水工建筑物安全鑒定程序及檢測內容ppt教程

1、水工建筑物安全鑒定程序及檢測內容,中南勘測設計研究院物探測試研究中心,目 錄,一.水工建筑物安全評估二.混凝土建筑物的檢測內容三.混凝土建筑物的現場檢測（普查、強度檢測、裂縫調查及檢測、碳化深度測量、鋼筋銹蝕檢測、鋼筋保護層厚度檢測、抗凍實驗）四.檢測工程實例五. 混凝土檢測新型設備,當水工建筑物運行到一定年限后，為了保證建筑物的正常運行，需要對水工建筑物進行定期安全檢查，并對其進行安全鑒定或安全評估。電力系統(tǒng)大壩

2、安全監(jiān)察中心要求水電站大壩每5年進行一次定期安全檢查與鑒定。水利部1998年發(fā)布的《水閘安全鑒定規(guī)定》中要求，水閘投入運用后每隔15-20年應進行一次全面的安全檢查與鑒定。,一、水工混凝土建筑物安全評估,水工混凝土建筑物安全評估最主要的內容之一是根據檢測情況，對混凝土建筑物進行必要的復核計算，復核計算內容包括：1.建筑物因規(guī)劃數據的改變而影響安全運行的，應區(qū)別不同情況進行建筑物的整體穩(wěn)定性、抗?jié)B穩(wěn)定性及結構強度等復核計算；2.建筑

3、物因荷載標準的提高而影響工程安全的，應復核其結構強度和變形；3.混凝土結構需要限制裂縫寬度的結構構件，出現超過允許值的裂縫，應復核其結構強度和裂縫寬度；,4.需要控制變形值的結構構件，出現超過允許值的變形，應進行結構強度和變形驗算；5.對主要結構構件發(fā)生銹脹裂縫或表面剝蝕、磨損而導致鋼筋保護層破壞和鋼筋銹蝕的，應按實際截面進行結構構件強度復核；6.地震設防區(qū)的建筑物，原設計未考慮抗震設防或設計烈度偏低的，應按現行SL203-97&

4、gt;和有關規(guī)定進行復核計算。,混凝土壩安全評估應復核建筑物的級別，根據國家有關現行規(guī)范，按大壩目前的工作條件、荷載條件及運行工況進行復核與評估。大壩安全評估涉及到的內容包括：復核防洪標準結構安全（強度和穩(wěn)定）滲流安全抗震安全金屬結構安全工程質量等,（一）混凝土壩安全評估,（1）現場調查：大壩管理單位首先對工程的現狀開展調查，收集與工程有關的技術資料，對大壩存在的問題和缺陷進行初步的分析。（2）現場檢測：對有安全監(jiān)測設施

5、的混凝土壩，首先對安全監(jiān)測資料進行分析，在此基礎上，安排對大壩進行必要的現場檢測和勘探，確定基礎的情況、壩基揚壓力及壩體混凝土的質量和老化狀況等。,混凝土壩安全評估程序,（3）復核計算：以新的復核后的洪水設計標準、壩體復核后的實際荷載、壩基的真實工作狀況、壩體混凝土的性能狀況及其老化，按照現行的《混凝土重力壩設計規(guī)范》（DL5018－1999）進行穩(wěn)定和強度的復核計算。（4）安全評定：由大壩安全鑒定或安全評估專家組根據大壩現場調查的情

6、況、現場檢測和安全監(jiān)測的分析結果及安全復核計算的結果，對大壩的安全狀況進行評估并給出評估的結果。,水閘安全評估應以最新的規(guī)劃數據、原型觀測資料和安全檢測成果為基礎，根據國家現行的《水閘設計規(guī)范》（SL265－2001），按水閘目前的工作狀況、荷載條件及運行工況進行復核與評估。水閘安全評估涉及的內容包括：復核水閘的抗滑和抗浮穩(wěn)定性抗?jié)B穩(wěn)定性混凝土結構的強度和變形金屬結構安全某些工程的抗震性能等。,（二）水閘安全評估,水閘安全評

7、估的程序,依據現行《水閘安全鑒定規(guī)定》（SL214－98），水閘安全鑒定的程序如下：1 水閘管理單位開展水閘現狀調查，并編寫報告，向上級主管部門申請安全鑒定；2 委托具備相應資質的檢測單位和設計單位進行現場檢測和工程安全復核；3 水閘上級主管單位聘請有關專家組成水閘安全鑒定專家組；4 鑒定專家組在評審工程現狀分析報告、現場安全檢測報告和工程復核計算分析報告的基礎上，提出水閘安全鑒定結論，編寫水閘安全鑒定報告書。,一類閘：運用指標

8、能達到設計標準，無明顯缺陷，正常維護即可正常運行；二類閘：運用指標基本能達到設計標準，工程存在一定損壞，經大修后，可達到正常運行；三類閘：運用指標達不到設計標準，工程存在嚴重損壞，經除險加固后，才能達到正常運行；四類閘：運用指標無法達到設計標準，工程存在嚴重安全問題，需降低標準運用或報廢重建。,按水閘的安全狀況將水閘分為四類：,檢測目的：及時掌握水工混凝土建筑物運行狀態(tài)，保證結構的正常安全運行，延長結構的使用年限；需要在不影響

