梁出坑检测技术初探

（厦门市路桥咨询监理有限公司 福建 厦门 361009）

【摘 要】文章以永宁高速公路的T梁预制完后在吊装前的全面检测为工程背景，通过4个方面的检测（保护层厚度检测、T梁空洞检测、T梁裂隙检测、外观质量检测），再经过综合的分析，得出该T梁的成品质量。

【关键词】桥梁工程；T梁；检测

T-beam Techniques of a pit detection

Zhu Zhen-shun,Chen Shu-juan,Zhu Li-ming

(Xiamen Road & Bridge Consulting Supervision Co., Ltd Xiamen Fujian 361009)

【Abstract】Article in the T-beam highway Yongning after pre-test in full before lifting the background for the project through four areas of detection (detection of protective layer thickness, T beam hole detection, T beam crack detection, the appearance quality inspection), then after comprehensive analysis, the quality of the finished product of the T beam.

【Key words】Bridge engineering;T beam;Detection

工程概况：永安至宁化高速公路路线走向基本呈东西向，总于现有省道307线北侧，起于在建泉三高速公路吉山枢纽互通，终点经五里亭至闽赣交界，与拟建的泉州至南宁横线江西境内石城至吉安高速公路相接。本项目的建设可促进我国海峡西岸经济区、华东、华南地区之间的经济协作和经济发展。

本项目合同段起于K62+900，止于K91+940。主线全长31.04km。主线设计技术标准：设计速度为100km/h，四车道，路基宽度为26.0m。清流连接线，全长约3.907km，二级公路设计标准。设置2座互通。

1. 钢筋保护层厚度检测的意义：

在实际的施工中，钢筋保护层厚度受施工现场众多因素的影响，如操作人员技术水平、施工环境、机械设备、施工工艺等的影响，使钢筋保护层厚度出现较大的偏差。随着建筑业市场化的推进，政府对于工程质量的监控逐渐淡化了工程现场的施工技术的管理、操作等内容，给予施工企业更大的自，而以“强化验收”来保证工程质量。因此，对砼构件进行钢筋保护层厚度实体检测，使其满现行规范的要求，尤为重要。

1.1 钢筋保护层定义。钢筋保护层厚度是指，受力主筋外边缘到混凝土表面距离。

1.2 钢筋保护层厚度的主要作用：

1.2.1 保证钢筋与砼的粘结力。钢筋与砼之间在荷载作用下产生劈裂应力，保护层厚度较薄时，钢筋与砼之间很快产生劈裂破坏，直接影响砼构件的承载力；而当保护层厚度与钢筋直径之比超过某个临界值之后，不会再产生劈裂破坏。因此，砼结构设计规范根据大量的试验结果，规定了钢筋保护层厚度的最小值。

1.2.2 保证砼结构的耐久性。砼在大气中会产生碳化，当碳化深度达到钢筋表面时，钢筋产生锈蚀，直接影响砼构件的耐久性；当保护层砼具有足够的厚度，能保证砼的碳化深度在相当长的时间不会达到钢筋表面，而且能保证与钢筋垂直的裂缝宽度不致过大，砼保护层就可以长期保护钢筋免遭锈蚀。因此，现行的砼结构施工质量验收规范和砼结构设计规范，为确保砼构件的承载力和耐久性，把保护层厚度提到一个很高的位置，要求在结构验收时必须提供保护层厚度实体检测结果，作为结构验收的依据之一。

1.3 保护层厚度的检测：

1.3.1 检测方法：采用电磁方法检测。

1.3.2 检测原理：目前，国内所使用的钢筋保护层厚度检测仪器多为电磁感应法，即仪器在构件混凝土 表面向内部发射电磁波，形成电磁场，混凝土内部的钢筋切割磁感线产生感应电磁场，由于 感应电磁场的强度及空间梯度变化与钢筋位置、直径、保护层厚度有关，因此，通过测量感 应电磁场的梯度变化，并通过分析处理，就能确定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径等参数 。本条高速的钢筋保护层厚度检测全部采用该方法检测。

1.3.3 检测前的准备工作。

1.3.3.1 技术培训和学习。现场检测人员除了掌握仪器的操作方法外，还应该熟悉《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204－2002中附录E的有关规定，具有建筑结构的基础知识，熟悉结构中梁板的配筋方式。

