中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
將超聲波檢測(cè)引入已經(jīng)成型或已投入使用的橋梁墩柱商品混凝土強(qiáng)度檢測(cè)中，分析橋梁墩柱的施工質(zhì)量，確定墩柱商品混凝土缺陷情況及其范圍的大小。并介紹了存在質(zhì)量缺陷的墩柱的補(bǔ)強(qiáng)與加固。
關(guān)鍵詞：墩柱；商品混凝土；強(qiáng)度；檢測(cè)；加固
引言
橋梁墩柱的質(zhì)量控制與檢測(cè)主要是在過程控制，墩柱在成型后多為外觀質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要是回彈，碳化深度，鋼筋掃描或抽芯檢測(cè)，但抽芯檢測(cè)對(duì)墩柱的傷害較大，所以多提倡無(wú)損檢測(cè)。近期，在一次墩柱質(zhì)量檢查中，我們發(fā)現(xiàn)了一條已經(jīng)投入使用的高墩柱出現(xiàn)商品混凝土破碎，崩角的現(xiàn)象（如圖1），該墩柱高約22m，截面尺寸為1200×1800mm，C30商品混凝土。經(jīng)過進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)墩柱局部有商品混凝土離析現(xiàn)象，因此，我們請(qǐng)檢測(cè)單位作進(jìn)一步檢測(cè)，以確定病害情況及范圍。經(jīng)過同檢測(cè)人員的溝通，明確檢測(cè)意圖后，檢測(cè)人員表示構(gòu)件尺寸太大，沒有相應(yīng)的檢測(cè)手段。經(jīng)過反復(fù)研究，我們決定將灌注樁的超聲波無(wú)損檢測(cè)方法應(yīng)用到墩柱商品混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，并編制了檢測(cè)程序。
1 墩柱質(zhì)量缺陷檢測(cè)
1.1 檢測(cè)設(shè)備
檢測(cè)儀器設(shè)備采用RS-ST01C型非金屬超聲波分析儀、平面換能器（50kHz）等。
1.2 基本原理
本次缺陷檢測(cè)的工作方法是在被測(cè)墩柱的兩對(duì)相對(duì)平行的測(cè)試面上，采用對(duì)測(cè)法和斜測(cè)法相結(jié)合的方式進(jìn)行檢測(cè)。其原理是：將一對(duì)發(fā)射（T）、接收（R）換能器，分別耦合于被檢測(cè)構(gòu)件相互平行的兩個(gè)表面，由超聲波檢測(cè)分析儀脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出一系列周期性電脈沖，加在發(fā)射換能器的壓電體上，轉(zhuǎn)換成超聲脈沖，該脈沖穿過待測(cè)的結(jié)構(gòu)物商品混凝土，并為接收換能器所接收，再轉(zhuǎn)換成電池信號(hào)。由儀器中的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出超聲脈沖穿過商品混凝土所需的時(shí)間、接收波幅（或衰減值A(chǔ)）、接收脈沖主頻率、接收波形及頻譜等參數(shù)。然后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，按分析軟件根據(jù)接收信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行綜合分析和計(jì)算，即可判斷被測(cè)構(gòu)件的缺陷大小。�
1.3 檢測(cè)情況
本次所測(cè)墩柱的檢測(cè)范圍在承臺(tái)面以上部分，其中表面商品混凝土受損處因不能固定探頭而未作檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，先用對(duì)測(cè)法測(cè)出缺陷大概范圍，再用斜測(cè)法進(jìn)一步確定缺陷邊界。測(cè)點(diǎn)豎向及橫向間距皆為200mm，測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。檢測(cè)分19個(gè)測(cè)區(qū)，共采集291組測(cè)點(diǎn)，其中247組為對(duì)測(cè)點(diǎn)，44組為斜測(cè)點(diǎn)。
1.4 檢測(cè)結(jié)論
通過對(duì)測(cè)點(diǎn)信號(hào)、聲時(shí)、幅值和頻率的分析計(jì)算，判斷出缺陷主要位于順橋向方向的迎車面上，其大小為1800mm，寬為1600mm ,高為700mm。超聲波檢測(cè)成像平面展開圖如圖3所示。
2 病害分析
