公路工程混凝土強度檢測分析

喬從偉

（河北瑞志交通技術咨詢有限公司，河北 石家莊 050000）

混凝土在當前公路工程的建設施工中十分常用，而對于一些隱蔽工程的混凝土強度和質量，采用常規方法一般難以操作，無法得出真實準確的結果。這就需要用到一些先進的檢測技術。以下就當前常用的聲波透射法，對其在公路工程建設中的混凝土強度檢測應用進行分析，旨在為更多公路工程能夠正確使用該方法，并發揮出理想的效果提供參考。

1 檢測方法——聲波透射法

以彈性動力學相關理論為依據，固體介質當中，聲波傳播速度可采用以下公式計算得出：

式（1）、（2）中，VP表示縱波波速；VS表示橫波波速；E表示彈性模量；μ表示泊松比；ρ表示密度。

利用該方法對混凝土質量進行檢測，其原理為混凝土強度和超聲波的波速之間存在一定相關性。通常而言，當混凝土密實度較高時，其強度大，波速高；相反，當混凝土密實度較低時，其強度小，波速低。因可能對混凝土中波速造成影響的因素有很多，所以不同工程所用混凝土，其縱波波速基本沒有可比性。因此，根據縱波波速來評估混凝土強度是存在一定局限性的[1]。

2 測試技術

2.1 換能器與聲測管布置

在測試開始前，先在測點部位進行換能器的布置，在待測混凝土的實際強度齡期達到不少于7d后才能開始檢測。完成布置后，在檢測管中進行注水，檢查換能器能否在檢測管當中提升與下降。

2.2 測試要求

為了使最終的檢測質量達到要求，每個檢測組都應分別實施檢測；在現場對檢測得到的數據結果實施初步分析，如果發現有異常段落的存在，則需要驗證是否為數據出錯，方法為對異常區段實施斜測。按照200cm的間隔距離對換能器的高度差進行校正，將相對高差嚴格控制在2cm以內，若高差超過2cm，則應重新進行檢測；每次完成一組檢測，都要隨機抽取一定數量的測點實施復測，確定相對標準差能否達到相關規程的要求[2]。

采集到聲波信號后，先在現場進行初步分析，并在異常讀取區進行必要的加密測量。在抽樣檢測過程中，應滿足所有規范要求，保證檢測效果達到良好，真實反映出混凝土質量狀況。當在室內進行資料的整理時，需使用與儀器相配套的專門軟件，根據聲波在不同介質當中具有的動力學及運動學等特征，采用綜合分析的方法，確定透射波各項特征，如振幅和頻率等，再與工程實際情況之間充分結合，由此確定混凝土完整性等指標能否達到要求[3]。

換能器要以完全一致的標高進行同步升降，若存在允許的高差，則高差應保持固定，且將測點之間的距離嚴格控制在250mm以內。另外，還應適當進行測點的加密，在條件允許的情況下，亦可通過斜測實現復測，為混凝土缺陷具體位置的確定提供參考。

3 技術應用

以公路工程的基樁混凝土檢測為例進行分析?；鶚顿|量和成樁工藝之間有著十分密切的聯系，常見的基樁質量問題包括斷樁、縮徑或擴徑、強度低和離析。以下針對通過檢測找出的缺陷問題，分析以上檢測方法的具體應用，同時對缺陷問題的產生原因進行分析。

3.1 斷樁檢測

采用以上方法進行檢測后發現樁頂下部14m的位置存在波形異常，結合波形結果，通過綜合分析確定其屬于斷樁缺陷。為驗證檢測結果是否準確，采用鉆芯取樣的方法進行驗證。根據芯樣可知，樁頂下部14m處混凝土松散，未能達到膠結。經鉆芯取樣可知，采用以上檢測方法得出的結果是準確的。導致斷樁缺陷產生的原因為：施工中由于導管提升速度過快，導致導管的實際埋深不足，或所用導管的接頭處未能達到要求的水密性，導管中的混凝土從其底部流出以后，攜帶混凝土層表面的雜物，或接頭處產生滲漏，導致基樁混凝土未能達到均勻，引起離析或者是夾泥的問題，進而發展成斷樁缺陷。

3.2 樁頭強度較低

在對某公路基樁實施混凝土檢測時，基樁頂部以下2m的位置存在異常波形，通過進一步地分析，將此處異常判斷為混凝土強度不足。為保證檢測結果的準確性，同樣采用鉆芯取樣的方法加以驗證。通過鉆芯取樣可知，樁頂下部2m處的混凝土已經無法將見到粗骨料，對此，施工單位應從樁頂開始向下鑿除2.5m，然后才能對上部予以正常的施工。導致樁頭強度較低的原因為：首先，未能將樁頭處的浮漿徹底清理；其次，施工單位在對樁頭處的浮漿進行清除的過程中，損壞了一部分樁頭。其中，前者主要是因為施工單位對樁頭處的浮漿進行清理時大多是按照樁頂的高程進行控制，都由于施工中樁頂超灌不足，或所用混凝土的水灰比太大，或灌注過程中多次抽動導管，使浮漿的厚度明顯增大，導致對浮漿的清理不徹底。對此，為防止此類缺陷的發生，施工中務必將樁頭鑿除至露出新鮮的混凝土，只有這樣才能開始上部施工。

3.3 蜂窩與混凝土離析

在對某公路基樁實施混凝土檢測時，基樁頂部以下18m的位置存在波形異常，通過進一步地分析，將此處異常判斷為混凝土離析。為保證檢測結果的準確性，同樣采用鉆芯取樣的方法加以驗證。通過鉆芯取樣可知，樁頂下部18m處的混凝土已經產生離析。導致基樁混凝土離析的原因為：施工中對導管進行提升時，間歇的時間過長，即導管的埋置深度過大，灌注的混凝土發生水化反應，放出大量的水化熱，或灌注所用混凝土缺乏良好的和易性，或施工中突然降雨導致導管中進入雨水。

3.4 樁底未能與基巖接觸

在對某公路基樁實施混凝土檢測時，基樁的底部存在波形異常，通過進一步的分析，將此處異常判斷為混凝土離析。為保證檢測結果的準確性，同樣采用鉆芯取樣的方法加以驗證。通過鉆芯取樣可知，樁底處的混凝土發生離析。導致該缺陷產生的原因包括：在對支承樁進行造孔的過程中，未能與基巖相接觸，或在混凝土灌注之前沒有徹底地清孔，樁孔底部沉渣厚度過大，導致樁底無法形成足夠的支承力，進而對基樁承載力造成很大的影響。

因可能對基樁混凝土質量造成影響的因素有很多，所以在實際的檢測工作當中，需要以基樁自身承載特點為依據，并結合基樁的具體類型與現場實際情況，做到具體問題具體分析。另外，在通過檢測確定了基樁混凝土缺陷類型、特點與產生原因之后，方可在實際工作當中結合檢測反應結果，確定具體的質量缺陷與問題，進而采取行之有效的處理措施。

4 結語

通過以上分析可知，借助聲波透射法實時檢測公路基樁混凝土的質量與完整性是合理可行的，結果準確，可以為質量評價提供可靠的參考依據。另外，因該方法操作容易，且基本不會受到現場各類因素的限制與影響，所以可逐步取代傳統的測試方法，如低應變測試等，對公路工程檢測而言具有重要作用和意義。