路桥工程施工中的无损检测技术

邱佳伟

(浙江浙交检测技术有限公司，浙江 杭州 310000)

1 工程概况

某长江公路大桥建设工程项目，路面宽度设计为33.5 m，主线路的总长度设计为2.47 km。该项目设计为双向六车道，行车速度为1 000 km/h，属于I级公路标准。公路大桥路面铺设沥青混凝土，路面的轴载设计为BZZ-100 kN；该项目在施工过程中使用无损伤检测技术对桥面质量、混凝土强度等进行检测。

2 试验室建设

施工期间施工单位在项目部内建立了一个工地试验室，试验室位于场坪区收费站附近，总建筑面积达到1 600 m2。按照建筑物的功能进行划分，试验室可以细分为综合办公区域、试验区域、生活区域；其中试验区域内又包含样品保管室、土工试验室、混凝土试验室、石材试验室、外检试验室、水泥试验室、集料试验室、养护室；综合办公区域包括办公室、资料管理室、会议室。试验区域的规划总计面积为302 m2。试验区域内各个试验室的布置严格按照《公路工程工地试验室标准化指南》管理规定进行布置。生活区域内建立一座篮球场，供工作人员日常休闲娱乐，并配备单独的卫生间、厨房与食堂。

3 无损检测技术

3.1 桥面质量检测

1)检测技术。桥面部分的施工质量检测使用雷达无损检测技术，检测内容为不同跨径的桥面与局部施工区域。这种检测技术是借助雷达探测仪将雷达波发送至混凝土桥梁结构内部，通过雷达波反馈获取桥梁结构的具体信息[1]。在实际检测的过程中，假若雷达波遇到空洞、缝隙等质量缺陷时，雷达波会发生显著的变化，检测人员可以通过反馈回来的雷达波对桥梁结构的质量缺陷进行判断。雷达无损检测技术具备较强的穿透能力，且发射的雷达波频段非常宽，比较适合使用在地下桥梁混凝土结构检测活动中。

进一步而言，由于钢混结构中存在大量的钢筋，钢筋会形成电场屏蔽效应，导致雷达波在发射的过程中受到一定的影响，促使最终的检测结果可能与实际情况存在偏差，这也就意味着雷达无损检测技术并不适合使用在混凝土内部结构存在质量缺陷的检测场景中，但是针对检测混凝土中钢筋位置却有良好的效果。

2)检测结果。结合雷达无损检测的结果来看，混凝土局部区域的密实性比较差，钢筋网起伏程度较大，钢筋保护层的厚度不一致。主要表现出以下质量缺陷：主桥梁第6、7跨的箍筋施工质量不符合设计要求；3#区域混凝土的密实性不符合设计要求；主桥梁第37、38跨主道的钢筋网出现起伏现象且钢筋的保护层厚度不一致；5#区域钢筋网出现下沉现象。

3.2 混凝土强度检测

1)检测技术。①回弹检测法，这种检测技术是桥梁混凝土结构强度检测活动中使用较为频繁的检测技术之一，使用重锤弹击混凝土表面，观察重锤回弹次数来确定混凝土的强度；②超声-回弹综合检测技术，这种检测技术来检测混凝土强度时其检测结果更为精准，可以有效弥补单一性检测技术的不足。

该项目使用混凝土超声波检测技术来检测混凝土结构内的声速值，使用回弹仪锤击混凝土的方式来检测混凝土的回弹值，借助测强曲线获取混凝土的回弹代表值与声速代表值，以此计算出混凝土的抗压强度数值。结合该项目来看，桥面部分总计设置10个检测区域，共计160个检测点。严格按照规范要求去除其中无效的检测数据，然后对检测面进行修正，最后获取检测结果。

2)检测结果。最终的检测结果显示：混凝土的抗压强度平均数值为45.3 MPa，最小值为41.5 MPa，标准差为2.75。混凝土推定强度值为40.8 MPa，不难发现该项目的混凝土强度符合设计要求的C40强度标号。

3.3 钢筋锈蚀检测

1)检测技术。该项目使用电阻率检测技术对钢筋锈蚀项目进行检测，使用专业的设备向混凝土传输脉冲电流，保证脉冲电流与钢筋锈蚀电流流动的方向保持一致，在检测的过程中，合理调整脉冲电压、电流频率、电压幅值，从而获得极化电阻。电阻率检测可以有效检测出钢筋锈蚀的具体情况，且检测的结果精准性比较高，可以为工作人员在判断桥梁主体结构的使用寿命时提供科学合理的依据。该项目检测时在桥面随机抽取5处土层进行电阻率检测。

