常州市西市河泵站工程建筑物安全檢測分析

王 強，荀 俊，王 敏

(常州市城市防洪工程管理處，江蘇 常州 213000)

0 引 言

泵站是一種極為常見的水工建筑物，在長期使用過程中，泵站難免出現(xiàn)不同程度的破損，破損后的泵站其效益在一定程度上受到了限制，同時，也存在破壞的風(fēng)險，將會下游城鎮(zhèn)、居民的安全產(chǎn)生一定威脅。針對這一部分泵站，完成安全檢測分析是十分重要的，準(zhǔn)確劃分泵站安全等級，可為泵站除險加固工程提供依據(jù)[1]。目前，泵站安全檢測涉及到混凝土強度、碳化深度、保護(hù)層厚度、結(jié)構(gòu)破損等多個方面。結(jié)合常州西市河泵站，對泵站安全檢測進(jìn)行分析。

1 工程概況

西市河泵站建成于1992年6月，位于常州市鐘樓區(qū)西市河上，西市河河道起止位置為從大運河至關(guān)河，全長為712.6m，河面最窄處僅為7.0m，最寬處為15.1m，水面積為16523.8m2。西市河泵站工程結(jié)構(gòu)型式為閘站結(jié)合結(jié)構(gòu)，設(shè)計流量6m3/s。包括兩臺水泵機組，泵室凈寬均為3.5m，泵站主機泵為32ZLB-125軸流泵，共2臺，單機流量為3m3/s，每臺配套功率為95kW；一座節(jié)制閘，節(jié)制閘為開敞式結(jié)構(gòu)，單孔凈寬6m，閘門為直升式鋼閘門，配備液壓式啟閉機一臺。泵站底板頂面高程▽0.9m，電機層高程▽6.1m；節(jié)制閘底板頂面高程▽1.6m，閘墩頂高程▽6.1m。該工程多年來與鎖橋河泵站共同作用，充分發(fā)揮了防洪、排澇、調(diào)蓄和水環(huán)境改善等多項工程效益。

2 現(xiàn)場安全檢測

2.1 混凝土強度檢測

2.1.1 回彈法強度檢測

1)基本理論：

剔除現(xiàn)場測得的回彈值中的3個最大、最小值后，按下式計算：

(1)

式中：Rm為測區(qū)平均回彈值；Ri為第i個測點的回彈值。

當(dāng)無法從混凝土試件側(cè)面測試時需對回彈值進(jìn)行修正，首先將計算平均回彈值Rma，按下式進(jìn)行修正：

Rm=Rmα+△Rα

(2)

式中：Rmα實測平均回彈值；△Rα為不同測角α的修正值。

當(dāng)回彈儀水平方向測試混凝土澆筑表面或底面時，應(yīng)按下式修正。

(3)

回彈值測量完畢后，應(yīng)測量碳化深度值，取平均值作為測區(qū)的碳化深度值。極差>2.0mm時，應(yīng)測量每個測區(qū)的碳化深度值。

構(gòu)件混凝土強度推定值計算方法如下：

a)當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)少于10h：

fcu,e=fcu,minc

(4)

b)當(dāng)測區(qū)強度值中有<10.0MPa時：fcu,e<10.0MPa。

c)當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個或按批量檢測時，應(yīng)按下列公式計算：

(5)

d)當(dāng)混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差以下情況時，則應(yīng)按單個構(gòu)件檢測：

當(dāng)混凝土強度平均值<25MPa時：sfcuc>4.5MPa；

當(dāng)混凝土強度平均值≥25MPa時：sfcuc>5.5MPa。

2)檢測方法：

每構(gòu)件布置10個測區(qū)，一個測區(qū)設(shè)置16個回彈點。測試過程中應(yīng)當(dāng)保持回彈儀與測試面垂直。測點宜均勻分布，測點間距一般≥20mm。

