祁 超
(濱州市路達(dá)置業(yè)有限責(zé)任公司,山東 濱州 256500)
公路混凝土公路中,鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度對(duì)防止鋼筋銹蝕、保證結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性具有重要作用。在公路建設(shè)中,不論是施工過(guò)程中的檢查還是已完工公路實(shí)體檢測(cè)階段,鋼筋保護(hù)層厚度都是工程質(zhì)量檢驗(yàn)中經(jīng)常開(kāi)展的項(xiàng)目;既有混凝土公路結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)評(píng)價(jià)時(shí),鋼筋保護(hù)層厚度也是評(píng)估公路技術(shù)狀況和耐久性的重要因素之一。
鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)功能因各種因素影響,往往使得混凝土建筑體的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)低于原有的設(shè)計(jì)壽命,其中又以保護(hù)層厚度偏差引起的病害為最常見(jiàn)的影響因素。結(jié)構(gòu)安全性的影響因素除了其本身抗壓和抗?jié)B強(qiáng)度要求外,鋼筋的合理布置和對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的合理合規(guī)對(duì)施工也至關(guān)重要,常規(guī)的鋼筋混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)成為主要控制混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及對(duì)受力鋼筋有效錨固的重要指標(biāo)。根據(jù)2010年新的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2010)鋼筋保護(hù)層厚度從原來(lái)的縱向鋼筋(不包括箍筋等非主筋)外緣至混凝土表面的最小距離,改為“以最外層鋼筋(包括箍筋、構(gòu)造筋、分布筋等)的外切面計(jì)算其混凝土的保護(hù)層厚度”,此舉的意義在于防止主筋的保護(hù)層厚度滿(mǎn)足要求情況下,而箍筋在彎角、主筋接頭等位置保護(hù)層厚度偏薄,甚至裸露,造成鋼筋銹蝕,嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)安全性。因此,對(duì)混凝土體的保護(hù)層厚度大小及驗(yàn)收要求都有規(guī)定。
公路混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋位置檢測(cè)是工程中最基本的檢測(cè)項(xiàng)目,而鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)更是目前各個(gè)項(xiàng)目非常重視的一項(xiàng)工作,因?yàn)楸Wo(hù)層厚度涉及結(jié)構(gòu)的安全和使用的耐久性要求。只有把保護(hù)層厚度檢測(cè)的數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確,才能很好地評(píng)價(jià)合格率以及工程實(shí)際施工水平。我們?cè)趯?shí)際實(shí)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),往往鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的數(shù)據(jù)跟實(shí)際相差非常大,甚至非常不準(zhǔn)確。我們分析了原因,發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的不確定性很有可能與試驗(yàn)員的操作方法、試驗(yàn)員本身的技術(shù)水平和檢測(cè)環(huán)境以及被測(cè)構(gòu)件的鋼筋分布有關(guān),但是還有一項(xiàng)容易被我們忽略的,就是儀器本身的精度、穩(wěn)定性的原因。這些綜合原因?qū)е聰?shù)據(jù)不準(zhǔn)確、偏離等情況發(fā)生。為了準(zhǔn)確測(cè)量構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層厚度值,我們對(duì)影響鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)量結(jié)果的原因都做了一一分析,得出了儀器性能起決定性影響因素的可靠結(jié)論,同時(shí)組織召集了試驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)方法進(jìn)行了統(tǒng)一培訓(xùn),并對(duì)所有多個(gè)鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀進(jìn)行了比對(duì),并進(jìn)行了測(cè)量系統(tǒng)分析。