2)检测结果。检测结果显示：在被检测的5处检测点的电阻率均超出了1 kΩ·m，这直接反映出钢筋未出现锈蚀现象，符合设计要求。

在二语水平测试中，组1平均分为30.50/50，标准差为 3.50，属于中低水平;组 2平均分为35.55/50，标准差为2.81，属于中高水平。学生成绩分布均衡，测试效度与信度良好。

3.4 钢筋保护层检测

1)检测技术。使用脉冲回波检测技术检测钢筋保护层的厚度。使用冲击回波仪器对桥梁进行冲击，记录短时间内形成的脉冲波，结合反射波基本原理判断桥梁结构内部的质量缺陷、具体位置，确定桥梁构件是否出现孔洞、裂缝等现象。这种检测技术对桥梁结构中的材料分层具有非常高的敏感性，比较适合使用在桥梁表面缝隙深度、钢混结构的质量、钢筋锈蚀导致混凝土脱粒检测活动中。该项目总计抽检了4处钢筋保护层，分别为桥梁的第6跨、第7跨、第37跨以及第38跨。

2)检测结果。检测结果显示：第6跨的钢筋保护层的厚度均值为49.5 mm；第7跨的钢筋保护层的厚度均值为57.1 mm；第37跨的钢筋保护层的厚度均值为45.8 mm；第38跨的钢筋保护层检测抽取了三个点，检测结果分别为24、27、25 mm，第38跨这三个点相对比较薄，且表面存在露筋现象。

3.5 混凝土内部质量检测

1)检测技术。①利用超声波检测技术，检测人员结合超声波在混凝土内部传播的速度来确定混凝土结构是否存在质量缺陷。这种检测技术是利用超声波检测仪器向混凝土结构内部发射超声脉冲波，从而获得超声波传播的速度、频率、幅值等相关数据，并对这些数据进行分析，进而确定混凝土结构内部是否存在质量缺陷[2-3]。超声波信号具备较强的穿透力，能够有效满足大体积混凝土对检测技术的要求，不会对混凝土质量造成影响。近年来，科学技术不断发展，智能化的超声仪应运而生，有效提高了检测活动的作业效率与精准性；②红外成像无损检测技术。这种检测技术的原理是将混凝土内部的质量缺陷与热传导系数进行对比，通过二者之间的差异来确定是否存在质量缺陷。在使用红外成像检测技术时，假若混凝土内部存在质量缺陷，那么热量分布会显现出不均匀的图像，这种检测技术属于非接触式检测，不会对混凝土的质量造成任何影响。该项目的检测部位设置在预应力管道部位，检测项目为预应力管道内部的压降是否饱满。

2)检测结果。检测结果显示：①检测区域内的波速平均值为4 448 m/s，反映出混凝土内部质量比较高，未出现振捣不密实、蜂窝麻面等质量缺陷，局部出现一处声波速度较低现象；②预应力管道压浆饱满，符合设计要求，未发现明显质量缺陷。

3.6 桩基检测

3.6.1 检测过程

使用超声检测技术对桥梁的灌注桩基础进行检测，检测前保证发射与接受过程的同步性，且实现随时调整换能器位置的功能，避免因高程偏差过大而导致检测结果与实际情况存在较大偏差，严格意义上，高程误差应该控制在20 mm以内。

1)声速判据。混凝土的强度会对原材料的声速造成一定的影响，针对检测面的声速偏低、离散性偏小问题，可以利用同样试块的检测结果来对声速进行确定。

声速离散系数与桩基础的均质性具体情况如表1所示。

表1 声速离散系数及桥梁桩基均质性级别

该项目灌注桩的声速离散系数Cv的检测结果为3.8，故桩基均质性等级属于A级，说明符合设计要求。

2)波幅、桩深波动曲线。波幅的标准值以平均值减去6 dB为依据，假若波幅检测的数值低于标准值，则说明该区域存在质量缺陷。进一步来看，由于波幅属于一个相对量，桩基础结构又存在一定的波动性，所以波幅规律总结的难度比较大。

3)PSD(Power Spectral Density，功率谱密度)值判据。使用斜率法来对异常进行判断，简单而言是假若局部检测点的PSD发生较大的波动以后，则可以将其视作质量缺陷区域。关于桩身结构完整性的具体情况如表2所示。

表2 依据PSD值对混凝土灌注桩类型的判断

结合检测结果来看，该项目的桩基础混凝土的PSD值比较稳定，各个检测点的声速与波幅均超出标准值，属于I类桩。

4 结束语

无损伤检测技术比较适合使用在道路桥梁检测活动中，在保证桥梁结构不受到影响的前提下，精准检测出桥梁的整体质量状况。检测结果可以作为后期维护桥梁工程的重要依据。

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