水工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)方法分析

鄭軍輝 惠州市大禹工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司

1 前言

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水工建筑工程項(xiàng)目的數(shù)量和施工范圍也在不斷擴(kuò)大，為從根本上提升其質(zhì)量水平，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)單元予以統(tǒng)一分析，積極打造可控化管理平臺(tái)，從而提高水工混凝土項(xiàng)目的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 水工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)概述

2.1 基本要求

在水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和腐蝕檢測(cè)評(píng)估工作存在一定的差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是結(jié)合供貨才能項(xiàng)目的應(yīng)用要求完成就結(jié)構(gòu)形式、斷面模式以及設(shè)計(jì)參數(shù)取值等工作。而對(duì)應(yīng)的腐蝕檢測(cè)評(píng)估工作則是要基于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析環(huán)節(jié)，以便于能更好地掌控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范要求開(kāi)展相關(guān)工作，更好地保證工程項(xiàng)目施工質(zhì)量水平。

在結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)分析過(guò)程中，要將水工建筑結(jié)構(gòu)性能鑒定和評(píng)估作為關(guān)鍵，獲取較為可靠、有效且具有實(shí)際實(shí)用價(jià)值的信息作為最終的依據(jù)。基于此，檢測(cè)單位要指派具備相關(guān)資質(zhì)且專業(yè)性的人員開(kāi)展規(guī)范化工作，具體檢測(cè)分析流程也要滿足健全的計(jì)量認(rèn)證體系和質(zhì)量管理體系。例如，在實(shí)際檢測(cè)分析工作中，要持有專業(yè)資質(zhì)證書的檢測(cè)人員開(kāi)展具體工作，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)分析環(huán)節(jié)要匹配2名以上人員落實(shí)相關(guān)作業(yè)，尤其是水下潛水檢測(cè)人員要具備年度健康體檢證明和潛水員資格證書[1]。

2.2 基本流程

為了保證水工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)工作順利展開(kāi)，要充分結(jié)合檢測(cè)分析的實(shí)際要求和規(guī)范，踐行統(tǒng)籌管理的具體內(nèi)容，從而更好地提升檢測(cè)質(zhì)量效果。

第一，管理單位要依據(jù)工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)腐蝕的實(shí)際情況，提出腐蝕檢測(cè)以及評(píng)估的立項(xiàng)申請(qǐng)，要求對(duì)水工建筑開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)分析。

第二，待相關(guān)立項(xiàng)項(xiàng)目獲批后，需委托當(dāng)?shù)氐膶I(yè)檢測(cè)和評(píng)估單位開(kāi)展相關(guān)測(cè)評(píng)工作，利用實(shí)地調(diào)研分析的處理方式，有效完成損傷程度、幅值現(xiàn)狀以及現(xiàn)場(chǎng)工作條件的綜合審定，并著重落實(shí)全過(guò)程檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，以便能更好地提升水工結(jié)構(gòu)損傷程度和賦值現(xiàn)狀，真正意義上借助科學(xué)檢測(cè)機(jī)制和專業(yè)儀器檢測(cè)流程落實(shí)相關(guān)工作。

第三，借助維修加固設(shè)計(jì)方案評(píng)審工作和專家鑒定會(huì)審環(huán)節(jié)，提升管控效能，從經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)可行性等分析角度，評(píng)定檢測(cè)單位的維修加固方案。

3 水工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕檢測(cè)方案

在水工混凝土結(jié)構(gòu)綜合分析工作中，要依據(jù)檢測(cè)參數(shù)的具體評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展具體作業(yè)，維持良好的工程項(xiàng)目質(zhì)量效果，在延長(zhǎng)其使用壽命的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.1 檢測(cè)參數(shù)的具體標(biāo)準(zhǔn)

隨著混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)模式的不斷發(fā)展，全球范圍內(nèi)的建筑工程都將建筑結(jié)構(gòu)耐久性特性作為重要的建筑質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，相繼推出《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)建議》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)指南》等相關(guān)指導(dǎo)性文件。

