超声测强技术在混凝土结构强度验收中的应用

高丽丽，石志强

（安阳工学院，安阳 455000）

混凝土结构质量的关键环节主要体现在钢筋和混凝土的质量上。钢材是均质材料，运到工地为成品，其质量验收相对容易。混凝土是使用地方材料，经过配比试验确定配合比，再经过现场拌制、运输、浇筑、养护等施工过程形成的主体结构。对其进行质量验收需要建立混凝土结构施工的质量保证体系，检查验收其执行情况，并检查验收结构外观。该常规验收方法没有强制检测混凝土主体结构，只有出现质量问题时才要求检测主体结构。目前，很多业内专家都积极呼吁采用先进的无损检测技术，对主体结构进行检测验收。超声技术可以在不破坏结构的前提下，完成对结构密实性、裂缝深度、结构强度进行检测，是一种先进科学的检测验收手段。

1 超声测强技术在结构验收中应用的难点

超声测强技术检测混凝土的基本原理是，应用超声发射器和接收器，测出穿过混凝土构件超声波的参数变化，用以评定混凝土构件内部强度等情况。超声技术在普通建筑工程混凝土结构强度验收中的应用存在以下几个难点：

（1）我国幅员辽阔，各地建筑材料、施工工艺等区别较大，统一检测曲线应用误差较大，难以满足混凝土工程强度验收需要。

（2）我国除少数技术水平高、经济条件好的省市外，其余各省市没有自己的地区超声测强曲线。

（3）混凝土超声检测技术规程中的测强曲线制定方法是针对专业实验室试验提出的，技术要求高，曲线制定成本高，技术复杂。

（4）地区测强曲线、专用测强曲线，都是以标准养护28d试块的穿透声速和抗压强度间的相关关系为基准制定的。曲线的制定条件与工程实际检测条件存在较大的差距。

（5）建筑承包商的技术水平良莠不齐，大多数承建商的工程技术人员不具备制定测强曲线的能力。

（6）承建商以完成合同追求利润为目的，不愿意花费大量成本购买设备，引进技术，引进人员。

上述几个难点是阻碍超声技术在普通建筑工程中应用的关键，要想推广无损检测技术，将超声技术应用于普通建筑工程混凝土主体结构验收中，必须解决上述难点才能办到。

2 超声测强技术在混凝土结构验收中的应用方法

2.1 建立施工测强曲线

一般一个工程中主体混凝土结构的混凝土强度等级是相同的，或是有相近的两个强度等级。同一个工程中，主体结构采用三种及以上强度等级混凝土的工程很少见。一般建筑工程的基础垫层、构造柱、圈梁、过梁的混凝土强度会与主体结构不同，通常会低一些。对主体结构强度验收主要是针对主体结构混凝土进行验收，因此所制定测强曲线必须涵盖主体结构混凝土强度，并且曲线必须超出一定的范围，在检测的过程中才能保证精度。

测强曲线制定时，工程中用到的所有强度等级的混凝土，都需要取样制作试块。试块的选取要在保证混凝土强度检验批的基础上，保证每个强度等级的取样试验的数量≥5组。根据工程所用混凝土的具体情况，以工地的建筑材料、制备工艺和养护条件补充制作测强曲线所需混凝土试块。一般要求，制定曲线所使用的混凝土试块自C10起至主体混凝土结构强度等级后另外增加两个等级，作为制定曲线的范围。现有质量控制体系需要对结构混凝土进行见证取样，标准养护28d进行抗压强度试验。应用超声检测技术，需要在现有质量控制体系中，每个强度等级的混凝土增加取样不少于5组，进行同条件养护以制定测强曲线。在原有质量控制体系下增加少量工作，是切实可行的。

根据同条件养护试块抗压强度试验的经验，一般条件下，质量合格的混凝土，采用自然浇水养护，养护历时达到600℃·d时，混凝土强度即可以达到设计强度。因此制定测强曲线的龄期可以按当时平均温度和历时来控制。养护达到历时后，对试块进行超声检测，测定数据后压碎试块，取对应试块的抗压强度。同天在被测结构上确定测区，进行超声检测记录检测数据，检测时分析主体结构检测声速与试块检测声速的误差，初步判断主体结构与试块的同质性。

待部分工程施工结束，测强曲线需要的每个强度等级的混凝土取样均＞5组，同条件养护到达600℃·d后，完成检测结果。对检测结果进行统计分析，得到初步测强曲线。对已建结构进行初步评定，以及时发现问题。随着工程的进展，继续取样，进行同条件养护，进行无损检测，充实测强曲线，待工程结束后，工程所取检测样本充足，深入分析检测数据，建立确定工程最终的测强曲线，对主体结构进行检测验收。

2.2 混凝土主体结构强度检测

为提高主体结构检测精度，尽可能保证检测条件与测强曲线制定条件相同，主体结构检测的龄期取测强曲线制定的检测龄期，即当混凝土主体结构浇筑养护达到600℃·d时，在主体结构上划出检测区，进行超声检测，并记录超声声速值。待制定测强曲线需要的检测数据完成后，应用测强曲线对主体结构各测区检测数据进行分析，从而对主体结构强度进行评定。

3 超声技术应用的实施方案

该技术的实施以工程监理单位为主体，施工单位为配合，质量检测中介机构为辅助，质量监管部门为指导进行实施。具体来讲，监理单位在工程开工前，制定监理规划时，制定出该技术在具体工程中的实施细则。随着工程的进展，在见证取样过程中合理留取同条件养护试块，要求施工单位配合，制作需要的补充试块并进行同条件养护，养护到期后委托质量检测中介机构进行试块及主体结构的超声检测和抗压强度试验，监理单位拿到检测数据后进行统计分析，制定测强曲线，评定主体结构强度。质量监管部门对监理单位、施工单位对技术的实施进行指导和检查。

4 工程案例

安阳市某工程主体结构强度等级为C30，采用现场搅拌混凝土现浇施工。根据前述方法，留取足够的C10，C15，C20，C30，C35，C40等，各强度等级的混凝土同条件养护（到达600℃·d）试块，按上述方法进行检测，得到测强曲线如图1所示，部分主体结构检测评定结果如表1所示。

图1 安阳市某工程混凝土超声测强曲线

5 结论

综上所述，超声技术的应用推广虽然存在着一定的难点，但是通过上述的应用方法革新，可以合理地避开应用困难，在施工过程中增加少量工作的情况下，在施工各方的协作配合下，即可建立符合工程实际的测强曲线。在建立测强曲线的相同条件下，完成对混凝土主体结构进行检测，待工程结束后对所有混凝土主体结构进行验收，经工程实践检验，验收结果科学准确，反映了主体结构的真实情况。

表1 安阳市某工程主体结构强度检测（部分）数据表

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