9、結構安全運行的前提下進行一系列的現場檢測，為下一步對建筑物的安全評估與修補加固處理提供科學依據。,二 混凝土建筑物的檢測內容,檢測內容,結構耐久性檢測應根據結構所處環(huán)境、結構的技術狀況及耐久性評定的需要進行。包括：構件的幾何參數、保護層厚度、混凝土抗壓強度、混凝土碳化深度、裂縫及缺陷、混凝土氯離子含量、鋼筋銹蝕狀況、高溫、凍融、化學腐蝕損傷等項內容。混凝土強度、內外部缺陷是主要檢測內容。,通過普查確定重點檢測部位重點部位的檢測內容

10、: 混凝土強度、混凝土抗凍標號、混凝土的剝蝕程度、混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕、混凝土氯離子含量、混凝土的抗?jié)B系數、襯砌混凝土的密實度及混凝土的裂縫等項目。,檢測方法,內容主要包括：（1）觀察外觀缺陷；通過仔細檢查，詳細記錄缺陷的位置、性質、程度、外貌、顏色。（2）描述裂縫的分布、量測裂縫長度、寬度、深度及數量；（3）記錄暴露于自然環(huán)境中的狀態(tài)——損傷、凍融、剝蝕、脫落及沖蝕（空蝕和磨蝕）；,三 混凝土建筑物的現場檢測,1 混凝土

11、的普查 現場普查的目的：混凝土結構損壞的種類和范圍 步驟：收集資料－調查走訪－普查,（4）記錄滲漏情況，點、線或面滲漏的痕跡及描述；（5）描述伸縮接縫的工作狀態(tài)及變形情況；（6）記錄高應力區(qū)域的情況；（7）記錄基礎和結構的變形或傾斜的情況；（8）向施工、管理單位有關人員了解施工、運行情況及存在的問題。收集建筑物在設計、施工、運行期間的有關記錄和資料。,無損檢測方法在不破壞混凝土結構整體性的情況下通過測定某些與混凝土抗壓強

12、度具有一定相關關系的物理參量來推定混凝土的強度，適用于對混凝土結構進行大面積的檢測。常用的方法有回彈法、超聲回彈綜合法及超聲波法。有損檢測方法在混凝土被檢測部位進行局部破壞進行推算混凝土強度的方法，常用的方法有芯樣強度法(鉆芯法)、拔出法和射釘法。,2 混凝土強度的檢測,鉆芯法檢測混凝土強度,一 鉆芯法檢驗適用情況二 鉆取芯樣三 鉆芯機四 檢測五 抗壓強度試驗,結構混凝土取芯現場,,其他有損檢測方法,預埋拔出法是在混凝土表層

13、以下一定距離處預先埋入一個鋼制錨固件，混凝土硬化以后，通過錨固件施加拔出力。當拔出力增至一定限度時，混凝土將沿著一個與軸線呈一定角度的圓錐面破裂，并最后拔出一個類圓錐體。 有資料表明此拔出力與抗壓強度之間有良好的相關關系，其相關系數可達0.95以上。,a、拔出試驗法,LOK試驗技術便是預埋拔出法中有代表性的，得到世界上許多國家廣泛使用的一種方法，我國研制的TYL型混凝土拔出試驗儀與丹麥的LOK試驗儀基本相同，見圖1。,圖1

14、 拔出試驗簡圖,h,預埋拔出試驗的操作步驟可分為： 安裝預埋件--澆筑混凝土--拆除連接件--拉拔錨頭。 拔出力與抗壓強度之間的試驗相關關系，可以用具有一般代表性測強曲線來表示： （1）,拔出試驗同其它無損檢測一樣，屬于從一個物理量來推定另一個物理量，必須在建筑物修建時或運行后取芯標定相關方程式。由于拔出法拔出深度較淺，一般在20-40mm之間，不能反映內部混凝土的

15、質量。,射釘法又稱貫入阻力試驗法, 是將一硬質合金棒打入混凝土中，用棒的外露長度作為阻力的度量。試驗證明，混凝土抗壓強度與射釘外露長度之間存在著良好的線性關系。 這種方法適用于混凝土早期強度發(fā)展的測定，也適用于同一結構不同部位混凝土強度的相對比較，但試驗結果受骨料影響十分明顯。,b、射釘法,無損檢測是指在不造成或少造成對混凝土破壞的情況下，通過測定混凝土的一個或幾個與抗壓強度具有相關關系的物理參量來推定混凝土的抗壓強度。

16、選擇測定的物理參量必須與混凝土的抗壓強度有良好的相關性。 目前國內外比較成熟、用途較廣泛的方法有回彈法、超聲回彈綜合法、超聲波法等。,2.2 無損檢測,超聲回彈綜合法檢測混凝土強度,一 測前準備二 檢測（先回彈后聲測）三.影響因素分析,1、回彈儀具有下列情況之一時應送檢定單位檢定：1）新回彈儀啟用前；2）超過檢定有效期限（有效期為半年）；3）累計彈擊次數超過6000次；4）經常規(guī)保養(yǎng)后鋼砧率定值不合格；5）受嚴重撞擊或

17、其他損害。2、回彈儀具有下列情況之一時應進行常規(guī)保養(yǎng)：1）彈擊超過2000次；2）對檢測值有懷疑時；3) 在鋼砧上的率定值不合格（80±2為合格）。,回彈儀測試注意事項,數顯回彈儀,在強度較低時（?30MPa），超聲波聲速隨混凝土強度改變變化很靈敏，但強度較高時聲速變化較遲鈍，它只能反映混凝土的內部缺陷。該方法不宜用于強度等級在C30以上或在超聲摶播方向上鋼筋布置太密的混凝土。 采用超聲波法，從原理上講基本可以抵消