我國(guó)交通運(yùn)輸部和中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)、工作工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)也頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)定結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)文件，適用于一般的房屋結(jié)構(gòu)、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)以及橋梁結(jié)構(gòu)等，并且還能對(duì)氯鹽侵蝕、碳化造成的凍融損傷、鋼筋銹蝕等耐久性評(píng)定項(xiàng)目予以系統(tǒng)化評(píng)估。

3.2 基礎(chǔ)檢測(cè)

為了保證水工混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)分析工作的全面展開(kāi)，要整合具體的檢測(cè)分析機(jī)制，有效提升統(tǒng)籌評(píng)估和管理的效果，基于混凝土結(jié)構(gòu)使用功能以及外觀質(zhì)量完成具體分析，以確保能最大程度上維持檢測(cè)分析的合理性和規(guī)范性。而對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)檢測(cè)主要是外觀檢測(cè)分析，對(duì)可能影響水工建筑安全使用效能的裂縫問(wèn)題、麻面問(wèn)題、蜂窩問(wèn)題、露筋問(wèn)題等外在形式缺陷展開(kāi)精細(xì)化檢測(cè)分析，借助普查分析檢測(cè)的方式，最大程度上提高現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的質(zhì)量水平。

第一，外觀缺陷檢測(cè)。主要是對(duì)結(jié)構(gòu)可能存在的疏松問(wèn)題、麻面問(wèn)題、蜂窩問(wèn)題以及露筋問(wèn)題等進(jìn)行測(cè)定[2]。

第二，對(duì)裂縫問(wèn)題展開(kāi)精細(xì)化測(cè)定和分析評(píng)估，著重對(duì)裂縫的寬度、數(shù)量、長(zhǎng)度、走向以及部位予以調(diào)研，有效落實(shí)相關(guān)檢測(cè)分析規(guī)范，最大程度上保證檢測(cè)質(zhì)量。

第三，測(cè)定裂縫的損傷程度，包括沖蝕現(xiàn)象、侵蝕現(xiàn)象、脫落現(xiàn)象以及凍融現(xiàn)象等。

第四，評(píng)估滲漏情況，以面、線、點(diǎn)的滲漏分析方式落實(shí)具體工作。

第五，統(tǒng)一評(píng)估伸縮縫的變形情況以及工作狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)整體、基礎(chǔ)變形、位移形態(tài)等都能得到有效的管理，結(jié)合調(diào)查外觀缺陷的方式，有效完成現(xiàn)場(chǎng)缺陷分布圖的繪制工作，為后續(xù)處理策略的優(yōu)化提供保障。

3.3 調(diào)查檢測(cè)

第一，全面匯總現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的調(diào)研分析數(shù)據(jù)，并結(jié)合調(diào)查結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀評(píng)估工程周邊環(huán)境、場(chǎng)地特征情況，有效完成工程驗(yàn)收記錄，更好地了解工程項(xiàng)目施工的初始狀態(tài)[3]。

第二，檢測(cè)分析部門要著重研究施工圖紙和相關(guān)施工資料，落實(shí)規(guī)范化查閱環(huán)節(jié)，統(tǒng)一了解地基情況和地質(zhì)勘察報(bào)告的匹配水平，以便完成設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)布置合理性的評(píng)估。與此同時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況驗(yàn)收計(jì)算準(zhǔn)確性。

第三，進(jìn)一步調(diào)查水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)的適用性、使用情況等。比如，水工建筑作業(yè)環(huán)境中水流是否存在穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，并且綜合評(píng)估使用環(huán)境是否會(huì)出現(xiàn)變化、使用過(guò)程是否存在超載等問(wèn)題。最關(guān)鍵的是，要對(duì)水工建筑工程的隱蔽工程、薄弱部位等開(kāi)展精細(xì)化校對(duì)分析，著重完成缺陷成因的分析。

