某住宅樓框架柱混凝土密實性超聲檢測

2021-11-30 12:21:06賀行銳宿松縣建設工程質量監督站安徽安慶246500

安徽建筑 2021年11期

賀行銳（宿松縣建設工程質量監督站，安徽安慶 246500）

1 引言

混凝土密實性是混凝土耐久性以及抗滲透性能的一個重要指標，節點部位不密實對混凝土結構構件的承載也會造成一定影響。混凝土密實性（包括空洞和不密實等內部缺陷）的無損檢測方法主要有超聲法、沖擊回波法和雷達法三種方法，對于判定存在缺陷的區域，均可采用鉆芯方法進行驗證。

雷達法探測的依據不是材料的密度而是電磁特性。電磁波從混凝土表面向內部發射，接收被側物體反射的信號用圖像顯示并記錄空洞的位置和深度。檢測結果分析主要判斷依據為：密實無缺陷混凝土的雷達信號同相軸水平連續，幅度較弱；不密實混凝土雷達波反射信號強，且同相軸不連續，波形雜亂且較分散；空洞界面的雷達波反射強，形成與空洞形狀類似的圖像。

沖擊回波法檢測混凝土構件不密實度及空洞，主要根據在混凝土表面利用一個短時的機械沖擊，激發低頻沖擊彈性波，沖擊彈性波傳播到結構內部，被缺陷表面或構件底面反射回來。因此，沖擊彈性波在構件表面、內部缺陷表面或底面邊界之間來回反射產生瞬態共振，其共振頻率能在振幅譜（通過快速傅立葉變換，從波形中得出的頻率與對應振幅的關系圖）中辨別出，用于確定內部缺陷的深度。

超聲波檢測結構密實性的基本依據是利用脈沖波在技術條件相同的混凝土中傳播的時間或速度、結構波的振幅和頻率等聲學參數的相對變化來判定混凝土的缺陷。檢測結果分析主要是通過超聲波聲速及波形對混凝土的密實性進行判定，異常聲速值與異常波形通常與混凝土內部質量缺陷存在直接關聯性。具體做法是將測位各測點的波幅、聲速或主頻值由大至小按順序分別排列，將排在后面明顯小的數據視為可疑，統計計算找出異常值，結合異常測點的分布及波形狀況確定混凝土內部存在不密實區和空洞的位置及范圍。

作者以某框架結構住宅樓為例，采用超聲法對框架柱混凝土密實性進行檢測，根據超聲波聲速及波形觀測結果進行密實性判斷，并在聲速值和波形異常部位進行鉆芯驗證檢測，為后續進行加固處理提供可靠依據。

2 工程設計概況

本工程設計為六層框架結構，建筑面積2400㎡，建筑結構安全等級為二級，設計使用年限為50年，抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度，設計地震基本加速度0.10g，設計地震分組第二組，建筑場地類別為Ⅲ類，場地特征周期0.55s，框架抗震等級為三級。基礎采用柱下獨立基礎，持力層位于勘察報告中的（2）層粉質粘土，地基承載力特征值為160kPa，基礎混凝土強度等級為C30。上部結構柱、梁、板混凝土強度等級均為C30。

3 檢測原因及抽樣

由于一層柱混凝土因出現孔洞等缺陷而進行了修補處理，現對修補處混凝土密實性有懷疑，因此需要對該部位混凝土密實性進行檢測。經建設、施工和監理單位三方協商，依據《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2019）及《混凝土結構現場檢測技術標準》（GB/T 50784-2013），隨機抽取五根一層柱，采用超聲法結合鉆芯驗證對修補處混凝土密實性進行檢測。

4 超聲檢測技術相關要求

4.1 檢測一般規定

檢測不密實區及空洞時構件的被測部位應滿足下列要求：被測部位應具有一對（或兩對）相互平行的測試面，測試范圍除應大于有懷疑的區域外，還應有同條件的正常混凝土進行對比，且對比測點數不應少于20。

4.2 聲學參數測量要點

①依據檢測要求和測試操作條件，確定缺陷測試的部位（測位），本次檢測采用對測法，測點布置兼顧懷疑區域和正常區域。在測試部位兩對相互平行的測試面上，分別畫出等間距的網格（工業與民用建筑網格間距一般為100mm～300mm），并編號確定對應的測點位置。

②測位混凝土表面清潔、平整，必要時可用砂輪磨平。

③密實度檢測采用厚度振動式換能器。頻率、反射電壓一般先取中值，測正常位置的首波波幅后調整確定，在滿足首波幅度測讀精度的條件下，優先選用較高頻率的換能器。對測時用鋼卷尺測量T、R換能器輻射面之間的距離。

④換能器應通過耦合劑與混凝土測試表面保持緊密結合，耦合層不得夾雜泥砂或空氣。

⑤檢測時應避免超聲傳播路徑與附近鋼筋軸線平行，如無法避免，應使兩個換能器連線與該鋼筋的最短距離不小于超聲測距的1/6。

⑥檢測中出現可疑數據時應及時查找原因，必要時進行復測校核或加密測點補測。

5 檢測結果分析

隨機抽取5根柱，依據《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》（CECS21：2000），使用非金屬超聲波對其修補處混凝土密實性進行檢測，采用150㎜×150㎜網格布置測點（測區布置詳見1～6圖），使用對測法對混凝土密實性進行檢測，根據構件測得各聲通路對應的聲速值及波形，并結合鉆取的芯樣進行分析，對被測部位混凝土密實性進行判斷，具體結果見表1、表2所示。