18、混凝土濕度狀態(tài)、齡期及內部密實度對其強度推定值造成的影響。,超聲波測試注意事項,3 超聲法檢測混凝土缺陷,裂縫深度檢測不密實區(qū)和空洞檢測混凝土結合面質量檢測表面損傷層檢測灌注樁混凝土缺陷檢測鋼管混凝土缺陷檢測,檢測前準備資料,工程名稱檢測目的與要求混凝土原材料品種和規(guī)格混凝土澆注和養(yǎng)護情況構件尺寸和配筋施工圖或鋼筋隱蔽圖構件外觀質量及存在的問題,需要測量的聲學參數,聲時測量波幅測量（刻度法、衰減值法）主頻測量（第

19、1個周期波的主頻）接收信號的波形或包絡線的形狀,裂縫深度檢測（裂縫中不得有積水或泥漿）,單面平測法：只有1個可測表面，裂縫深度不大于0.5m。雙面斜測法：有兩個相互平行的測試表面鉆孔對測法：適用于大體積混凝土（允許在裂縫兩側鉆孔），預計裂縫深度大于0.5m。,不密實區(qū)和空洞檢測,適用條件：被測部位具有1對（或兩對）相互平行的測試面；測試范圍內還應有同條件的正常混凝土進行對比，切對比測點數不應少于20個。采用方法：有兩對相互

20、平行的測試面——對測法有1對相互平行的測試面——對測和斜測相結合測距較大時——鉆孔或預埋管測量。,,,,,對測法示意圖,鉆孔法示意圖,斜測法示意圖,混凝土結合面質量檢測（前后兩次澆注的混凝土之間的結合面）,適用條件：測試前應查明結合面的位置及走向，明確被測部位及范圍；構件的被測部位應具有使聲波垂直或斜穿結合面的測試條件。測試方法：對測法和斜測法。,表面損傷層檢測,因凍傷、高溫或化學腐蝕等引起的混凝土表面損傷層厚度的檢測。

21、適用條件：根據構件的損傷情況和外觀質量選取有代表性的部位布置測點；構件被測表面應平整并處于自然干燥狀態(tài)，且無接縫和飾面層；測試結果宜作局部破損驗證。測試方法：選用頻率較低的厚度式振動換能器進行平面測試，發(fā)射探頭不動，移動接收探頭，每一測位的測點數不得少于6個。,灌注樁混凝土缺陷檢測（預埋測試管在孔中進行超聲波對測）,鋼管混凝土缺陷檢測適用于管壁與混凝土膠結良好的鋼管混凝土質量檢測適用條件：鋼管外表面光潔，無嚴重銹蝕檢測方

22、法：通過圓心做徑向對測，沿環(huán)向測試，逐點讀取聲時、波幅和主頻。異常判斷原則：按“不密實區(qū)和空洞檢測”的統(tǒng)計法原則進行統(tǒng)計和判斷。,4 混凝土保護層厚度檢測,鋼筋是混凝土結構中最重要的元素之一，它直接決定了結構的抗壓、抗剪、抗震、抗沖擊性能，影響結構的安全性和耐久性。2002年4月頒布的《混凝土結構施工質量驗收規(guī)范》（GB 50204－2002），2003年又頒布的《建筑結構檢測技術標準》（GB 50344－2003）。對工程的梁、板

23、類構件的保護層厚度檢測提出了明確要求；另外，在對舊有結構進行評估、改造過程中對內部的鋼筋分布（數量、規(guī)格、保護層厚度）也需進行現場檢測。,基本原理,儀器通過傳感器在被測結構內部局部范圍發(fā)射電磁場，同時接受在電磁場覆蓋范圍內鐵磁性介質（鋼筋）產生的感生磁場，并轉換為電信號，主機系統(tǒng)實時分析處理數字化的電信號，并以圖形、數值、提示音等多種方式顯示出來，從而準確判定鋼筋位置、保護層厚度、鋼筋直徑及鋼筋間距。,基本原理：混凝土的碳化是指混凝

24、土硬化后其表面與空氣中的CO2作用，使混凝土中的水泥水化生成產物Ca(OH)2生成CaCO3，并使混凝土孔隙溶液PH值降低。防止鋼筋產生銹蝕的表面鈍化膜只能在堿性的環(huán)境下才能穩(wěn)定的存在，當混凝土孔隙溶液堿度降低時，這層鈍化膜也隨之瓦解，失去了對鋼筋的屏障作用，在電化學反應的作用下，鋼筋表面逐漸反應生成Fe(OH)3，導致鋼筋銹蝕。碳化引起鋼筋銹蝕的先決條件是碳化深度超過鋼筋保護層的厚度。,5 混凝土碳化深度的檢測,碳化產生的后果：

25、使混凝土孔隙溶液PH值降低，導致鋼筋表面鈍化膜破壞而引起鋼筋銹蝕；使混凝土表面硬度提高，使回彈值偏高（內部混凝土實際強度要比檢測結果低）。,碳化速度的主要影響因素:是混凝土自身的密實度和其所處的環(huán)境條件(包括大氣中二氧化碳濃度和相對濕度)。二氧化碳的濃度越高，碳化越快，當大氣相對濕度為50%左右時，碳化最快，濕度過高或過低都會阻礙碳化的發(fā)展。,1 鋼筋銹蝕對結構的影響①.鋼筋銹蝕直接使鋼筋截面減小，從而使鋼筋的承載力下降，極限延

