混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑最基本的結(jié)構(gòu)，混凝土檢測技術(shù)關(guān)系著整個建筑工程的品質(zhì)，近些年超聲波技術(shù)在混凝土檢測中應(yīng)用廣泛。

　　《混凝土世界》建筑科技雜志，創(chuàng)刊于1980年，由北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司主辦，是我國混凝土材料與工程行業(yè)的綜合性期刊。內(nèi)容涵蓋國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策解讀與行業(yè)經(jīng)濟運行分析;行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量技術(shù)規(guī)范、指南;國內(nèi)外混凝土材料與工程科技發(fā)展導(dǎo)航;市場需求動態(tài)信息與展望;國內(nèi)外混凝土與水泥制品行業(yè)發(fā)展動態(tài)與新技術(shù)、新產(chǎn)品等。主要欄目有：行業(yè)關(guān)注、專家論壇、經(jīng)濟運行、科技導(dǎo)航、企業(yè)發(fā)展、協(xié)會工作、新技術(shù)新產(chǎn)品、裝飾混凝土、各抒已見、新視角等。

　　簡單介紹了超聲波在結(jié)構(gòu)混凝土檢測中的應(yīng)用，主要分為強度檢測和內(nèi)部缺陷檢測，并通過天津某住宅小區(qū)的工程實例加以說明。

　　混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)今中國應(yīng)用最多的建筑形式，龐大的施工量也表明質(zhì)檢工作的重要性，但由于混凝土的配料、攪拌、成型、養(yǎng)護等每一個環(huán)節(jié)都會影響最終混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。同時用試件在實驗室測得的混凝土強度性能指標(biāo)，往往與實際中的結(jié)構(gòu)混凝土性能有所差別。所以相較之下混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測技術(shù)的直觀性，可靠性的優(yōu)勢便表現(xiàn)出來。

　　混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測分為強度檢測和缺陷檢測兩個方向，強度現(xiàn)場檢測從所采集的數(shù)據(jù)上看可分為直接檢測法和間接檢測法，從對構(gòu)件影響的角度又分為非破損檢測、微破損檢測和綜合法檢測。強度檢測方法包括回彈法、鉆芯法、超聲波法、超聲回彈綜合法、鉆芯回彈綜合法等;混凝土缺陷檢測的方法包括超聲波法和雷達法。

　　一、超聲波的實際應(yīng)用

　　在以上這些方法中，較之回彈法和鉆芯法超聲波具有穿透性強、不破壞結(jié)構(gòu)、定向性好、能同時檢測到構(gòu)件強度及缺陷的特點。下面簡單介紹一下有關(guān)超聲波的一些檢測方法。

　　1.超聲波檢測混凝土強度：

　　正如前文里所說，混凝土強度的檢測可分為直接檢測和間接檢測，直接檢測顧名思義就是通過檢測可直接獲得結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓強度，而間接檢測是通過一個或是多個與結(jié)構(gòu)混凝土強度相關(guān)的參數(shù)，通過建立測強曲線，間接獲得其強度的檢測方法。

　　此種方法是以超聲波在混凝土中傳播的聲速與混凝土強度的相關(guān)性為理論基礎(chǔ)的。理論證明，混凝土的某些力學(xué)參數(shù)與聲速有如下關(guān)系

　　其中，V為超聲波在混凝土中傳播的波速;ρ為混凝土的密度; υ為混凝土的泊松比。[1]

　　所以，理論上我們可以通過實驗用回歸方程建立一條反映混凝土強度與超聲波聲速的關(guān)系的曲線，這條曲線就能作為超聲波檢測混凝土強度的依據(jù)。但是由于影響混凝土強度的客觀因素較多，例如材料的配合比、原材料的品種、混凝土的齡期、檢測時的環(huán)境因素等都會影響到超聲波測強的精度和可靠性，當(dāng)差異較大時甚至?xí)�直接質(zhì)疑測強曲線的適用性。所以超聲波法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度還有待進一步的研究。筆者認為必要時可以結(jié)合直接檢測法建立修正系數(shù)或修正量對測強曲線進行修正來提高檢測精度和可靠性，但需要大量實驗和數(shù)據(jù)支持。

　　2.超生回彈綜合法檢測混凝土強度：

　　回彈法是通過混凝土表面硬度間接測得混凝土強度，卻無法了解到混凝土內(nèi)部質(zhì)量。而超聲波卻不同，它在結(jié)構(gòu)混凝土中的傳播速度可以反映混凝土內(nèi)部的質(zhì)量，混凝土強度較低時波速隨強度變化較大，混凝土強度較高時隨著強度的改變波速的變化則不十分明顯。超聲回彈綜合法即是將以上兩種方法的結(jié)合，通過實驗回歸分析，波速一回彈值與混凝土強度之間的曲線方程為：

　　其中α為常數(shù)項，b、c為回歸系數(shù)v為超聲波速，R為回彈值，此曲線即為測強曲線。

　　需要注意的是當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所采用的材料及其齡期與制定測強曲線所采用的材料及其齡期有較大差異時，需要用同條件立方體試件或從構(gòu)件測區(qū)中鉆取的混凝土芯樣試件的抗壓強度采用修正系數(shù)法進行修正。[2]

　　3.超聲法檢測混凝土缺陷：

　　超聲法檢測混凝土缺陷的原理為通過測量超聲脈沖波在混凝土中的傳播速度、首波波幅及接收信號主頻，并根據(jù)這些參數(shù)在混凝土中的異常變化判定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土內(nèi)部不密實區(qū)的位置、范圍、裂縫深度、表層損傷厚度等。

