鋼管混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量檢測(cè)方法的應(yīng)用，新技術(shù)的發(fā)展

[ 關(guān)鍵詞：鋼管混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量檢測(cè)方法　發(fā)表日期：2021-07-24 10:03:05 ]

本文核心：鋼管混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量檢測(cè)方法的探討。　

問題描述：

　　鋼管混凝土具有自重小、承載能力高、制作和施工方便等眾多特點(diǎn)，現(xiàn)廣泛的應(yīng)用于高層(超高層)、橋梁和大跨度空間等建筑物的受力體系中。在施工過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，如：混凝土與鋼管壁脫空，鋼管內(nèi)的混凝土不密實(shí)，出現(xiàn)蜂窩、離析等。因此，對(duì)加強(qiáng)鋼管混凝土完整性的檢驗(yàn)尤為重要。

一、鋼管混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量缺陷

　　比較常見的鋼管混凝土內(nèi)部澆筑質(zhì)量缺陷主要有四種：局部混凝土密實(shí)度差，蜂窩離析，孔洞，鋼管壁與混凝土之間的收縮間隙。先詳細(xì)了解下這些問題。

1、局部混凝土密實(shí)度差

　　由于施工時(shí)混凝土是在無振搗，無外壓力情況下靠自落填滿鋼管，造成鋼管底端混凝土中粗骨料集中，而鋼管頂端往往砂漿較多，骨料較少，形成鋼管上下兩端的混凝土骨料不均勻，造成局部密度差，抗壓強(qiáng)度低。

2、蜂窩離析

　　由于施工時(shí)混凝土的配比不合適，使水泥漿與粗骨料分離或靠混凝土自重使得填充不夠密實(shí)，容易產(chǎn)生蜂窩離析現(xiàn)象。有時(shí)鋼管中的空氣不能暢順排出孔外，使得空氣混充于混凝土中則產(chǎn)生很多小的孔洞，小孔洞集中時(shí)則易產(chǎn)生蜂窩。

3、孔洞

　　施工中選料不細(xì)致，混凝土中出現(xiàn)大的礫石，在無振搗的情況下，大礫石附近容易出現(xiàn)孔洞;有時(shí)鋼管壁內(nèi)有障礙物使得混凝土塌落不暢或受阻則更易出現(xiàn)孔洞現(xiàn)象。

4、鋼管壁與混凝土之間的收縮間隙

　　此類問題普遍發(fā)生在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，其嚴(yán)重程度取決于施工方法以及混凝土配比。以坍落度大及收縮性大的混凝土尤甚。但即便是和易性再好的混凝土，隨著灌注后時(shí)間的推移也會(huì)或輕或重地產(chǎn)生此類缺陷，目前，這種鋼管壁與混凝土之間的收縮間隙給予鋼管混凝土結(jié)構(gòu)本身的影響程度仍在深入的研究中。

二、現(xiàn)階段常用的檢測(cè)方法

　　目前我國《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》和《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》及《超聲波檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》等現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)鋼管混凝土的內(nèi)部質(zhì)量如何進(jìn)行檢測(cè)給出了一些具體的做法。目前國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的檢測(cè)鋼管混凝土內(nèi)部質(zhì)量方法主要有敲擊法，超聲波檢測(cè)法，射線檢測(cè)法等。

1、敲擊法

　　工地上最常用的混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)方法就是敲擊法，通過聲音來分辨管內(nèi)混凝土是否密實(shí)。有時(shí)會(huì)聽到鋼管柱與混凝土之間有空隙的聲音，說明二者之間有空隙。此法確實(shí)基于經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行判斷，且不能夠真正的得出混凝土與鋼管之間的空隙大小和分布范圍，隨機(jī)性較強(qiáng)，因此建議作為輔助性檢測(cè)手段。

2、超聲波檢測(cè)法

　　超聲波的測(cè)試頻率一般是在40Hz~100Hz之間，當(dāng)其通過鋼管混凝土?xí)r，鋼管與混凝土和空隙對(duì)其速度、振幅、波形等會(huì)產(chǎn)生不同的影響，這就會(huì)在顯示儀器上表現(xiàn)出來，對(duì)比無缺陷的鋼管混凝土各種標(biāo)定，從而確定管內(nèi)混凝土的狀況和質(zhì)量。

　　超聲波檢測(cè)鋼管混凝土質(zhì)量主要有以下三種方式:首波聲時(shí)法、波形識(shí)別法和首波頻率法。超聲波檢測(cè)法在實(shí)際工程中已經(jīng)推廣，也得到了比較成熟的理論與經(jīng)驗(yàn)，但是也有一些問題尚未解決，如不能確定缺陷的性質(zhì)、易受人工操作的影響。而且對(duì)于鋼管混凝土內(nèi)鋼隔板與混凝土之間的質(zhì)量檢測(cè)問題，尚未有很好的解決辦法。

