包含管理集成装置的混凝土回弹实时监测系统

朱国鹏,王晓春,万 历,郭俏凌

(浙江省建工集团有限责任公司,浙江 杭州 310001)

混凝土强度质量是建筑工程的主要生命体,近年来,随着建设规模不断扩大,从业人员数量不断上升,但项目管理能力和人员职业素质跟不上,施工过程中混凝土质量管控不到位,工程检测虚假等原因,造成我国建筑工程因大面积混凝土强度达不到设计要求而导致的工程事故时有发生,造成巨大的经济损失,如最近网上曝光某一高层住宅楼混凝土强度不达标拆除重建等。

根据《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204—2015)》规定：对涉及混凝土结构安全的有代表性的部位应进行结构实体检验；结构实体检验的内容应包括混凝土强度；混凝土强度检验应采用同条件养护试块或钻芯取样的方法。目前项目实施较多采用同条件养护试块检验混凝土强度。

1 常规混凝土强度管控检测与缺陷

1.1 混凝土试块试验

根据相关规范,混凝土施工过程中,应做标准养护试块和同条件养护试块,但在实际过程中存在以下问题：1)检测委托不规范,恶意低价竞争和签订阴阳合同承揽业务时有发生。2)见证取样制度未能较好落实,见证取样过程不规范,如施工现场养护室设置不标准,温湿度控制、台账记录不到位,甚至个别项目试块由商品混凝土厂商提供等；同条件养护试块未放置在靠近相应结构构件或结构部位的适当位置。3)检测人员责任心不强。4)检测实际情况和不合格检测项目未能实现及时上报并按规定处置,或擅自修改调整检测数据和结论[1]。

1.2 常规混凝土回弹法检测

混凝土回弹法是用一弹簧驱动的重锤,通过弹击杆(传力杆),弹击混凝土表面,并测出重锤被反弹回来的距离,以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)作为与强度相关的指标,来推定混凝土强度的一种方法。该方法设备简单、操作方便、测试迅速,检测费用低廉,且不破坏混凝土的正常使用,故在现场应用较多。但传统回弹仪存在以下缺陷:1)常规机械式回弹仪人工成本较大,需要记录及计算且数据保存不便；2)常规数字式回弹仪人为因素影响较大,如检测实际情况和不合格检测项目未能实现及时上报并按规定处置,或擅自修改调整检测数据和结论。

因此,在建筑工程实际施工过程中,较多管理者不了解工程混凝土强度的实际数据,导致工程存在大面积不合格的质量风险。

现阶段工程混凝土强度质量检测仪器以机械式回弹仪或常规数字式回弹仪为主，且在混凝土强度等级的计算方式上以人工手算居多,在混凝土强度检测的准确性和检测信息的传递性上都存在着较大的制约,对于工程实体结构混凝土质量的管控方式较为落后。

2 数字式回弹仪

为了加强工程项目的质量管理能力,保证企业管理层及时了解各工程混凝土质量情况,及时发现混凝土质量问题,确保工程结构安全,避免出现重大质量隐患,采用回弹法检测加强混凝土结构强度的质量监管是企业内部管控的必要手段。

一种包含管理集成装置的混凝土回弹实时监测设备(图1),由数字式混凝土回弹仪、移动通讯装置和管理集成装置组成。所述移动通讯装置与所述管理集成装置,通过回弹仪管理模块连接在一起；所述的管理集成装置上设置有用于将接收到的强度数据进行分析并统计的回弹模块。

系统接收到回弹仪传回的数据后,会根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T 23—2011)》自动做好测区数据的计算,得出分测区强度平均值、碳化平均值、测区最小值、平均值以及强度推定值。

图1 混凝土回弹实时监测设备

3 移动通讯装置 “APP”检测系统

移动通讯装置 “APP”检测系统结合数字式回弹仪设备,并通过蓝牙传输模块,此外移动通讯装置 “APP”(图2)检测系统又与企业PM项目管理集成系统相连接,在APP系统中就能找到需要检测的相关项目,进行项目结构构件回弹检测。APP检测系统实时反映回弹数值,并可对检测人员、现场结构构件进行拍照,留取相应影像资料,每组回弹测试结束后,系统立即将检测数据、照片、地理位置等信息上传到项目管理集成系统中,人员无法干扰检测数据,并能如实反映实体质量。

4 项目管理集成系统

项目管理集成系统为集团开发,基本实现了所有业务的信息化管理,广泛应用至集团总部、二级单位和项目部三级管控体系等,系统具体包括：投标、合同、分供商、招标、集采、生产、安全、进度、物资、设备、环境、技术、质量、资金、成本、风险、竣工管理等,实现了项目全过程的动态管理,目前,集团所有项目都纳入信息化的管理。在项目管理集成系统中质量管理模块,独立设有工程实时检测节点,包含：1)混凝土回弹检测原始记录；2)混凝土回弹检测不合格项处理；3)混凝土回弹法检测统计表；4)混凝土回弹法实测汇总表等子节点。在集成系统中,所有企业管理者和项目部管理者均能实时看到项目混凝土回弹强度,并根据系统能全方位地了解、分析项目质量情况,对不合格部位作出相应的处置。见图3。

5 效果分析

5.1 真实时效

该系统的优势在于能及时、全面地发现问题,项目部按集团要求在结构龄期达到后进行及时回弹测试,产生的数据通过互联网直接导入系统,有效避免了人为篡改因素影响,真实可靠。在系统中相关管理者均能在第一时间查看所有数据,继而能及时地发现问题,处置问题。避免工程上大面积混凝土结构因强度达不到设计要求所导致的质量事故的发生。检测仪器的实时传输、实时分析等,亦避免了返工耗时,也为下一步的实施提供了更多的依据。

5.2 数据化

系统中将长期保存项目上混凝土的强度数据,工程质量数字量化,方便对工程的混凝土强度等级、地区差异、商品混凝土厂家的合格率进行分析,继而进行改进,提升工程质量。

图2 移动通讯装置“APP”

5.3 节约成本

相比于常规的混凝土质量控制及混凝土回弹法,其测试工作需要至少2人以上,且附带技术人员的后续进行数据分析成本,而本监测系统则仅需1个技术人员。此外，常规2人1 d的工作量,现通过本系统只需1人半天就能完成,较大幅度地提升了工作效率。其次是时间成本,通过本系统实施监控,可以第一时间获得大量强度数据,以此分析混凝土强度发展情况,继而调整相应的施工计划,从而有效提高了施工进度。最后是材料成本,根据数据分析出混凝土强度情况,即可及时调整混凝土配合比,达到节约材料的效果。

6 结 语

目前该混凝土回弹实时监测系统已覆盖集团公司分布在大江南北所有在建项目,经过近三年运用已检测301个项目,46 245组混凝土构件的混凝土强度数据,有利于及时发现问题有效避免了因大面积混凝土强度不合格所造成的质量事故。同时，凭借该监测系统的数据分析,致使商品混凝土厂商质量管控的意识及手段显著提高。