1.3.3.2 仪器的检定和自检。仪器应该妥善保管，在规定的周期内定期送有资质的单位检定。而且应该制作标准试件,每次检测出发前和回来后都应进行自检，了解把握仪器的状况，做到有问题及时发现，及早处理。

1.3.3.3 制作相关技术文件和表格。编制相关的程序文件、原始记录、检测报告、仪器运行维护保养记录等技术文件和表格。原始记录应该包括工程名称、报检编号、构件名称、设计值、实测值等一系列信息，并且要做到能再现到检测现场，便于查找处理问题。

1.3.3.4 现场准备工作。确定检测构件和部位，了解现场情况，平整场地，查阅有关图纸，找出相关参数。

1.3.3.5 现场检测。测点数与测区布置：主要的检测部位是在T梁腹板坚筋的保护层厚度，在腹板两侧对称检测，以检查钢筋是否偏位。测区尽可能沿梁片纵向不同位置分布，在腹板取40个点、T梁两面各20个点并取不同的位置。

1.3.4 检测实例：永宁高速公路某梁场的T梁保护层厚度和钢筋间距检测实例（见表1）：

通过对现有T梁的钢筋保护层厚度的检测结果分析，与现行规范要求有较大的差距，实体检测的合格率只有70％～90％。为了提高钢筋保护层厚度的控制质量，满足现行规范的要求，又要把增加的成本控制在最小的范围内，总结了以下控制措施：

2. 梁钢筋保护层厚度的措施：

2.1 从钢筋安装方面控制：

2.1.1 梁底面和侧面采用支撑件来控制保护层厚度。梁由短钢筋1、短钢筋2和短钢筋3组成，短钢筋之间采用点焊。短钢筋1和短钢筋2的直径不得小于中12mm，短钢筋3的直径不得小于10mm。梁底面钢筋保护层厚度由短钢筋1和短钢筋2的直径来调节，如梁底面保护层厚度为25mm时，均可采用直径为12mm的短钢筋；梁侧面保护层厚度由短钢筋3的位置来控制；支撑件的间距根据梁的大小来确定，一般控制在80~100cm。当梁宽大于40cm时，支撑件中间增设短钢筋2，间距控制在30cm左右。

2.1.2 梁上部钢筋保护层厚度控制措施：当梁的高度小于等于550mm时，可直接利用梁的箍筋高度来控制。当梁的高度大于等于600mm时，上部钢筋增设支撑件来确保钢筋的保护层厚度。支撑件均采用直径20mm的钢筋。钢筋保护层厚度由支撑件的横档的位置来控制。横档的位置根据梁的高度、钢筋直径、保护层厚度来确定。一个支撑件设2~4个档位，使其有较大的适用范围；每处支撑件数量根据梁的断面尺寸来确定，但每处的支撑件不少于2支；支撑件的间距控制在2m内；横向短钢筋根据梁高设置在相应的档位上。靠近节点的支撑件与梁箍筋点焊，不取出；其他的支撑件，当砼浇筑到一定程度，能满足梁上部钢筋不下沉时，可取出相应位置的支撑件。

2.1.3 在梁跨中主次梁交接处，一般主梁的尺寸比次梁的尺寸大，次梁的上部钢筋放在主梁的上部钢筋之上，次梁的钢筋保护层厚度按最大允许偏差控制，主梁的钢筋保护层尽量满足要求。

2.1.4 在梁的渐变曲线相交处，梁筋的保护层厚度均要满足规范要求比较难做到。除从设计方面采取措施外，当多根梁端部重叠，无法调整连梁标高时，在不影响受力的前提下，通过钢筋安装调整钢筋位置来调节。连梁的钢筋保护层厚度调整到允许偏差的最小值，主梁钢筋的保护层厚度可能会比较厚，当保护层厚度超过40mm时增加钢丝网。

2.1.5 板钢筋保护层厚度的控制措施：

2.1.5.1 板底部钢筋采用水泥砂浆预制垫块来控制。垫块的厚度为保护层的厚度，长宽不小于501Bmm，强度不得小于M15，养护时间不小于14d；垫块从梁边第一排钢筋开始设置，中间按每lm2左右设置一个，成梅花状布置，用铁丝与钢筋绑扎牢固。