《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50784-2013)其第1.0.2條“本標(biāo)準(zhǔn)適用于房屋建筑、市政工程和一般構(gòu)筑物中混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)”,第9.3.4條“工程質(zhì)量檢測(cè)時(shí),混凝土保護(hù)層厚度的抽檢數(shù)量及合格判定規(guī)則,宜按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行”。而《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》是建筑工程中的混凝土結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)工程驗(yàn)收規(guī)范,應(yīng)與《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300-2013)配套使用?!督ㄖこ淌┕べ|(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)“建筑工程”術(shù)語(yǔ)定義為“通過(guò)對(duì)各類(lèi)房屋建筑及其附屬設(shè)施的建造和與其配套線(xiàn)路、管道、設(shè)備等的安裝所形成的工程實(shí)體”。因此,這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并不與公路工程配套,其所述的梁、柱、墻、板類(lèi)等構(gòu)件主要是針對(duì)房屋建筑工程而言的,其所規(guī)定的抽樣方法及判定準(zhǔn)則等難以適應(yīng)公路工程的特點(diǎn)。
我們準(zhǔn)備5根直徑為16mm的鋼筋間隔20cm放置在竹膠板下,在鋼筋保護(hù)層探頭上加上塑料墊塊。隨機(jī)選3名試驗(yàn)人員用同一臺(tái)鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀每根鋼筋間隔40cm測(cè)2個(gè)點(diǎn),共測(cè)10點(diǎn),每名試驗(yàn)人員對(duì)每個(gè)點(diǎn)重復(fù)測(cè)3次。將檢測(cè)數(shù)據(jù)填入事先準(zhǔn)備好的表中。我們?nèi)匀粚z測(cè)結(jié)果輸入到mintab軟件中進(jìn)行分析,在輸出的圖形中,我們會(huì)分析鋼筋位置測(cè)定儀的重復(fù)性、再現(xiàn)性以及分辨力的數(shù)字。然后對(duì)照以下規(guī)則判斷儀器是否合格。不同鋼筋直徑、同一參考值的測(cè)量結(jié)果研究本次所實(shí)施的步驟是將5根直徑為28mm、25mm、20mm、16mm的鋼筋分批間隔20cm放置在竹膠板下,在鋼筋保護(hù)層探頭上加上塑料墊塊。隨機(jī)選1名試驗(yàn)人員用同一臺(tái)鋼筋保護(hù)層測(cè)定儀每根鋼筋間隔40cm測(cè)2個(gè)點(diǎn),共測(cè)10點(diǎn)。將檢測(cè)數(shù)據(jù)填入事先準(zhǔn)備好的表中。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理。用mintab做單因子方差分析。根據(jù)軟件輸出的P值來(lái)進(jìn)行判定,假設(shè)P值>0.05,那么可以表明鋼筋的直徑與鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值的關(guān)聯(lián)性不大,否則,說(shuō)明存在較大的影響。我們將數(shù)據(jù)輸入到mintab,輸出的P值為0.097,結(jié)果大于0.05,這說(shuō)明,鋼筋的直徑與保護(hù)層厚度之間沒(méi)有大的影響。
檢測(cè)部位的橫向被測(cè)鋼筋數(shù)量影響著保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果的精度。在鋼筋間距≥1.5d的保護(hù)層厚度情況下,對(duì)臨近主筋保護(hù)層的厚度檢測(cè),在精度上沒(méi)有影響。在檢測(cè)鋼筋間距<保護(hù)層厚度1.5d時(shí),鋼筋排列越緊密,檢測(cè)結(jié)果示值約??;尤其在鋼筋直徑≤12時(shí),在檢測(cè)截面范圍內(nèi)密集排列,檢測(cè)結(jié)果示值偏小可達(dá)30%或以上,對(duì)檢測(cè)工作的展開(kāi)存在較大影響。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)制混凝土鋼筋試塊的方法,針對(duì)不同鋼筋直徑和鋼筋間距,進(jìn)行模擬鋼筋混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204—2015)中,附錄D結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土回彈-取芯法強(qiáng)度檢驗(yàn)中規(guī)定對(duì)應(yīng)的混凝土構(gòu)件回彈測(cè)區(qū)進(jìn)行取芯計(jì)算。在鉆芯取樣過(guò)程中,尤其柱梁節(jié)點(diǎn)、墻梁節(jié)點(diǎn)較為常見(jiàn),而節(jié)點(diǎn)的鋼筋布置和加固又是最為密集。此情況下,應(yīng)對(duì)被測(cè)構(gòu)件的鋼筋布置、鋼筋位置判斷,并結(jié)合鋼筋檢測(cè)儀器的鋼筋實(shí)際位置,確定取芯位置和方案,避免取到含有鋼筋的混凝土合格芯樣,避免破壞取到主要受力筋的混凝土芯樣,起到至關(guān)重要的作用。
在公路混凝土公路鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)方面,總體上還缺少與公路行業(yè)相協(xié)調(diào)配套的完整技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)建筑工程領(lǐng)域的方法標(biāo)準(zhǔn)如《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)檢測(cè)工作程序、儀器性能要求、測(cè)試操作步驟等規(guī)定開(kāi)展公路公路鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)工作是現(xiàn)實(shí)可行的,但在抽樣與結(jié)果評(píng)定等方面尚應(yīng)結(jié)合公路公路特點(diǎn)進(jìn)行。