26、伸率減少；②.鋼筋銹蝕產生的體積比銹蝕前的體積大得多（一般可達2-3倍），體積膨脹壓力使鋼筋外圍混凝土產生拉應力，發(fā)生順筋開裂，使結構耐久性降低；③.鋼筋銹蝕使鋼筋與混凝土之間的粘結力下降。,6 鋼筋銹蝕狀態(tài)的檢測,導致鋼筋產生銹蝕的原因有兩個：第一是混凝土的碳化深度超過混凝土保護層厚度；第二是大量的氯離子等酸性離子的侵蝕作用（氯離子侵蝕分為滲透型和摻入型兩類，可將鋼筋開始銹蝕、保護層銹脹開裂或性能嚴重退化作為耐久性失效的標準

27、）,2 檢測原理及方法,2.1 檢測原理國內外只能進行定性測量，常用的方法是半電池電位法。鋼筋在混凝土中銹蝕是一種電化學過程。此時，在鋼筋表面形成陽極區(qū)和陰極區(qū)。在這些具有不同電位的區(qū)域之間，混凝土的內部將產生電流。鋼筋和混凝土的電學活性可以看作是半個弱電池組，鋼的作用是一個電極，而混凝土是電解質，這就是半電池電位檢測法的名稱來由。半電池電位法是利用“Cu＋CuSO4飽和溶液”形成的半電池與“鋼筋＋混凝土”形成為半電池構成一個全電池

28、系統(tǒng)。由于“Cu＋CuSO4飽和溶液”的電位值相對恒定，而混凝土中鋼筋因銹蝕產生的化學反應將引起全電池的變化。因此，電位值可以評估鋼筋銹蝕狀態(tài)。,2.2 檢測方法,檢測前，首先配制Cu＋CuSO4飽和溶液。半電池電位法的原理要求混凝土成為電解質，因此必須對鋼筋混凝土結構的表面進行預先潤濕。采用95ml家用液體清潔劑加上19L飲用水充分混合構成的液體潤濕海綿和混凝土結構表面。檢測時，保持混凝土濕潤，但表面不存有自由水。 將鋼筋銹蝕測定儀

29、的一端與混凝土表面接觸，另一端與鋼筋相連，當鋼筋露出結構以外時，可以方便地直接連接。否則，需要首先利用鋼筋定位儀的無損檢測方法確定一根鋼筋的位置，然后鑿除鋼筋保護層部分的混凝土，使鋼筋外露，再進行連接。連接時要求打磨鋼筋表面，除去銹斑。根據半電池電位法的測試原理，為了保證電路閉合以及鋼筋的電阻足夠小，測試前應該使用電壓表檢查測試區(qū)內任意兩根鋼筋之間的電阻小于1。,檢測時，根據用鋼筋定位儀測定的鋼筋分布確定測線及測點，測點的間距為10-2

30、0cm。用鋼筋銹蝕測定儀逐個讀取每條測線上各測點的電位值，在至少觀察5min時，電位讀數保持穩(wěn)定浮動不超過±0.02V時，即認為電位穩(wěn)定，可以記錄測點電位。,試驗方法按電力行業(yè)標準《水工混凝土試驗規(guī)程》（DL/T5150-2001）進行。采用快速凍融法即混凝土中心的凍融溫度為：－18℃±2℃至5℃±2℃；一個凍融循環(huán)時間2-4小時。試件在凍融試驗過程中均處于全浸泡水狀態(tài)（亦飽水狀態(tài)）。,7 混凝土抗凍實

31、驗,凍融試驗結果采用動彈性模量和重量損失衡量?；炷羶鋈谠囼炘谌詣踊炷羶鋈谠囼灆C上進行。規(guī)范要求試件尺寸為10×10×40cm的棱柱體試件，當測試試件相對動彈性模數下降至60％或重量損失率達5％（不論哪個指標先達到），即可認為試件已達破壞，并以相應的凍融循環(huán)次數作為該混凝土的抗凍等級（F）。,由凍融引起的耐久性損傷按下列原則評定,1 以出現明顯的凍融損傷（表層水泥漿脫落、骨料外露）作為耐久性失效的標準；2 由凍

32、融損傷引起的混凝土疏松、剝落、保護層厚度減小、強度降低，按減小后的剩余保護層厚度及剩余強度進行鋼筋銹蝕耐久性評定； 凍融損傷嚴重（強度損失率過大、混凝土剝落達到或超過保護層厚度）應進行承載力驗算。,8 探地雷達快速檢測技術,探地雷達設備1970年美國地球物理儀器公司研制生產出第一臺探地雷達，探地雷達的應用大大提高了混凝土質量無損檢測的速度和精度。美國GSSI工業(yè)公司生產的SIR-3000新型探地雷達,是一種便攜式高速自動無損測試儀

33、，同時購置了頻率為400MHz、900MHz、1500MHz的三種測量天線。,,,SIR-2000雷達探測儀,工作原理,探地雷達方法是一種用于確定地下介質分布的電磁波技術。利用一個天線發(fā)射高頻率、寬頻帶、短脈沖電磁波，另一個天線接收來自地下介質界面的反射波。電磁波在介質中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態(tài)而變化。根據接收到波的旅行時間（亦稱雙程走時）、幅度與波形等資料，可探測介質的結構、構造與埋設物體

