某橋混凝土澆筑密實度研究與分析

（河南省交通科學技術研究院有限公司，河南 鄭州 450006）

1 工程概況

某橋設計荷載等級：公路—Ⅱ級；地震峰值加速度為0.05g，對應地震基本烈度Ⅵ度。橋面總寬度為0.5 m（護欄）+3.5 m（行車道）+0.5 m（護欄）。上部結構型式為30+40+30m 預應力混凝土箱梁，箱梁為現澆預應力結構連續，單箱單室；箱梁混凝土設計強度：C50。橋梁下部結構橋臺采用墩柱式橋臺，鉆孔灌注樁基礎，橋墩采用柱式墩、承臺接鉆孔灌注樁基礎。橋梁預制完成后發現梁體腹板線性較差，有脹?，F象、且局部麻面，需進一步了解混凝土澆筑質量，通過雷達對其密實性進行檢測。

2 檢測原理

雷達是利用高頻電磁脈沖波的反射來探測介質層位或目的體，它通過發射天線向需要探測的目的介質發射高頻寬帶短脈沖電磁波，此電磁波經過不同介質層位或目的體反射后返回，為接收天線所接收。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態的變化而變化。因此，根據接收到波的旅行時間、幅度與波形等資料，可探測介質的結構、構造及目標體的埋藏深度等。

3 檢測儀器與方法

根據橋梁結構外觀狀況及檢測部位，采用兩種方法進行檢測：

（1）對外觀較好的箱梁腹板中線以上的部分采用剖面法進行檢測，檢測儀器采用美國地球物理測量系統（GSSI） 公司的TerraSIRch SIR-3000 探地雷達系統（見圖3-1），配置頻率為1.5GHz 和900MHz 的高頻地面耦合天線，本項目選擇1.5GHz。該探地雷達在標定有效期內，各項參數滿足相關規程要求。側線布置在距腹板與翼緣交接處向下分別20cm 和40cm 處兩道。

圖3-1 TerraSIRch SIR-3000 探地雷達主機和配套1.5GHz、900MHz 天線

（2）對表面較差腹板中線以下的部分采用較精確的空間掃描法進行檢測，檢測儀器采用德國喜利得（hilti）公司生產的Ps1000 混凝土探測儀（如圖3-2），該儀器能精確測試以60cm×60cm 或者120cm×120cm 為一幅圖（本項目采用60cm×60cm 大小圖幅），深30cm 范圍內混凝土內鋼筋分布、預應力分布、保護層厚度、金屬非金屬構件位置以及混凝土澆筑密實度、空洞等缺陷，并可三維顯示，圖像直觀，若多幅圖相連能大面積反映混凝土密實度、空洞等澆筑質量問題，但此法檢測時間較長。

圖3-2 hilti ps1000 混凝土探測儀（透視儀）

4 試驗結果與分析

方法（1）和方法（2）數據處理分別采用專用配套后處理軟件RADAN和PROFIS PS 1000。處理流程相似，基本為現場檢測數據經導出后，先后經水平刻度調整，疊加、抽道、加密，地面反射波信號位置確定，信號延時信息調整，設置和修改介電常數，信號振幅增益調整，水平相關分析，消除雪花噪音干擾，水平疊加，背景去除，濾波等處理，最后輸出成圖。

軟件RADAN 成果解釋采用界面追蹤的解釋方法，在色譜圖和波列圖中判斷混凝土層的回波信號，根據回波相位追蹤同相軸即反射界面，判斷混凝土層厚度及缺陷。PROFIS PS 1000 成果解釋采用標準方法輸出2D 和3D 圖形，直接判斷混凝土密實度、空洞等澆筑質量缺陷位置及大小。

4.1 剖面法

根據抽檢位置混凝土表面狀況及雷達色譜圖，圖4-1 為箱梁左腹板6.5m處，圖4-2 為箱梁左腹板4.0m 處，圖4-3 為箱梁右腹板2.7m 處等幾個位置進行驗證后，得出如下結論：梁體腹板測線布置靠近翼緣附近，該處混凝土表觀質量較好，鋼筋保護層基本在5cm 附近，局部脹模位置接近10cm。雷達成果圖中，沒有發現明顯的異常體回波反射信號，未發現混凝土內部有明顯較大的空洞，推斷混凝土澆筑的完整性和密實性基本較好。

圖4-1 箱梁左腹板6.5m 處雷達色譜圖

圖4-2 箱梁左腹板4.0m 處雷達色譜圖

圖4-3 箱梁右腹板2.7m 處雷達色譜圖

4.2 空間法

根據抽檢位置混凝土表面狀況及雷達2D、3D 標準圖分析結果，得出如下結論：梁體腹板測點布置距底板較近，該處混凝土表觀質量較靠近翼緣板位置差，均勻性較差，局部有明顯蜂窩、麻面現象。雷達成果圖中，圖4-4為左腹板6.5m 位置混凝土內深200mm 附近有不規則的空洞，大小約5～15mm。由于檢測成果的準確性會受到現場工作條件、介電常數率定誤差等因素的影響，造成檢測結果存在不同程度的誤差，建議結合設計、施工、監理等技術資料和采用其他方法對檢測結果進行驗證。

圖4-4 箱梁左腹板6.5m 處雷達標準圖（3D、2D）

5 結論

綜合以上兩種檢測結果看，該橋箱梁腹板混凝土靠近頂板附近澆筑質量相對較好，基本無明顯缺陷；靠近底板位置混凝土均勻性較差，部分混凝土內部有5～15mm 的氣泡、空洞等明顯缺陷，密實性較差；有的混凝土內部有氣泡等輕微缺陷；有的混凝土質量無明顯缺陷，密實性較好。