包含管理集成裝置的混凝土回彈實時監測系統

朱國鵬,王曉春,萬 歷,郭俏凌

(浙江省建工集團有限責任公司,浙江 杭州 310001)

混凝土強度質量是建筑工程的主要生命體,近年來,隨著建設規模不斷擴大,從業人員數量不斷上升,但項目管理能力和人員職業素質跟不上,施工過程中混凝土質量管控不到位,工程檢測虛假等原因,造成我國建筑工程因大面積混凝土強度達不到設計要求而導致的工程事故時有發生,造成巨大的經濟損失,如最近網上曝光某一高層住宅樓混凝土強度不達標拆除重建等。

根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB 50204—2015)》規定：對涉及混凝土結構安全的有代表性的部位應進行結構實體檢驗；結構實體檢驗的內容應包括混凝土強度；混凝土強度檢驗應采用同條件養護試塊或鉆芯取樣的方法。目前項目實施較多采用同條件養護試塊檢驗混凝土強度。

1 常規混凝土強度管控檢測與缺陷

1.1 混凝土試塊試驗

根據相關規范,混凝土施工過程中,應做標準養護試塊和同條件養護試塊,但在實際過程中存在以下問題：1)檢測委托不規范,惡意低價競爭和簽訂陰陽合同承攬業務時有發生。2)見證取樣制度未能較好落實,見證取樣過程不規范,如施工現場養護室設置不標準,溫濕度控制、臺賬記錄不到位,甚至個別項目試塊由商品混凝土廠商提供等；同條件養護試塊未放置在靠近相應結構構件或結構部位的適當位置。3)檢測人員責任心不強。4)檢測實際情況和不合格檢測項目未能實現及時上報并按規定處置,或擅自修改調整檢測數據和結論[1]。

1.2 常規混凝土回彈法檢測

混凝土回彈法是用一彈簧驅動的重錘,通過彈擊桿(傳力桿),彈擊混凝土表面,并測出重錘被反彈回來的距離,以回彈值(反彈距離與彈簧初始長度之比)作為與強度相關的指標,來推定混凝土強度的一種方法。該方法設備簡單、操作方便、測試迅速,檢測費用低廉,且不破壞混凝土的正常使用,故在現場應用較多。但傳統回彈儀存在以下缺陷:1)常規機械式回彈儀人工成本較大,需要記錄及計算且數據保存不便；2)常規數字式回彈儀人為因素影響較大,如檢測實際情況和不合格檢測項目未能實現及時上報并按規定處置,或擅自修改調整檢測數據和結論。

因此,在建筑工程實際施工過程中,較多管理者不了解工程混凝土強度的實際數據,導致工程存在大面積不合格的質量風險。

現階段工程混凝土強度質量檢測儀器以機械式回彈儀或常規數字式回彈儀為主，且在混凝土強度等級的計算方式上以人工手算居多,在混凝土強度檢測的準確性和檢測信息的傳遞性上都存在著較大的制約,對于工程實體結構混凝土質量的管控方式較為落后。

2 數字式回彈儀

為了加強工程項目的質量管理能力,保證企業管理層及時了解各工程混凝土質量情況,及時發現混凝土質量問題,確保工程結構安全,避免出現重大質量隱患,采用回彈法檢測加強混凝土結構強度的質量監管是企業內部管控的必要手段。

一種包含管理集成裝置的混凝土回彈實時監測設備(圖1),由數字式混凝土回彈儀、移動通訊裝置和管理集成裝置組成。所述移動通訊裝置與所述管理集成裝置,通過回彈儀管理模塊連接在一起；所述的管理集成裝置上設置有用于將接收到的強度數據進行分析并統計的回彈模塊。

系統接收到回彈儀傳回的數據后,會根據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程(JGJ/T 23—2011)》自動做好測區數據的計算,得出分測區強度平均值、碳化平均值、測區最小值、平均值以及強度推定值。

圖1 混凝土回彈實時監測設備

3 移動通訊裝置 “APP”檢測系統

移動通訊裝置 “APP”檢測系統結合數字式回彈儀設備,并通過藍牙傳輸模塊,此外移動通訊裝置 “APP”(圖2)檢測系統又與企業PM項目管理集成系統相連接,在APP系統中就能找到需要檢測的相關項目,進行項目結構構件回彈檢測。APP檢測系統實時反映回彈數值,并可對檢測人員、現場結構構件進行拍照,留取相應影像資料,每組回彈測試結束后,系統立即將檢測數據、照片、地理位置等信息上傳到項目管理集成系統中,人員無法干擾檢測數據,并能如實反映實體質量。

4 項目管理集成系統

項目管理集成系統為集團開發,基本實現了所有業務的信息化管理,廣泛應用至集團總部、二級單位和項目部三級管控體系等,系統具體包括：投標、合同、分供商、招標、集采、生產、安全、進度、物資、設備、環境、技術、質量、資金、成本、風險、竣工管理等,實現了項目全過程的動態管理,目前,集團所有項目都納入信息化的管理。在項目管理集成系統中質量管理模塊,獨立設有工程實時檢測節點,包含：1)混凝土回彈檢測原始記錄；2)混凝土回彈檢測不合格項處理；3)混凝土回彈法檢測統計表；4)混凝土回彈法實測匯總表等子節點。在集成系統中,所有企業管理者和項目部管理者均能實時看到項目混凝土回彈強度,并根據系統能全方位地了解、分析項目質量情況,對不合格部位作出相應的處置。見圖3。

5 效果分析

5.1 真實時效

該系統的優勢在于能及時、全面地發現問題,項目部按集團要求在結構齡期達到后進行及時回彈測試,產生的數據通過互聯網直接導入系統,有效避免了人為篡改因素影響,真實可靠。在系統中相關管理者均能在第一時間查看所有數據,繼而能及時地發現問題,處置問題。避免工程上大面積混凝土結構因強度達不到設計要求所導致的質量事故的發生。檢測儀器的實時傳輸、實時分析等,亦避免了返工耗時,也為下一步的實施提供了更多的依據。

5.2 數據化

系統中將長期保存項目上混凝土的強度數據,工程質量數字量化,方便對工程的混凝土強度等級、地區差異、商品混凝土廠家的合格率進行分析,繼而進行改進,提升工程質量。

圖2 移動通訊裝置“APP”

5.3 節約成本

相比于常規的混凝土質量控制及混凝土回彈法,其測試工作需要至少2人以上,且附帶技術人員的后續進行數據分析成本,而本監測系統則僅需1個技術人員。此外，常規2人1 d的工作量,現通過本系統只需1人半天就能完成,較大幅度地提升了工作效率。其次是時間成本,通過本系統實施監控,可以第一時間獲得大量強度數據,以此分析混凝土強度發展情況,繼而調整相應的施工計劃,從而有效提高了施工進度。最后是材料成本,根據數據分析出混凝土強度情況,即可及時調整混凝土配合比,達到節約材料的效果。

6 結 語

目前該混凝土回彈實時監測系統已覆蓋集團公司分布在大江南北所有在建項目,經過近三年運用已檢測301個項目,46 245組混凝土構件的混凝土強度數據,有利于及時發現問題有效避免了因大面積混凝土強度不合格所造成的質量事故。同時，憑借該監測系統的數據分析,致使商品混凝土廠商質量管控的意識及手段顯著提高。