34、，其工作原理如圖所示。,探地雷達法的特點,探地雷達法主要用于普查。從宏觀上查明隧洞頂拱存在的較大破碎及松動巖體等不良地質體的位置和大小。充分發(fā)揮雷達法經濟、快速的特點，為下步精細測試提供依據。,高速公路路基巖溶探測,由于第四系覆蓋層與灰?guī)r層有著較好的電性差異，兩者的分界面清晰。巖溶洞穴中充填了含水量較大的淤泥質，地質雷達也能探測其位置。,第四系覆蓋層,灰?guī)r層,充填巖溶洞穴,高速公路路面分層探測,公路的上面層、中面層、下面層的厚度及位

35、置清楚可辨。,煤層采空洞探測,除了探測巖層分界面、采空洞之外，對小構造也有著良好的分辨能力，特別是在淺部探測時精度最高。,采空洞,巖層分界面,小構造,隧道兩壁空洞探測,深度為1.0m處的位置存在一個雙曲線的弧形異常，該弧形對應圓狀空洞所在。,某輸水隧洞混凝土襯砌質量檢測雷達圖像,襯砌,圍巖,其它實例,,某水電站消力池底板脫空檢測現場,某水電站消力池底板雷達圖像,,脫空處,鋼筋,分界面,,,面層混凝土,底層混凝土,隧洞內雷達檢測作業(yè)現場,

36、某輸水洞拱混凝土缺陷示意圖一,砼與基巖界面,砼脫空處,,鋼筋層,原砼超挖處,,某輸水洞頂拱混凝土缺陷示意圖二,,,砼與基巖界面,砼脫空,鋼筋層,四、檢測工程實例,五強溪水電站工程船閘的變形和裂縫調查五強溪水電站右消力池沖坑修復工程質量檢查亭子口嘉陵江大橋混凝土內部缺陷及強度檢測東江水電站大壩裂縫調查與檢測,五強溪船閘的變形和裂縫調查,,檢測目的,掌握三級連續(xù)船閘經過多年運行后的變化情況，校核結構各部位應力和變形的大小，了解它們現行

37、運行工況下主要技術指標是否滿足規(guī)程要求；掌握船閘運行特點，為電廠生產調度制定合理的安全操作規(guī)程提供技術資料，為五強溪水電廠第二輪大壩安全定期檢查鑒定提供科學依據和指導性意見。,檢測內容,船閘結構尺寸的抽查測量；結構外觀檢查；檢測混凝土強度及混凝土性能；鋼筋銹蝕情況及鋼筋性能；抽查混凝土構件碳化深度；閘室底板、閘墻、主廊道裂縫檢測并作素描。,檢測依據,①《船閘設計規(guī)范》，JTJ264-87；②《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)

38、程》，JGJ/T23-2001 ；③《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程》，CECS 02：88；④《混凝土結構設計規(guī)范》，GB50010-2002；⑤《建筑抗震設計規(guī)范》，GB50011-2001；⑥《船閘水工建筑物設計規(guī)范》，JTJ307-2001；⑦《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，GB/T50081-2002；⑧《黑色金屬硬度及強度換算值》，GB/T1172-1999；⑨《鉆芯法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》，C

39、ECS03:88；⑩《超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程》，CECS21:90；11《鋼筋混凝土結構原理》，車宏亞等，天津大學出版社，199012《結構可靠性鑒定與加固技術》，曹雙寅等，中國水利水電出版社，200213現場調查、檢測結果。,檢測儀器和設備,混凝土回彈儀；超聲波檢測儀；混凝土取芯機；讀數顯微鏡；混凝土碳化深度測量儀；激光經緯儀；里氏硬度儀,檢測結果,船閘幾何尺寸 三級梯形船閘，每級有一百多米長，閘底板下設有

40、三個輸水廊道。檢測時以每個閘室伸縮縫為基準劃分斷面，每個閘室均分為A、B、C、D、E、F、G7個斷面進行測量 。,裂紋檢查,裂縫的分類和評估標準 根據《國內外水利水電工程砼裂縫及其防滲技術研究》，戴會超，王建編著，黃河水利出版社，水工中的大體積混凝土裂縫的分類和評估參考標準見下表 。,裂紋檢測結果,裂縫深度：超聲法和鉆孔法測量；裂縫長度：卷尺測量；裂縫寬度：游標卡尺或寬度測量儀測量。,裂縫寬度測量,裂紋分布狀態(tài)及特征,①閘室底板

41、及主廊道頂面的裂紋多為縱裂紋。②靠江邊一側的裂紋總數遠大于靠山體一側的裂紋總數。③裂紋多呈群狀，局部分塊分布。④一閘室主廊道頂面裂紋多為高密度群狀細裂紋，三閘室主廊道頂面多為稀疏的較粗裂紋。⑤每個閘室的裂紋多為非均勻分布⑥閘底板2.5m厚，很多裂紋都從閘室底板擴展到主廊道頂面即局部貫穿。⑦一方面裂紋從閘室底板向廊道頂面擴展，一方面也從廊道頂面向閘室開展，呈雙向開展特征。⑧盡管輸水槽將閘室底板與廊道頂面分成一個個隔開的塊，但

42、相鄰塊的諸多裂紋在走向上有連貫的趨勢。,裂紋成因分析,按裂縫的起因有幾種可能性：砼收縮變形約束裂縫，這是指砼溫度變形或壓縮變形因受到約束而產生的裂縫；地基不均勻沉陷產生的裂縫；砼結構的荷載所造成的裂縫，這是指砼結構在設計荷載下所引起的裂縫；砼化學反應脹裂，這是指砼內部化學反應物的膨脹物產生的裂縫。,主要是軸向裂縫，最大的可能性,① 地基不均勻沉陷不是主要原因：整體式結構，閘墻與底板是連接在一起共同承受各種荷載的，且底板厚度較大，

