水利水電工程混凝土抗壓強度回彈法檢測技術應用

張宏量

(桓仁世元工程質量檢測有限公司，遼寧 本溪 117200)

0 引 言

長期以來，水利水電工程作為基礎性民生工程，隨著社會的進步和科技的發展被賦予越來越多的功能，然而相對滯后的質量檢測手段難免會導致一系列工程質量問題，這對于水利工程功能效益的發揮產生明顯的制約，必須采取科學的檢測方法和管控水平消除質量安全隱患[1]。超聲回彈綜合法、回彈法、超聲法等為水利水電工程混凝土抗壓強度檢測的常用方法，針對需要驗證或復檢以上方法測定的混凝土抗壓強度或無法使用以上方法的情況，工程實踐中常采用鉆芯法。同時，若對檢測結果存在質疑，則比較適用回彈法。國外對混凝土質量狀況采用回彈法檢測時往往只能給出定性判斷，且檢測精度較低，無法準確獲取強度檢測數據?；貜椃ìF已廣泛應用于我國水利、橋梁、建筑、道路等工程領域的混凝土強度檢測，截止目前已有近60a的應用歷史。該項檢測技術得以廣泛應用的原因與其便捷性強、操作靈活、效率高等性能相關，在工程實踐中有效解決了許多問題并保證了質量檢測的精準度。當前，回彈法檢測混凝土抗壓強度仍存在數據處理不當、操作不規范、隨意性強等問題，從而使得檢測結果往往具有較大誤差。為充分發揮回彈法在混凝土質量檢測、水利工程監督檢驗等行業的功能作用，如何采取有效的措施保證其檢測精度為當前工程技術人員亟需解決的問題[2-7]。文章結合從事混凝土抗壓強度檢測工作經驗和水利工程質量檢測相關規范，考慮不同自然條件下的水利工程質量檢測環境，從多個不同方面給出了提高混凝土抗壓強度檢測精度的措施，以期為提升水利工程質量管理和控制水平提供科學依據。

1 工程質量檢測中存在的問題

近年來，病險水庫質量安全鑒定工作在全國范圍內相繼開展，針對混凝土結構的檢查核查病險水庫工程安全鑒定工作細則給出了明確規定，具體包括：判斷檢測依據、檢測方法的準確規范性，檢測保護層厚度、強度、尺寸等參數，對于以上參數的判別工作細則均提出了相應的量化指標[8]。企業資質、計量認證體系和質量管理體系為水利工程質量檢測單位應具備的基本內容，企業所承擔的任務應與作業人員、儀器設備的配備相適應。檢測機構在實際的工程質量檢測過程中，普遍存在的問題可概括為如下幾方面。

1.1 人員問題

工程質量檢測的主體為作業人員，檢測成果的客觀準確性與檢測人員的技術水平、理論知識、職業道德等因素密切相關。所以，高水平的檢測技術和良好的素質為檢測人員的基本要求。應由兩名及以上持有相應資格證書的專業人員完成每項工作的檢測。當前，大多數檢測機構普遍存在跨專業檢測、檢測人員不足及無法滿足資質認定評審準則要求等現象。鑒于此，檢測機構應加強人才隊伍建設，堅持以人為本的工作思路培養一批素質高、技術精湛的水利檢測事業人才。高水平的檢測人才為保障檢測質量的重要基礎，通過加強職業道德和檢測技術培養，切實提升隊伍素質和專業技術水平[9]。

1.2 儀器問題

當前，為應付政府部門的監督或計量認證，由于資金成本、市場環境等條件限制多數檢測機構只鑒定部分設備；另外，到期后許多設備無法及時的送檢，從而導致超鑒定周期的現象普遍存在。針對部分儀器的鑒定，存在超出當地部門鑒定能力的情況，而自檢規程和相關要求又比較缺乏，甚至存在為應付相關部門的監督檢查而編造鑒定證書的現象，由于儀器設備而使得檢測結果偏離實際情況的問題依然存在。

1.3 技術標準問題

1)無法滲透的理解標準。2011版修訂的混凝土強度檢測規程，對泵送混凝土強度檢測和數字式回彈儀的操作方法做了詳細描述，采用修正量法替代修正系數法對測區強度值調整。目前，對于該標準的理解許多檢測人員還不夠透徹，在強度計算過程中存在計算有誤、回彈值修正不符合規范、測強曲線應用錯誤等問題，少數檢測人員甚至存在直接按照回彈儀操作規程完成強度檢測，而未按照技術規程操作的現象。

2)針對以上技術規程的適用條件還不夠清楚，同時檢測過程中存在較大的隨意性，操作過程中未按照技術規程開展。

3)采用HT3000型回彈儀時通常標定一條曲線，因此檢測可靠性和精確度較低。

當前，水利行業的快速發展和質量檢測市場的完善使得校準方法、操作流程等不斷完善。所有檢測機構檢測活動時，必須按照有關標準、規范選取合適的方法和程序。其中，地方、行業和國家標準為檢測機構的實施水利工程檢測的根本依據，若發生變化則應重新給予認證。水利工程質量檢測技術規范應有專人管理，且為現行有效版本并處于可控狀態。檢測機構必須按照相應的技術規范從事所有的檢測項目，對于不存在的檢測依據不得出具檢測報告和開展檢測業務，水利工程質量檢測的重要標準和指南為檢測技術規程。