2.1.5.2 板厚度小于180mm时，板上部钢筋的支撑采用工具式马凳(马凳形状)。马凳的高度为板厚减去保护层厚度和板上部钢筋直径，用中l0mm以卜的圆钢制作。马凳距梁筋100~200mm处和板筋端部各设置一排，并与板的分布筋点焊中间按每lm2左右设置一个，成梅花状布置，用铁丝与板筋绑扎牢固。当砼浇筑到距设置在中间部分的马凳150~200mm时，待砼振捣密实后，把设置在中间部分的马凳取出，供重复使用。

2.1.5.3 当板厚大于等于180mm时，上部钢筋的支撑采用钢管支撑和辅助马凳，板筋按间距铺设在钢管上，保护层的厚度通过调节直角扣件的位置来满足。钢管支撑采用48mm的钢管，形状如图7；辅助马凳的形状如图6a。钢管支撑在距梁边和板筋端部200mm处各设一道，中间部分按1m左右设置；辅助马凳设置在梁边和板筋端部，并与板分布筋点焊；将板上部钢筋辅设在架立钢管上，并用铅丝临时固定，使板上部钢筋、架立钢管、辅助马凳、分布筋连成整体，从而构成刚度较大的钢筋网片，能承受一定的冲击力和偶尔的人工踩踏，避免砼浇捣过程造成板上部钢筋的严重偏位、下陷和严重变形情况，可靠地保证板上部钢筋的，正确位置，从而保证钢筋保护层合格率。当距支撑100～200mm的砼振捣密实后，及时把钢管支撑取出。

2.2 从浇筑砼方面控制。

2.2.1 在浇筑砼前，必须由相关人员对钢筋保护层进行检查验收，验收合格并办理隐蔽记录后，方可开始浇筑砼。

2.2.2 在砼浇筑前，路桥铺设要到位、牢固，严禁把路桥直接铺在钢筋上。

2.2.3 倾倒砼时要尽量减少对钢筋的冲击。采用塔吊时，不得把料斗一次全部打开，砼一次性全部倒在梁上或有上部钢筋的板上；采用手推车时，倾倒砼不得撒手，手推车不得压在钢筋上。

2.2.4 浇筑砼采用“后退法”，严禁采用“前进法”。当浇筑特殊构件或实际确实需要在刚浇筑好的砼上行走时，必须采用胶合板铺设在砼上，所有的操作必须在砼初凝前全部完成。

2.2.5 任何人员不得随意在安装好的钢筋上乱踩；浇筑砼时，操作人员尽量避免踩踏钢筋，特别是板的上部钢筋。

2.2.6 在浇筑砼时，派专职钢筋工进行护筋，发现钢筋被踩踏或支撑件移位时，及时进行修整。特别在采用泵送砼时，砼浇筑软管有较大的震动和冲击力，使控制软管的操作工人难免会踩踏钢筋，砼的冲击力也难免会使钢筋及支撑移位，护筋工作显得尤其重要。

2.3 从组织管理方面控制。

2.3.1 在作业前，对操作人员进行详细的技术交底，并进行现场操作示范和讲解；在交底时，不仅对钢筋班组提出要求，还要对模板班组、砼班组等相关班组提出要求，强调钢筋保护层的重要性，提高人员的思想意识，化被动作业为主动作业、化被动防护为主动防护。

2.3.2 合理安排各工种的施工顺序，避免其他工种在安装好的钢筋上踩踏作业。如有预埋管施工，尽量在板上部钢筋安装前完成预埋。

2.3.3 钢筋保护层的垫块和支撑的设置采取专人负责制度和专人检查验收制度。

3. 预应力管道压浆密实度的检测技术：

预应力管道压浆是预应力砼桥梁耐久性和可靠性的重要保障，而管道压浆欠密实的质量通病久治不愈，本条高速公路对灌浆料性能检测手段、灌浆施工现场质量控制手段、管道压浆质量检测手段等方面的加强检测和控制来提升目前桥梁的预制梁板施工的水平。

该条高速公路提出建立了灌浆料性能检测、压浆施工工艺参数的动态监测、压浆密实度的等效波速法和内窥法检测技术，对实际工程具有直接指导意义。但是影响后张法预应力管道压浆质量的因素很多，涉及施工各环节，首先要提高施工队伍技术水平和管理水平，严格进行灌浆材料的配合比设计和各项性能指标试验。其次，等效波速法技术在应用中，要重视积累相关数据，以便于提高定量评价的水平。