43、不均勻沉陷首先應當對底板而不是對閘墻造成裂縫；② 溫度應力不是主要原因：應當出現在施工期和運行早期；③ 結構在設計荷載下的受力狀態(tài)是造成規(guī)律性軸向裂縫的原因，而ASR化學反應膨脹使裂縫進一步發(fā)展。④少量橫向裂縫可能是基礎沉降或滑移所造成。,裂縫造成的危害,裂縫的出現將造成鋼筋的外露，加快鋼筋的銹蝕，隨著鋼筋不斷的銹蝕、膨脹，使混凝土開裂脫落失去受力作用，在溫度效益的作用下鋼筋承受裂縫收縮時所產生壓應力，使鋼筋受損，因而給船閘的運行

44、埋下隱患。裂紋的最大特征就是擴展，所以開裂到基巖只是時間問題。,混凝土強度,采用方法：超聲回彈綜合法、鉆芯取樣法?，F場回彈值比鉆芯取樣值低，主要原因是現場所檢測的混凝土表面狀況較差（混凝土疏松或潮濕），強度下降快造成的，由于鉆芯取樣檢測的試樣是鉆取結構內核部分的混凝土，避開了構件表面的質量問題，檢測強度等級在C30以上，高于回彈法的檢測結果。,混凝土碳化深度,采用方法：丙酮試液和混凝土碳化深度測量儀。 船閘閘室最大碳化深度為30.

45、2mm，廊道最大碳化深度為7.1mm。船閘閘室的碳化深度已接近鋼筋保護層厚度，且船閘裂縫較多 ，這些部位鋼筋可能發(fā)生銹蝕。雖然船閘廊道碳化深度小于保護層厚度，但由于廊道內裂縫較多，裂縫處的鋼筋仍有可能暴露在外并發(fā)生銹蝕，非裂縫處的鋼筋還在混凝土堿性保護之中，鋼筋暫時不會生銹。,混凝土性能檢測,彈模試件、抗壓試件、抗拉試件。 各閘室芯樣檢測結果一致性較好，閘室輸水廊道混凝土強度較閘室混凝土強度略高。一閘室為C25，一閘室輸水廊道為

46、C25；二閘室為C25，二閘室輸水廊道為C30；三閘室為C25；三閘室輸水廊道為C30。,混凝土鋼筋硬度檢測,為了不給船閘造成過多的損傷，沒有在現場對船閘鋼筋進行檢測，鋼筋試樣均來自所取的混凝土芯樣中，因而檢測鋼筋的數量有限。檢測采用里氏硬度儀檢測了一閘室、二閘室、三閘室底板和廊道的鋼筋強度。鋼筋強度評定依據《黑色金屬硬度及強度換算值》（GB/T 1172—1999）。,船閘結構計算分析,1．船閘的設計2．船閘現行規(guī)范3．船閘結構

47、討論：導致底板不利的應力狀態(tài)；其次是船閘的運行狀況決定了要不斷地承受滿水和放空過程交替變化的荷載，其載荷變化的頻率遠遠高于重力壩，存在疲勞問題。 4．鋼筋作用分析：鋼筋的配置提高了結構的承載能力，但對于防止裂縫的作用并不大，它對裂縫的作用是限制裂縫的寬度，對于大體積砼結構更是如此， 5．ASR化學反應：結構在設計荷載下的受力狀態(tài)和ASR作用共同造成了五強溪船閘的裂縫發(fā)展和開合度超過設計標準的結果。 6．加固方案的研究：方案一為在頂

48、部加桿件約束，方案二是在水閘外部自底板向上約三分之一處加支撐。,檢測結論,（1）裂縫：最大裂縫寬達到了1.9mm，閘室底板和主廊道頂部裂縫數量較多，已形成裂縫群。船閘閘室底板裂縫向主廊道頂面擴展，很多已局部貫穿。閘室和主廊道裂縫多為縱裂縫（順流向），橫裂縫較少， 小廊道多為橫裂縫，縱裂縫較少；船閘靠江邊一側的裂縫數量較多，靠山體一側的裂縫較少。由于結構開裂和閘墻體表面混凝土腐蝕疏松，脫落較嚴重，一號閘室閘底板斜坡與閘墻體結合處有少量露筋

49、和空洞的現象。（2）混凝土強度：C25-C30。（3）混凝土性能：一致性較好，混凝土各項性能（抗壓、抗拉、彈模）所反映的結果與推定的船閘混凝土強度為相近。（4）混凝土碳化深度：船閘閘室碳碳化深度較大，達到30.2mm。由于閘室裂縫較多，且閘室墻體混凝土表面狀況又不好，內部鋼筋很容易發(fā)生銹蝕。船閘廊道混凝土碳化深度較小，非裂縫處鋼筋暫時不會生銹，裂縫處鋼筋仍有可能發(fā)生銹蝕。（5）通過計算分析：船閘結構在設計荷載下的受力狀態(tài)和ASR

50、作用共同造成了五強溪船閘的裂縫發(fā)展和開合度超過設計標準的結果。,五強溪水電站工程右消力池沖坑修復工程質量檢查,五強溪水電站在1996年防汛期間，遭受設計規(guī)定以外的惡劣運行工況，右消力池底板受到嚴重破壞，形成了長約50m，寬約20m，最大深度達30.5m的順水流方向的大沖坑。為了保證大壩安全穩(wěn)定，必須以進行水下混凝土連續(xù)澆筑施工的方式作修復。,施工處理及檢測過程,為了全面了解上部常態(tài)混凝土和下部水下混凝土的整體質量情況，并為補強灌漿處理