3、射線檢測(cè)法

　　射線檢測(cè)是基于被檢測(cè)件對(duì)透入射線的不同吸收來檢測(cè)零件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法。目前主要是X射線照相檢測(cè)技術(shù)等。X射線照相檢測(cè)根據(jù)射線穿過不同材料時(shí)衰減量不同引起透射射線強(qiáng)度的變化，而呈現(xiàn)不同的影像，從而檢測(cè)出被測(cè)物體中存在的缺陷。其特點(diǎn)在于檢測(cè)效率高，可實(shí)現(xiàn)缺陷的在線檢測(cè)，且圖像處理以后可進(jìn)行缺陷的自動(dòng)評(píng)定。該方法缺點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)垂直射線方向的薄層缺陷，檢測(cè)費(fèi)用較高，同時(shí)射線對(duì)人體模型有害，需作特殊防護(hù)。

　　以上這些方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，其中超聲波無損檢測(cè)法是目前較為真實(shí)可行的方法，其簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確，目前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用，但是這種方法也有其局限性如不能區(qū)別內(nèi)部缺陷的性質(zhì)，受人工操作的影響較大等缺點(diǎn)。

三、新技術(shù)的研究——音頻法

1、音頻檢測(cè)法定義與原理

　　對(duì)比以上較為成熟的檢測(cè)方法，可以發(fā)現(xiàn)，這些方法雖然都有自己的適用范圍，但是其缺點(diǎn)也較為明顯，為此特別需要對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)或者提出新的方法。目前有另外一類的鋼管混凝土無損檢測(cè)方法：音頻檢測(cè)法。

　　由于每種工件都有其固定的彈性模量與共振頻率特征，當(dāng)工件受到激勵(lì)產(chǎn)生自由振動(dòng)時(shí)就會(huì)發(fā)出與固有頻率相同的聲音，而工件的彈性模量、共振頻率等特征與其內(nèi)部質(zhì)量有關(guān)，當(dāng)構(gòu)件有缺陷時(shí)，其固有特性就會(huì)發(fā)生變化。由此可以通過測(cè)定工件在外界激勵(lì)下振動(dòng)的音頻參數(shù)(固有頻率與內(nèi)耗)來檢測(cè)和評(píng)價(jià)工件的內(nèi)部質(zhì)量，這就是音頻檢測(cè)。

　　機(jī)械振動(dòng)會(huì)引起聲輻射，在物體振動(dòng)時(shí)，引起周圍空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，由于空氣具有可壓縮性，在質(zhì)點(diǎn)相互作用下，振動(dòng)物體周圍的空氣就交替產(chǎn)生壓縮與膨脹，并逐漸向外傳播產(chǎn)生聲波，聲波由換能器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即可對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析。

2、音頻檢測(cè)的工作對(duì)象與目的

　　音頻檢測(cè)的對(duì)象為鋼管混凝土柱、梁、節(jié)點(diǎn)等部件。主要目的是檢測(cè)出存在于鋼管混凝土構(gòu)件中出現(xiàn)的局部混凝土密實(shí)度差、孔洞、鋼管壁與混凝土之間的收縮間隙等問題，并確定其分布情況與大小。

3、音頻檢測(cè)設(shè)備概念設(shè)計(jì)

　　音頻檢測(cè)法中最重要的就是有一套可靠、合理、方便的音頻檢測(cè)系統(tǒng)。參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，其大致主要分成激勵(lì)源、構(gòu)件、音頻傳感器、信號(hào)調(diào)理線路、聲卡、計(jì)算機(jī)采集處理、結(jié)果顯示幾個(gè)構(gòu)成部分。

4、音頻檢測(cè)法主要步驟

　　從實(shí)際操作角度，音頻檢測(cè)法主要由以下步驟組成：

（1）初步判定可能存在有缺陷的鋼管混凝土構(gòu)件(利用錘擊法等經(jīng)驗(yàn)方法)。
（2）對(duì)初判的構(gòu)件借助音頻檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行激勵(lì)，數(shù)據(jù)采集與處理，顯示與打印等工作。
（3）利用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，對(duì)個(gè)別較為重要或存在爭(zhēng)議構(gòu)件進(jìn)行復(fù)查，結(jié)果相互對(duì)比，以進(jìn)一步確認(rèn)。
（4）利用檢測(cè)數(shù)據(jù)，確定缺陷的位置、大小、性質(zhì)等情況。

　　通過以上步驟，可以看出音頻無損檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的信息收集，轉(zhuǎn)化，處理與顯示的整套過程，明顯提高了工作效率，而且受人工影響因素很小。依據(jù)國內(nèi)外應(yīng)用音頻檢測(cè)技術(shù)對(duì)金屬的無損檢測(cè)，其精度誤差在5%以內(nèi)。通過實(shí)際工程檢驗(yàn)，精度良好。音頻無損檢測(cè)法不僅具有操作方便，使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且采用專門程序?qū)�結(jié)果進(jìn)行判定，精度較高。因此，其可以作為土木工程無損檢測(cè)的一種新型檢測(cè)方法來推廣使用。

編者感言：

　　施工安全無小事，該有的施工步驟必須認(rèn)真執(zhí)行第一步，該有的檢測(cè)一項(xiàng)都不能少。掌握原有檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，也要關(guān)注新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。堅(jiān)持創(chuàng)新，企業(yè)才有動(dòng)力，堅(jiān)持創(chuàng)新，我們的合金鋼管產(chǎn)品品質(zhì)才會(huì)一直優(yōu)秀。