第四，匯總水工建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的具體資料，并結(jié)合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制內(nèi)容開(kāi)展具體工作，統(tǒng)一調(diào)研技術(shù)管理內(nèi)容、施工設(shè)計(jì)內(nèi)容等，以提升測(cè)評(píng)管理的基本水平。比如，設(shè)計(jì)資料匯總管理中，要對(duì)工程設(shè)計(jì)圖紙、施工文件、初步設(shè)計(jì)資料、可行性研究報(bào)告以及水工模型試驗(yàn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展開(kāi)調(diào)研[4]。施工資料主要涉及澆筑情況、養(yǎng)護(hù)情況、設(shè)計(jì)配合比、混凝土原材料應(yīng)用情況等。

第五，在完成資料分析后要匯總相關(guān)內(nèi)容（如圖1所示），將其作為統(tǒng)一檢測(cè)評(píng)估分析的基本依據(jù)，從而指導(dǎo)后續(xù)的管理控制方案，為水工混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量綜合管理工作的全面進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

圖1 匯總內(nèi)容

第六，匯總技術(shù)管理資料，主要包括歷次安全鑒定分析報(bào)告和歷年定期檢查報(bào)告，依據(jù)運(yùn)行管理規(guī)章制度和運(yùn)行記錄資料能更好地了解工程項(xiàng)目的具體情況，并匯總水位、溫度、應(yīng)力以及滲流等基礎(chǔ)水工結(jié)構(gòu)資料[5]。

第七，進(jìn)行工程資料的實(shí)時(shí)性比較管理和分析控制，確保地基實(shí)際情況和地質(zhì)勘察分析報(bào)告復(fù)核環(huán)節(jié)順利展開(kāi)，從而最大程度上提高設(shè)計(jì)荷載管理的基本水平，并全面開(kāi)展分析水工結(jié)構(gòu)運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)的管控。除此之外，也要對(duì)構(gòu)造措施、設(shè)計(jì)參數(shù)取值、計(jì)算參數(shù)等項(xiàng)目的準(zhǔn)確性展開(kāi)精細(xì)化校對(duì)和分析[6]。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)性檢測(cè)

3.4.1 抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

主要是借助鉆芯法、超聲分析法、回彈法等方式完成抗壓強(qiáng)度的實(shí)時(shí)性分析和評(píng)估，為了最大程度上減少對(duì)工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，優(yōu)選無(wú)損檢測(cè)機(jī)制。

針對(duì)粗骨料最大粒徑參數(shù)、混凝土齡期參數(shù)、抗壓強(qiáng)度等都要予以檢測(cè)分析，了解是否處于超出技術(shù)規(guī)程允許范圍的情況，針對(duì)具有代表性的混凝土層級(jí)結(jié)構(gòu)要予以復(fù)核，首選鉆芯復(fù)核分析。

3.4.2 裂縫深度檢測(cè)

一般是選取超聲波對(duì)斜分析法和平測(cè)分析法完成相關(guān)分析工作，對(duì)斜測(cè)分析法更加適用于50mm以上的裂縫，若是裂縫深度不足50mm，則借助平測(cè)法完成測(cè)試分析工作即可。并且，針對(duì)可鉆孔對(duì)測(cè)和有條件兩面對(duì)測(cè)的水工建筑結(jié)構(gòu)更適用于對(duì)斜測(cè)處理機(jī)制，能有效完成裂縫發(fā)展情況的定期觀察和評(píng)估，從而更好地預(yù)測(cè)裂縫情況，著重落實(shí)相應(yīng)的處理機(jī)制，為統(tǒng)一管理工作的落實(shí)提供保障[7]。

3.4.3 內(nèi)部缺陷檢測(cè)

一般是借助彈性波CT分析法、沖擊回波法、探地雷達(dá)分析法等無(wú)損檢測(cè)機(jī)制開(kāi)展相關(guān)工作。以彈性波CT法為例，借助物理力學(xué)參數(shù)和檢測(cè)對(duì)象彈性波波速之間相關(guān)性的分析，就能在無(wú)損狀態(tài)下開(kāi)展具體分析，全面匯總剖面檢測(cè)的彈性波速以及以圖像為形態(tài)的內(nèi)部特征，有效提升內(nèi)部缺陷評(píng)估管理水平。

