论钢管混凝土浇筑质量检测方法的探讨

摘要：本文针对钢管混凝土施工过程中浇筑困难，常存在如空洞、脱空、脱黏、混凝土不密实等方面的质量问题，而这些缺陷直接影响其承载能力。因此，开展钢管混凝土内部缺陷检测技术研究，对保证工程质量具有重要意义。

关键词：钢管混凝土 检测方法 浇筑质量

所谓“钢管混凝土”是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。其工作的基本原理是利用钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。同时，由于混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，可以保证其材料性能的充分发挥。然而，由于钢管混凝土是由两种截然不同的材料组合在一起。一方面，其亲和力有限；另一方面，混凝土的施工工艺是在实际施工过程中是向钢管内灌注混凝土，无法保证钢管内部完全均匀充实而无缺陷。所以钢管混凝土的施工属于隐蔽工程，看不见摸不着。对管内混凝土是否存在蜂窝、麻面、夹渣、结合不良等缺陷完全不知，且这些缺陷在实际工程中是不可避免的。因此采取科学有效的方法，对钢管混凝土结构进行质量检测是非常必要的。

一、钢管混凝土的一般缺陷

（1）蜂窝离析。由于施工时混凝土的配比不合适，使水泥浆与粗骨料分离或靠混凝土自重使得填充不够密实，容易产生蜂窝离析现象。蜂窝大都出现在钢管内部混凝土难以浇筑密实的部位。主要是由于混凝土配合比不当，搅拌不均匀，施工方法不当等原因造成。

（2）孔洞。施工中选料不细致，混凝土中出现大的砾石，在无振捣的情况下，大砾石附近容易出现孔洞；有时钢管壁内有障碍物使得混凝土塌落不畅或受阻则更易出现孔洞现象。

（3）脱黏。钢管壁与核心混凝土黏结不良、局部脱空。造成钢管混凝土脱黏的主要原因有：①混凝土配合比设计不当，如配置的混凝土膨胀率较低，不足以弥补混凝土的自收缩和泵送施工过程中形成的气模；或拌制的混凝土离析、黏聚性不好，结构顶面浮浆较多，造成沉降收缩。②管壁内除锈未尽，或黏结处渗入一些空气，使管壁与混凝土接触处形成不良胶结。③温度变形，钢管和混凝土的热膨胀系数、导热系数不同。④受轴压作用，钢管与核心混凝土间存在径向应力，超过一定的轴向压力荷载时，钢管与混凝土即发生脱空现象。

二、一般检测方法

目前非金属超声波探测技术在混凝土结构非破损检测中应用十分广泛（超声回弹法），它对确定混凝土强度等级及检测内部缺陷与匀质性效果良好。然而，由于钢管混凝土是一种由钢管与混凝土组合而成的建筑构件，不同介质的组合增加了检测难度。因此对钢管混凝土内部混凝土质量的检测一直没有一个适当、可靠和简便的方法。国内外检测技术中应用较为广泛的钢管混凝土内部质量检测方法主要有人工敲击法，超声波检测法，射线检测法等。

2.1人工敲击法

敲击法是最常用的检验钢管混凝土浇筑质量的检测方法，这种检查方法由检查者聆听敲击钢管的声音，根据不同的音色找出钢管与混凝土剥离部位。此法大部分情况下是基于经验来进行判断，且不能够真正的得出混凝土与钢管之间的空隙大小和分布范围，随机性较强，因此建议作为辅检测手段使用。

2.2超声波检测法

超声波法又称超声法，其检测的基本原理是根据超声波在传播过程中遇到由各种介质缺陷形成的界面时会改变传播方向和路径，其能量会在缺陷处引发衰减，造成到达接收换能器时的声时、振幅、频率变化。对这些变化进行分析，就可检测钢管混凝土的质量。

当用超声波检测仪对钢管混凝土进行进行检测时，超声波的测试频率一般是在40～100 Hz之间。当超声波通过钢管混凝土时，钢管与混凝土和空隙对其速度、振幅、波形等会产生不同的影响，这就会在显示仪器上表现出来，对比无缺陷的钢管混凝土各种标定，通过分析就可确定管内混凝土的状况和质量。在钢管混凝土质量检测的实际工程中常用的超声波法有首波声时法、波形识别法和首波频率法。

2.3钻芯取样法

用混凝土钻芯机，直接从所需检测的结构或构件上钻取混凝土芯样，判定核心混凝土的内部缺陷及钻芯处的钢管壁和混凝土的黏结情况。该方法具有检测结果直观、可靠的优点。然而，由于取芯工作费用较高，而且会对结构造成一定程度的破坏，故芯样位置、数量受到一定的限制。

除上述几种方法外，还有红外热成像法，光纤传感监测系统，射线检测法等。但运用这些方法在检测时仍存在有许多问题，所以仍需对现有的检测方法进行改进或提出新的方法。

三、新型检测方法探讨

近年来，随着对工程质量、安全的日益重视，以及无损检测技术的发展，对钢管混凝土无损检测技术的新方法也层出不穷，下面介绍几种近几年发展比较成熟的钢管内混凝土的检测方法。

3.1冲击反射法

冲击反射法又称冲击回波法（Impact EchoMethod），简称IE法，是美康奈尔大学（Cornell Uni-versity）的Maary Sansalone和美国国家标准和技术研究所（NIST）Nicholas J.Carino首创。冲击回波法的基本原理：

冲击回波法是利用一个短时的机械冲击（用一个小钢球或小锤轻敲混凝土表面）产生低频的应力波，应力波传播到结构内部，被缺陷和构件底面反射回来，这些反射波被安装在冲击点附近的传感器接收下来（见图1），并被送到一个内置高速数据采集及信号处理的便携式仪器，将所记录的信号进行时域或频域分析即可得出混凝土的厚度或缺陷的深度。从所记录的信号中判定出缺陷或结构底面的反射波的走时，根据声波在混凝土中的传播速度，即可由以下公式计算出混凝土的厚度或缺陷的深度：