51、設計提供依據，在第1次補強灌漿處理前布置了檢查孔，進行了常規(guī)的抽芯、壓水試驗、芯樣試驗及鉆孔電視、孔間彈性波CT等新的檢測方法。檢查結果表明：水下混凝土存在較大的質量問題。其后，對水下混凝土進行了第1次補強灌漿處理，處理后又分別先后兩次布置檢查孔對施工質量進行了全面檢測。再次檢查結果表明：補強灌漿對水下混凝土的質量有明顯改善，但仍存在不均勻性、密實性差等問題。經專家咨詢會議研究決定，對水下混凝土還需進行第二次補強灌漿處理，并在補

52、強灌漿處理后再布置檢查孔，對工程質量進行了最后的全面質量檢查。最終的檢查結果表明：經過兩次補強灌漿后水下混凝土的質量情況有很大改善。,修復及檢測工作程序和方法,水下混凝土施工修復布置檢查孔（孔內彩色電視錄像，孔內全波列測試，孔間彈性波層析成像）評價施工質量──圈定補強部位補強（第1次灌漿）施工布置檢查孔（檢測）評價補強施工質量──再次圈定仍需補強的局部地段再次補強（第2次灌漿）施工布置檢查孔（檢測）評價再次補強施工質量

53、,質量評價方法,鉆孔電視觀察按孔壁水下混凝土狀態(tài)分類并直接評定質量情況；超聲波測試可數據按縱波速度值大小及波信號強弱及其波動性分類；CT成果按縱波速度值區(qū)段大小分類，并根據它們的變化特征及波速值推斷水下混凝土質量情況。混凝土的波速值大小是反映強度的重要指標。,常態(tài)混凝土檢查結果與質量評價,從兩次灌漿前后檢查孔的芯樣獲取率、壓水試驗及超聲波測試與孔壁觀察結果可知：平均芯樣獲取率在90%以上；平均透水率（Lu)灌前小于10.20，

54、灌后小于3.55；波速值Vp>4120m/s，且灌漿前后無明顯差異；孔壁光滑完整，骨料、砂漿的級配均勻，僅極少數孔段見澆筑縫與氣孔。由此可見常態(tài)混凝土膠結密實、均勻、整體質量較好。,水下混凝土檢查結果與質量評價（鉆孔彩色電視觀察）,通過鉆孔電視觀察孔壁各種狀態(tài)，灌漿前可大致將水下混凝土分為膠結較好、骨料富積層與膠結層相間、水泥漿集中層、膠結不良4種不連續(xù)分布的澆筑狀態(tài)。膠結較好的水下混凝土：骨料和砂漿級配均勻、孔壁光滑，層

55、厚較大（>50cm下同）骨料富積與膠結層相間：有一定厚度的碎石或砂粒堆積，沒有或很少水泥砂漿充填，厚度3~20cm不等，以及相間層厚較薄的膠結較好層，孔壁粗糙。水泥砂漿集中層：結構致密，幾乎沒有骨料，層厚不等，孔壁光滑。膠結不良：骨料與砂漿分布不均勻、骨料多、砂漿少、膠結差，呈松散狀，成孔過程中及成孔后塌孔嚴重。,水下混凝土檢查結果與質量評價（鉆孔彩色電視觀察）,灌漿前通過孔內電視可清晰觀察到強烈的地下水活動。灌漿后，特別

56、是第2次灌漿后，水下混凝土4種狀態(tài)的比例明顯改變：骨料堆積層減少；嚴重塌孔現象基本消失；可清楚看到部分洞、孔、縫為新的水泥漿充填；地下水活動現象基本消失；孔壁相對較平整。,水下混凝土檢查結果與質量評價（孔壁超聲波測試）,膠結較好的水下混凝土因其強度較大，骨料與水泥砂漿均勻，孔壁光滑，其速度?Vp較高，聲波信號較強。骨料富積與膠結層相間段因強度稍低，孔壁不光滑，?Vp值相對較低，聲波信號及波速值大小隨孔深變化波動較大。水泥漿

57、集中層因無骨料，強度較低，但孔壁光滑，反映出信號較弱，波速值較低，但波速值隨孔深相對變化波動不大。膠結不良層聲波信號很弱，波速值較低且隨孔深相對變化較大。,水下混凝土檢查結果與質量評價（孔壁超聲波測試）,灌漿前聲波測試成果表明：水下混凝土縱波速度值普遍較低，特別是塌孔嚴重的孔段及水泥漿集中層孔段。灌漿后顯示：縱波速度值有所提高，但對應水泥漿層的孔段改變較小，說明灌漿對水泥漿層的改善作用較小。,水下混凝土檢查結果與質量評價（彈性波

58、層析成像 ）,CT成果為孔間剖面波速分布情況，波速值的大小能直接反映混凝土膠結程度及強度，在CT資料處理時，將波速值分為4個區(qū)間進行分類統(tǒng)計，各區(qū)間所占比例的大小及灌漿前后該比例的變化是評價混凝土膠結質量及灌漿效果的重要參數。第1次灌漿前彈性波CT成果表明，水下混凝土相當一部分波速值較低，Vp<3300m/s的部分約占全剖面的40.3%。而通過1、2次灌補強后Vp值明顯增多，特別是Vp<1920m/s的區(qū)域明顯減小。,水下