4. T梁的砼空洞检测：

4.1 本条高速公路采用超声波检测仪来对T梁的砼的空洞或者不密实情况进行检测。根据超声波在遇到缺陷时会产生散射、绕射、反射，声波在砼的内部传播的声时、声速和波幅的变化来判断砼内部的不密实或者空洞。检测时，每片T梁随机抽检3个测区（梁中部马蹄、腹板、预应力预埋管道弯起的部位，梁靠端部横隔板马蹄处），在平行的面对面的相对位置点出二排测点，每排10个测点，间距10cm*10cm，并进行测区和测点的编号保证在平行面上的的编号相互对应，在各个测点涂上少量耦合剂黄油，检测人员用超声波检测仪对所有测点进行采样。

4.2 要求预制梁场要搭设检测平台，T梁在出坑前应安置于梁底离地面1.2m的位置，检测人员用小铁锤敲击梁底各个部位，检查声音有没有显著变化，若有变化证明此处的砼存在空洞。

5. T梁裂隙检测：

本条高速公路采用检测人员先用肉眼检查裂缝的存在，然后用裂缝测宽仪对裂缝的宽度和长度进行检测。

5.1 砼裂缝产生的原因。

5.1.1 温度因素。初步认为是压浆时或压浆后温度过低造成。孔道压浆后，水泥浆内的游离水在低温下结冰，将砼胀裂，造成沿孔道位置砼出现“冻害裂缝”。此裂缝宽度可达0.1～0.3mm。张拉一般在达到梁体的设计混凝土强度的85%以上才可以进行，并且压浆后仍处于暖棚养生，温度得以控制。

5.1.2 材料因素。 腹板部位沿钢束孔道位置裂纹，从裂纹看，相当有规律，次序也一样。从国内外的一些资料来看，预应力砼很容易沿管道开裂。而对于薄壁结构的砼，不易使用抽拔管。因为抽拔过程对强度正在增长的砼挠动此较厉害。

5.1.3 移梁因素。由于施工现场有限以及冬季施工的特殊性，移梁一般在压浆完成后2～3天进行，以便尽早腾出台座。此时水泥浆的强度较低，虽然养护温度一般在200C～300C，但根据砼强度增长情况分析，3天强度只能达到设计强度的50%左右，加上孔道周围砼有效截面只占腹板厚的34%，砼紧密的钢筋、钢铰线布置，使砼振捣不便，可能造成局部砼强度较低，很容易出现裂纹。

5.1.4 结构因素。钢束坚向曲线布置，张拉时，产生向上的拉应力，使钢束上部砼受压，有了开裂的趋势，如果砼强度局部达不到要求，就很可能产生裂缝。

5.1.5 工艺因素。施工中管道不能严格按图纸坐标布置，局部高低左右偏移，张拉产生集中拉应力，造成局部砼产生裂缝。

5.2 施工过程预防裂缝产生的措施。

5.2.1 将抽拔管改为波纹管，减少抽拔过程中对砼的挠动。使用波纹管，不仅有利于砼与水泥浆的连续，而且，既使压浆施工后可能产生冻胀，波纹管也会对砼起到一定保护作用。

5.2.2 加强加密箍筋，最好采用螺纹筋，加大砼与钢筋的握裹力，减缓裂纹产生趋势。这样做的缺陷：钢筋太密，对砼振捣工序带来困难，容易产生蜂窝、麻面、空洞。

5.2.3 冬季施工中，延长压浆后养护时间，并控制好水泥浆施工水灰此，减少游离水分。压浆严格按操作规程施工，管道用水冲洗后，要用吹风机吹干。并且，压浆从一侧压后，应从另一侧补压。

在三明永宁项目，钢筋保护层实体检测取得良好的效果，项目业主通过T梁的出坑检测结果，制定出了奖惩措施。各个施工单位项目部也加强了对梁板预制中的钢筋保护层和预应力管道施作中的控制。梁板出坑实体检测合格率达90％以上。不合格点的偏差严格控制在砼施工质量验收规范的规定允许范围之内。

参考文献

［1］ 福建省建省高速公路《桥梁施工标准化指南》.

［2］ 《公路桥涵施工技术规范》.

［3］ 《公路工程试验检测监督指南》.

［4］ 《福建省公路工程质量通病治理工作材料汇编》《公路桥涵养护规范》.