?；貜椃y強曲線中明確規定了混凝土結構的最佳自然養護齡期，通常維持在14～1 000 d之間，但是并未對養護的最佳溫度提出實際要求，相同條件下的試驗塊在等效養護齡期間的日平均溫度逐漸積累到600 ℃可完成自然養護工作(如環境溫度低于0 ℃，則不進行累加)。由此可知，溫度與混凝土構件的強度是存在一定聯系的，通過實際驗證也可是說明強度受到溫度的大幅度控制。但是，檢測人員通常指注重養護齡期，忽略了溫度控制方面的工作，因此所得出的檢測結果較為片面，產生一定的誤差。

4總結

總而言之，回彈法是一種間接的檢測方法，存在許多影響因素，而且其自身還帶有一定不穩定性，所以操作過程中的實際精度會受到很大程度的限制，在完成隧道混凝土強度評價時基于回彈法所測得的結果只能用作參考，切不可當做唯一的評價指標。圍繞具體工程，探討運用回彈法檢測隧道混凝土強度時產生誤差的主要原因，進一步確定其可靠性。盡管如此，回彈法依然具有極為廣泛的通用性與便捷性，使用頻率極高，對可靠性的要求自然也很高，因此相關人員越難過端正態度，圍繞工程的實際情況，合理的運用回彈檢測法，加強人員培訓力度，從多個方面驗證該檢測方法的可靠性，時期更具現實指導意義，為隧道工程的順利完成提供有力的支撐。

參考文獻：

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[3]俞寶民.高性能混凝土無損檢測技術試驗研究[D].上海:同濟大學,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

中圖分類號：U446.2

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0114-02

作者簡介：張楊(1985-)，男，工程師，主要從事試驗檢測研究。

收稿日期：2015-08-21