經(jīng)過對(duì)墩柱商品混凝土施工質(zhì)量隱患的排查，發(fā)現(xiàn)問題多存在于施工環(huán)節(jié)，存在的問題有：商品混凝土振搗不夠，漏振，過振，離析等現(xiàn)象，該墩柱首先發(fā)現(xiàn)外觀質(zhì)量出現(xiàn)麻面，回彈強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，然后發(fā)現(xiàn)有蜂窩，進(jìn)而探查出現(xiàn)商品混凝土離析，松散等情況。究其原因應(yīng)是施工原因所致：該墩柱是高墩柱，下商品混凝土?xí)r采用了串筒，因墩柱較高商品混凝土在下泄過程中，在墩柱底部出現(xiàn)了離析；鋼筋密集，振搗人員在墩柱鋼筋籠內(nèi)進(jìn)行振搗，操作空間狹窄，因此在墩柱根部出現(xiàn)漏振。以上兩點(diǎn)，是出現(xiàn)該質(zhì)量缺陷的主要原因。
3 加固與補(bǔ)強(qiáng)
3.1 施工方案根據(jù)實(shí)際情況，本方案采取清除墩柱外松散浮渣，然后采用植高強(qiáng)螺栓、粘貼鋼板，外加鋼筋箍對(duì)立柱商品混凝土缺陷部位進(jìn)行加固。范圍為根據(jù)檢測(cè)情況加固承臺(tái)面以上2米內(nèi)。
3.2 施工步驟
（1）剔除松散浮塊，清理灰塵。
（2）噴涂進(jìn)口E200新舊商品混凝土界面劑。界面劑的使用可以保證不在新舊商品混凝土結(jié)合面破壞。
（3）填充E200聚合物砂漿。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)商品混凝土疏松壓注結(jié)構(gòu)膠。使用膏狀封邊膠＃101封閉灌漿區(qū)域，預(yù)埋注入座和排氣孔。為使粘結(jié)膠能盡量進(jìn)入商品混凝土，在商品混凝土表面鉆Ф6mm×25～30cm的排孔，間距為25cm×25cm。壓注結(jié)構(gòu)膠采用進(jìn)口膠E2300。
（4）待蜂窩內(nèi)結(jié)構(gòu)膠固化24小時(shí)后，在承臺(tái)面以上2米范圍內(nèi)植M16高強(qiáng)螺栓，間距為25cm×25cm，用于錨固鋼板，在承臺(tái)面植入M28高強(qiáng)螺栓與角鋼連接。植筋膠采用進(jìn)口SHO BOND膠＃101。
（5）安裝鋼板、角鋼，將配置好的101膠泥把鋼板、角鋼邊緣密封，注意在鋼板周邊位置插入內(nèi)徑5mm的軟管作為排氣管，插入鋼板內(nèi)2cm。鋼板四個(gè)邊、角均需留出排氣孔。膠泥凝固后須壓空氣，用肥皂水檢查是否漏氣，如有漏氣須再次封補(bǔ)，直壓不漏氣為止。
（6）壓入E2300粘膠采用專用灌膠瓶壓注，壓漿過程中要嚴(yán)格控制漿液進(jìn)孔壓力，一般保持在0.2MPa以內(nèi)，最大不超過0.5MPa，以免過薄處發(fā)生崩裂。終壓時(shí)壓力表要保持在0.2MPa的讀數(shù)上，并持續(xù)3~5分鐘，關(guān)閉壓漿嘴閥門直至固化后拆除壓漿嘴和排氣，保持表面美觀。壓注時(shí)應(yīng)注意從下往上，從底端開始注，當(dāng)鄰近的注入座有膠流出時(shí)，將當(dāng)前的注入座用鐵絲捆扎封閉，移至下一個(gè)鄰近的注入座注入。排氣管中有膠流出則將其彎折，用鐵絲扎緊。一邊注一邊用小鐵錘敲擊鋼板，由聲音判斷是否已注滿。待粘膠從四周排氣孔溢出后再穩(wěn)壓1～2分鐘灌膠前安裝焊接N6鋼筋，間隔15cm，接頭部位單面焊接10d。E2300為進(jìn)口高分子樹脂結(jié)構(gòu)膠，能與鋼板、商品混凝土良好粘結(jié)，使其成為整體。
（7）灌膠完畢后外露鋼板、角鋼涂刷界面膠E200，立模澆筑C30聚丙烯纖維網(wǎng)聚合物抗裂細(xì)石商品混凝土，高度承臺(tái)面以上210cm，厚度15cm。(聚丙烯纖維網(wǎng)用量為每m3砼0.9kg）
4 加固效果
加固完成后，再次對(duì)墩柱進(jìn)行超聲波檢測(cè)，各檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示墩柱內(nèi)的混合物強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并經(jīng)設(shè)計(jì)人員復(fù)算后表明墩柱能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并經(jīng)過近兩年的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，該墩柱未出現(xiàn)裂縫或其他的位移情況。