另外，地基處理、混凝土堤壩處理、構(gòu)件隱患探測(cè)分析、工程地基勘探分析等方面也能應(yīng)用彈性波CT分析法，更好地評(píng)估水工建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平以及加固效果。

借助反演成像彈性波CT圖像應(yīng)用過(guò)程中，要對(duì)同一個(gè)試件進(jìn)行4個(gè)方向聲波測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)多角度透視管理，在射線足夠密集的條件下就能提升CT圖像的分辨率[8]。

4 水工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕評(píng)價(jià)方法

4.1 環(huán)境評(píng)估

在建成運(yùn)營(yíng)、建設(shè)施工以及規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，可能會(huì)存在大量無(wú)法避免的環(huán)境影響因素造成水工建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)環(huán)境腐蝕等情況，這必然會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用年限產(chǎn)生影響。水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)腐蝕評(píng)估工作要結(jié)合永久水工建筑的耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范落實(shí)具體執(zhí)行作業(yè)，確保水工混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。

4.2 質(zhì)量評(píng)估

第一，綜合評(píng)估外觀質(zhì)量。主要是借鑒單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、構(gòu)筑物滲漏缺陷檢測(cè)報(bào)告等，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分類內(nèi)容完成基礎(chǔ)質(zhì)量評(píng)價(jià)。

第二，對(duì)混凝土強(qiáng)度和碳化情況進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。按照環(huán)境和結(jié)構(gòu)受力確定混凝土強(qiáng)度，并結(jié)合抗沖磨防空蝕技術(shù)規(guī)范以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等予以評(píng)定，將缺陷檢測(cè)、評(píng)估技術(shù)規(guī)程作為判定混凝土抗碳化性能的基本依據(jù)[9]。

第三，評(píng)定保護(hù)層厚度、鋼筋銹蝕情況。結(jié)合水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范開(kāi)展保護(hù)層厚度和允許偏差的判定，著重完成混凝土表面開(kāi)裂情況以及鋼筋外露情況的評(píng)估，以確定內(nèi)部鋼筋銹蝕程度等級(jí)。

第四，評(píng)估抗水、抗氯離子滲透性。實(shí)體化的混凝土抗?jié)B等級(jí)評(píng)定分析環(huán)節(jié)要綜合水質(zhì)因素、水頭因素、滲水危害程度等基礎(chǔ)參數(shù)，以確保相關(guān)分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確信和規(guī)范性。結(jié)合水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范完成綜合評(píng)估后，就能全面了解水工建筑結(jié)構(gòu)中相應(yīng)混凝土組成部分的基本情況，更好地滿足施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求。

4.3 使用評(píng)估

利用生物使用壽命評(píng)估方法完成測(cè)試分析，借助數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)分析模式就能搭建以材料為核心的裂化模型，以便預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的使用壽命，但是這種方式存在一定的局限性，受到環(huán)境機(jī)理不確定性、復(fù)雜性特點(diǎn)的影響，無(wú)法更好地維持模型參數(shù)的基本水平。所以，要結(jié)合水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展相關(guān)工作，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定評(píng)估指標(biāo)，從而針對(duì)具體工作開(kāi)展相關(guān)評(píng)估，以此提升水工混凝土結(jié)構(gòu)分析的實(shí)效性，也為檢測(cè)質(zhì)量評(píng)估工作順利展開(kāi)提供保障[10]。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，水工建筑混凝土檢測(cè)分析工作具有重要的研究?jī)r(jià)值，是維持水工建筑綜合質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，要充分結(jié)合環(huán)境因素和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)檢測(cè)分析環(huán)節(jié)，提升檢測(cè)的及時(shí)性和規(guī)范性，避免設(shè)計(jì)抗力不足、荷載不利變化等問(wèn)題影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和安全性，為水工建筑可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。