2 回彈法檢測混凝土質量

混凝土相對于其他建筑材料具有抗壓強度高、施工方便、價格便宜和便于就地取材等優點，在水利、橋梁、道路以及房屋建筑等工程領域得到廣泛的應用。為保證其強度等級和質量水平，采用回彈法和以下流程對混凝土抗壓強度檢測，其詳細步驟為：根據實際情況合理確定回彈測區，充分應用抽芯機取樣，此時要利用檢測抽芯機測定試樣的抗壓強度，由此實現高精度的回彈值計算，并可為混凝土強度修復提供可靠的數據支撐。然而，實際工程中該方法仍存在一些不足，例如在一定程度上破壞原有結構，檢測數據可能與實際情況存在較大偏差，因此方法存在其不適用范圍。

2.1 回彈法的不適用范圍

對于既不允許現場取芯樣又對預留混凝土試塊質量存在質疑的情況，可采取無損檢測法判斷混凝土強度狀況?；貜梼x檢測混凝土質量的工作原理是利用彈擊桿、彈簧及彈擊錘帶動指示針，利用產生的變形帶動指針的變動讀取相應的數據?；炷量箟簭姸鹊脑u判重要依據為檢測的回彈值大小，在混凝土構件或無損檢測結構中的應用最為常見。根據從事混凝土抗壓強度檢測工作經驗和水利工程質量檢測相關規范，提出回彈法檢測混凝土強度的不適用范圍如下：

1)回彈儀檢測混凝土抗壓強度時不適用于其它特殊混凝土，而僅僅適用于組分比較復雜的普通混凝土，其組成材料一般包括外加劑、砂、石及水泥等多種材料，其容重值約為2800kg/m3。

2)回彈法一般不作為高強或水泥安定性不良的混凝土檢測方法。ZCI型高強混凝土回彈儀的率定值為83±2，標準能量為5.5J，混凝土結構或構件的強度檢測范圍為60-80MPa。

3)針對表面、內部質量差異性明顯或存在缺陷的構建不宜選用回彈法，例如受化學物質侵蝕、凍融破壞以及火災等不利因素作用。

4)對于骨料粒徑超過60mm和檢測面曲率半徑低于250mm的部位，不宜選取回彈法檢測其強度等級。另外，混凝土構件采取特種工藝成型時一般也不適用于回彈法檢測。

2.2 回彈法檢測精度提升措施

回彈法檢測強度過程中時仍具有一些不足，例如具體使用過程中數據處理不合理、操作流程不規范、檢測隨意性強等問題，從而使得檢測值偏離強度實際情況。鑒于此，文章結合遼寧省某水庫工程除險加固質量檢測工作經驗，為進一步提升回彈法檢測混凝土抗壓強度精度提出如下措施[10]。

2.2.1 做好儀器狀態標識

為防止儀器誤用和準確表明每臺設備所處的狀態實行標識管理，這也是進一步提升混凝土抗壓檢測精度的重要條件。

1)標識合格。通過合格驗證或校準鑒定確定設備符合要求的程度，對于存在如下的情況應認定為合格同時黏貼綠色的設備合格證：①自檢和計量鑒定合格的儀器設備；②針對無需鑒定的設備，檢驗或校驗能夠滿足使用要求；③針對無法鑒定的設備，經鑒定或對比滿足適用性要求。

2)標識準用。設備功能正常且校驗、鑒定合格設備，若使用受限且具有缺陷則黏貼黃色的準用證。

3)標識停用。經過維修或校準后能夠正常應用的設備，目前無法正常應用應黏貼紅色停用標貼，主要包括如下幾種情況：①設備性能不能確定、損壞或鑒定不滿足要求；②設備不滿足技術規程要求及超過鑒定周期。

2.2.2 規范儀器操作方法

為了從根本上提升回彈法混凝土抗壓強度檢測精度，在應用儀器檢測時應按照同一的正確的操作方法，結合實踐經驗和技術規程確定正確的操作方法如下：

1)混凝土原漿面為儀器檢測作業的基本條件，且在檢測過程中始終保持檢測面與回彈儀軸線垂直。

2)被測區域表面與彈擊頂桿應保持緊密接觸，通過輕壓確保松開按鈕，放松后保持彈擊錘與掛鉤相連。

3)保持混凝土表面與儀器機芯緊密相頂，讀取數據并紀錄。若數據的讀取不變或條件較差，可鎖住機芯移動至其它位置讀取。為了方便下次使用和確保儀器狀態良好，對儀器減壓并伸出彈擊桿。

2.2.3 回彈法檢測精度提升措施

在實際操作過程中可采取如下技術措施進一步提升回彈法檢測混凝土抗壓強度精度，主要包括：注意碳化深度的測試取值以及回彈法檢測的使用范圍；測試動作要規范且應合理選取被檢測區域；混凝土抗壓強度檢測前應率定回彈儀，對于存在異常的現象可配合鉆芯法綜合應用；根據技術規程修正混凝土回彈值，消除測試面因素的影響作用并建立本地區專用的測強曲線。

3 結 論

為了降低安全事故的發生概率，人們將無損檢測技術最早應用于工礦行業的開采活動，隨著科技的發展、技術的進步相繼出現了超聲法、回彈法及超聲回彈綜合法等，并且形成了相應的技術規范。我國工程領域中回彈法測量混凝土強度技術得到了廣泛的應用和深入的研究，針對該項技術的應用研究處于世界前列，這不僅與經濟的發展為回彈法提供了強大的支持相關，而且與科研人員、工程技術人員的長期努力等密切相關。采用回彈值能夠精準的獲取水利工程混凝土強度值，在應用過程中回彈法存在較低的技術難度，使用時操作人員通過簡單的幾步即可完成檢測。然而，實際工程中該方法仍存在一些不足，為進一步提升其檢測精度還要做好儀器狀態標識、規范操作儀器設備等。