3)檢測結(jié)果：

由回彈檢測值，混凝土強度的推定值見表1。

表1 混凝土強度回彈檢測法成果表

2.1.2 鉆芯法混凝土強度檢測

1)基本理論：

芯樣試件的強度換算公式如下：

(6)

式中：fcuc強度換算值，MPa，；F為抗壓試驗最大壓力，N；d為試塊平均直徑，mm。

2)檢測方法：

3)檢測結(jié)果：

鉆芯取樣法檢測混凝土抗壓強度成果分別見表2。

表2 西市河泵站混凝土鉆芯法強度檢測成果表

2.1.3 混凝土強度

綜合各種檢測手段測定的混凝土強度，各構(gòu)件混凝土強度推薦值見表3。

表3 西市河泵站混凝土強度檢測成果表

由表3可知：采用回彈法、鉆芯法測得西市河泵站墩墻、排架、電機梁、泵房后墻混凝土強度滿足原設(shè)計要求，滿足《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(SL191—2008)有關(guān)混凝土最低強度等級要求。

2.2 碳化深度檢測

2.2.1 檢測方法

采用電鉆垂直鉆進(jìn)孔徑約15mm的鉆孔，除去鉆孔中的雜物，然后使用濃度為1%的酚酞酒精溶液均勻地噴灑在孔洞內(nèi)壁，再用深度測量器具測量深度，應(yīng)多次測量取平均值，該距離即為該測區(qū)的碳化深度值，每次讀數(shù)精確至0.5mm。

2.2.2 檢測結(jié)果

碳化深度檢測結(jié)果見表4。

表4 混凝土構(gòu)件碳化深度檢測值 mm

從表4可以看出：西市河泵站墩墻的混凝土碳化深度分布均勻，其值在4.5-12.5mm之間；排架混凝土碳化深度分布不均勻，其值在11.0-22.0mm之間，其中3號孔左排架最大碳化深度為22.0mm；電機梁混凝土碳化深度分布均勻，其值在4.0-13.0mm之間；泵房后墻混凝土碳化深度分布均勻，其值在10.0-15.0mm之間。

2.3 混凝土保護(hù)層厚度檢測

對每個構(gòu)件，選擇五個點，測定混凝土保護(hù)層厚度。檢測結(jié)果見表5。

表5 西市河泵站混凝土保護(hù)層檢測結(jié)果 mm

2.4 結(jié)構(gòu)病害檢測

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)病害的檢測主要從表面特征、鋼筋是否銹蝕等方面來綜合判斷。西市河泵站結(jié)構(gòu)病害檢測結(jié)果如下：

1)左閘墩與下游岸墻接縫處混凝土剝落。

2)右閘墩下游側(cè)露筋1處。

3)左排架活動門槽處箍筋露筋嚴(yán)重。

4)左排架中部混凝土脹裂1處。

5)1號泵下游側(cè)電機梁箍筋露筋。

6)啟閉機梁底部露筋多處。

7)上游左側(cè)漿砌塊石岸墻接縫處塊石脫落。

8)上游右側(cè)漿砌塊石岸墻接縫處止水填料脫落。

9)上游側(cè)工作便橋底部露筋。

10)下游側(cè)工作便橋底部露筋。

3 結(jié) 論

1)西市河泵站混凝土強度在26.30-35.14MPa之間，各區(qū)域混凝土強度均滿足原設(shè)計和相關(guān)規(guī)范要求，混凝土評價標(biāo)度為A。

2)西市河泵站墩墻、電機梁、后墻的混凝土碳化深度分布均勻，其值分別在4.5-12.5mm、4.0-13.0mm、10.0-15.0mm之間，碳化深度評定標(biāo)度為A；排架混凝土碳化深度分布不均勻，其值在11.0-22.0mm之間，碳化深度評定標(biāo)度為B。

3)除電機梁實測混凝土保護(hù)層厚度均大于最大碳化深度但小于設(shè)計值，對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有較大影響外，其他部分混凝土保護(hù)層厚度滿足要求。