59、混凝土檢查結果與質量評價（常規(guī)檢查）,常規(guī)檢查主要是抽芯與壓水試驗。常規(guī)檢查的結果也表明：灌漿后芯樣獲得率有較大提高；透水性明顯減?。凰禄炷临|量有較大改善。,檢測結論,工程質量檢查中常規(guī)檢查手段的方法單一，且受影響的因素較多，多種檢測新技術的引入，使其結果數據量大、檢測面廣、結論客觀可靠，可作為常檢資料的佐證與補充：超聲波測試觀察波速值的大小及其提高率判斷混凝土的質量與灌漿效果；鉆孔彩色電視檢查工程質量能清楚地觀察到孔壁

60、全方位的質量信息，如：洞、孔、縫、地下水活動及其被水泥漿充填情況等。其清晰高度、直觀，具備常檢不可比擬的優(yōu)點；孔間彈性波CT成果能反映兩檢查孔間混凝土質量情況，是宏觀評價灌漿效果的有效手段。,亭子口嘉陵江大橋混凝土內部缺陷及強度檢測,,混凝土內部缺陷超聲波檢測現場,混凝土強度檢測現場,超聲波檢測裂縫現場及鉆孔驗證深度,無損檢測技術在完工后的年度詳查中的作用,1995年11月至12月，東江大壩年度詳查時發(fā)現下游面存在大量裂縫，迎水面也存

61、在部分裂縫(采用水下攝像的方法調查,該方法在凌津灘消力池表面損傷調查中成功應用)。為了查明裂縫的深度和傾向，要求對該大壩裂縫進行調查與抽樣檢測。經過現場精心測試與分析和后期的數據處理，提交了大壩裂縫超聲波檢測報告，以檢測準確獲得了廠方的好評。,某水閘混凝土建筑物檢測及評估,,某輸水隧洞混凝土質量檢測,,某水庫上游混凝土防滲面裂縫檢測,,某水閘混凝土結構的檢測與評估,,某引水渠道及建筑物,某水閘檢測與評估,五、混凝土的檢測新型設備,D

62、-1000型數顯式回彈儀能自動計算回彈值和抗壓強度，可數字顯示和打印輸出全部測試結果，能貯存測試數據并下載到電腦。,1 數顯式回彈儀,,W-D-1000型數顯式回彈儀,,,,用于測量錨固強度和兩種材料層間的粘結強度。粘結強度測試儀使用時，先用環(huán)氧樹脂膠粘劑將一塊盤形鋼片粘在被測材料的表面。再用取芯機在盤形鋼片周圍切割一個圓，切割深度要超過兩種材料結合層面，這樣就可對盤形鋼片施加可控制的拉力。就可測出兩種材料層之間的粘結力。,2 粘

63、結強度測試儀,,007型粘結強度測試儀,混凝土超聲測定儀可以測出材料的不均勻性，例如混凝土內的空洞、裂縫、蜂窩和受凍害的情況。V-METER超聲波儀器以數字直接顯示超聲波通過混凝土的時間，配合手持終端，可以將測試數據下載到電腦。使用S波換能器，可計算出泊松比和彈性模量。該儀器符合美國材料試驗學會ASTM C-597標準。,3 混凝土超聲測定儀,V-METER超聲波儀器,4 鋼筋掃描儀,鋼筋掃描儀是一種高技術的鋼筋定位儀，有易于讀數的液

64、晶顯示器，能對埋深300mm以內的鋼筋定位和測量保護層厚度，還能估算埋深200mm以內鋼筋的直徑。利用聲音信號和安裝在探頭上的表頭，可提高儀器掃描的速度。如果選購一個外接存貯器，儀器就可貯存1000多個保護層厚度的測量值，并可下載到電腦。,,鋼筋掃描儀,5 鋼筋銹蝕程度測定儀,儀器具有下列優(yōu)點：1 快速描繪混凝土內鋼筋銹蝕的速率圖；2 精確分析鋼筋銹蝕速率；3 可以在非常潮濕或浸在水中的建筑構件上分析銹蝕率；4 可以測量陰極保

65、護防銹效率。,GECOR 8鋼筋銹蝕程度測定儀是世界上最先進的分析混凝土內鋼筋銹蝕的儀器。,GECOR 8鋼筋銹蝕程度測定儀,6 混凝土含氯量測定儀,C-CL-2000型混凝土含氯量測定儀可用于測量各種齡期混凝土的含氯量，在現場能在幾分鐘內測得混凝土中氯離子的含量。儀器測量時，把經過稱重的混凝土粉末放入萃取溶液內，測量其電化學反應的結果。隨后，儀器自動顯示經過溫度補償后的氯離子重量百分比含量的讀數，該儀器測量范圍大，氯離子的含量由0.

66、002到2%均可通過儀器測得。,,,7 孔隙度測定儀,孔隙度測定儀用于測定混凝土構筑物表面或內部水和空氣的滲透率。儀器測量空氣在混凝土內滲透率的原理是：測量空氣滲入混凝土內已知體積的密閉孔洞內所需要的時間，即孔洞內真空度由-55KPa降低到-50KPa的時間，根據這個時間則可換算出空氣的滲透率。之后利用同一孔洞測量水的滲透率，即將水注滿該孔洞內，儀器測量損失0.01毫升體積的水所需的時間（以秒計）。,8 混凝土強度槍擊探測儀,便攜式