　　采用超聲法檢測混凝土內(nèi)部缺陷時需要注意的是混凝土表面需要干燥、平滑、清潔，含水或表面不平整均對結(jié)果有影響，同時均勻性差的混凝土可能導(dǎo)致結(jié)果的誤差很大或是錯誤的結(jié)果。

　　二、工程實例

　　1.工程概況

　　天津市某住宅小區(qū)所有樓體均為磚混結(jié)構(gòu)6層建筑，檐口高度18.50m。因該小區(qū)部分樓棟混凝土構(gòu)造柱存在局部漏振、蜂窩孔洞及開裂現(xiàn)象，為此開發(fā)商委托有關(guān)鑒定檢測單位對該住宅小區(qū)113號樓、95號樓、83號樓、78號樓部分戶室內(nèi)構(gòu)造柱構(gòu)件的實體質(zhì)量進行鑒定檢測。并以此作為進一步處理方案的依據(jù)。該小區(qū)住宅樓平面如圖1所示。

　　2現(xiàn)場鑒定檢測情況.

　　經(jīng)檢查113號樓1門502室北側(cè)臥室門口部位一根構(gòu)造柱構(gòu)件，在距地面0.94m高度部位存在一條水平裂縫，抽查部位最大裂縫寬度約為0.2mm。采用超聲回彈綜合法檢測該構(gòu)造柱構(gòu)件強度。布置測區(qū)如圖2所示，每個測區(qū)布置3個測點采用對測法進行超聲測試，并根據(jù)公式 計算出該測區(qū)的混凝土中聲速代表值，每個測區(qū)分別在超聲波的發(fā)射面和接收面各彈擊8個點。根據(jù)聲速代表值及回彈代表值查表得出測區(qū)混凝土抗壓強度換算值分別為：26.4MPa、26.2MPa、26.5MPa、24.1MPa、29.8MPa。取最小值24.1MPa為構(gòu)件砼抗壓強度推定值，滿足設(shè)計混凝土強度等級C20的要求。經(jīng)采用鋼筋探測儀對該構(gòu)造柱的單側(cè)縱筋根數(shù)及箍筋間距進行檢測，檢測結(jié)果表明：所抽測構(gòu)造柱構(gòu)件的單側(cè)縱筋根數(shù)實測值為2根，箍筋間距實測平均值為100mm(柱端)、200mm(柱中)，均滿足設(shè)計及施工質(zhì)量驗收規(guī)范的相關(guān)要求，故可排除構(gòu)件砼強度及鋼筋配置存在問題。

　　通過現(xiàn)場查勘，在構(gòu)造柱出現(xiàn)水平裂縫一面的相對面及相臨側(cè)面均未發(fā)現(xiàn)砼受壓破壞及開裂現(xiàn)象，戶室內(nèi)墻體及樓蓋板均完好無破壞及開裂現(xiàn)象。

　　采用超聲波單面平測法對裂縫深度進行檢測，分別取跨縫和不跨縫聲波傳播距離為15、65、115、165、215、265、315mm，7個測點，分別測出相應(yīng)聲時值，用回歸分析方法求出聲時與測距之間的直線方程： 。其中b即為聲波在混凝土中的波速。再通過公式 和 計算出第i點的裂縫深度 和裂縫平均深度 ，其中 為第i點跨縫測得的聲時值 [3] 。通過對比 與 決定是否保留數(shù)據(jù)，檢測結(jié)果見(表1)，由表中數(shù)據(jù)可知該裂縫深度為64.3mm。

　　3.結(jié)論

　　通過現(xiàn)場鑒定檢測，該小區(qū)其他樓棟戶室內(nèi)狀況均與該戶類似。裂縫深度均較淺，寬度一般在0.2mm左右。砼強度、鋼筋配置及構(gòu)件截面尺寸均滿足設(shè)計要求和相關(guān)施工質(zhì)量驗收規(guī)范的要求。

　　原因分析

　　1) 目前所鑒定戶室構(gòu)造柱構(gòu)件出現(xiàn)的水平裂縫主要系由于混凝土澆筑振搗及養(yǎng)護過程中溫度、濕度作用下產(chǎn)生收縮變形等因素綜合影響所至。

　　2) 目前所鑒定戶室構(gòu)造柱構(gòu)件出現(xiàn)的局部砼酥松、蜂窩麻面現(xiàn)象主要系由于混凝土澆筑振搗過程中局部漏振或過振影響所至。

　　建議措施

　　1) 建議對存在細微裂縫的構(gòu)造柱構(gòu)件，可沿裂縫剔鑿V形槽采用聚合物砂漿修補即可。

　　2) 建議對存在局部漏振、酥松的構(gòu)造柱構(gòu)件，將局部酥松混凝土層剔除至堅硬混凝土層后，采用C25細石混凝土重新進行澆注，同時應(yīng)保證新舊混凝土結(jié)合牢固。

　　結(jié)束語

　　本文結(jié)合工程實例介紹了超聲波在混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢測中的意義，超聲波在結(jié)構(gòu)檢測中有著其特有的優(yōu)勢，希望廣大鑒定檢測技術(shù)人員共同努力，發(fā)揮自己的才能提高技術(shù)水平，使我們的工作更加完善和科學(xué)。

　　參考文獻

　　[1]張樹勛，超聲波在土木工程無損檢測中的應(yīng)用

　　[2]超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程(CECS 02：2005)

　　[3]超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程(CECS 21：2000)