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1、水工建筑物安全鉴定程序及检测内容,目 录,一.水工建筑物安全评估二.混凝土建筑物的检测内容三.混凝土建筑物的现场检测（普查、强度检测、裂缝调查及检测、碳化深度测量、钢筋锈蚀检测、钢筋保护层厚度检测、抗冻实验）四.检测工程实例五.混凝土检测新型设备,当水工建筑物运行到一定年限后，为了保证建筑物的正常运行，需要对水工建筑物进行定期安全检查，并对其进行安全鉴定或安全评估。电力系统大坝安全监察中心要求水电站大坝每5年进行一次定期安全检查与鉴定。水利部1998年发布的水闸安全鉴定规定中要求，水闸投入运用后每隔15-20年应进行一次全面的安全检查与鉴定。,一、水工混凝土建筑物安全评估,水工混凝土建筑物安全
2、评估最主要的内容之一是根据检测情况，对混凝土建筑物进行必要的复核计算，复核计算内容包括：1.建筑物因规划数据的改变而影响安全运行的，应区别不同情况进行建筑物的整体稳定性、抗渗稳定性及结构强度等复核计算；2.建筑物因荷载标准的提高而影响工程安全的，应复核其结构强度和变形；3.混凝土结构需要限制裂缝宽度的结构构件，出现超过允许值的裂缝，应复核其结构强度和裂缝宽度；,4.需要控制变形值的结构构件，出现超过允许值的变形，应进行结构强度和变形验算；5.对主要结构构件发生锈胀裂缝或表面剥蚀、磨损而导致钢筋保护层破坏和钢筋锈蚀的，应按实际截面进行结构构件强度复核；6.地震设防区的建筑物，原设计未考虑抗震设防
3、或设计烈度偏低的，应按现行SL203-97和有关规定进行复核计算。,混凝土坝安全评估应复核建筑物的级别，根据国家有关现行规范，按大坝目前的工作条件、荷载条件及运行工况进行复核与评估。大坝安全评估涉及到的内容包括：复核防洪标准结构安全（强度和稳定）渗流安全抗震安全金属结构安全工程质量等,（一）混凝土坝安全评估,（1）现场调查：大坝管理单位首先对工程的现状开展调查，收集与工程有关的技术资料，对大坝存在的问题和缺陷进行初步的分析。（2）现场检测：对有安全监测设施的混凝土坝，首先对安全监测资料进行分析，在此基础上，安排对大坝进行必要的现场检测和勘探，确定基础的情况、坝基扬压力及坝体混凝土的质量和老化状
4、况等。,混凝土坝安全评估程序,（3）复核计算：以新的复核后的洪水设计标准、坝体复核后的实际荷载、坝基的真实工作状况、坝体混凝土的性能状况及其老化，按照现行的混凝土重力坝设计规范（DL50181999）进行稳定和强度的复核计算。（4）安全评定：由大坝安全鉴定或安全评估专家组根据大坝现场调查的情况、现场检测和安全监测的分析结果及安全复核计算的结果，对大坝的安全状况进行评估并给出评估的结果。,水闸安全评估应以最新的规划数据、原型观测资料和安全检测成果为基础，根据国家现行的水闸设计规范（SL2652001），按水闸目前的工作状况、荷载条件及运行工况进行复核与评估。水闸安全评估涉及的内容包括：复核水闸的
5、抗滑和抗浮稳定性抗渗稳定性混凝土结构的强度和变形金属结构安全某些工程的抗震性能等。,（二）水闸安全评估,水闸安全评估的程序,依据现行水闸安全鉴定规定（SL21498），水闸安全鉴定的程序如下：1 水闸管理单位开展水闸现状调查，并编写报告，向上级主管部门申请安全鉴定；2 委托具备相应资质的检测单位和设计单位进行现场检测和工程安全复核；3 水闸上级主管单位聘请有关专家组成水闸安全鉴定专家组；4 鉴定专家组在评审工程现状分析报告、现场安全检测报告和工程复核计算分析报告的基础上，提出水闸安全鉴定结论，编写水闸安全鉴定报告书。,一类闸：运用指标能达到设计标准，无明显缺陷，正常维护即可正常运行；二类闸：运
6、用指标基本能达到设计标准，工程存在一定损坏，经大修后，可达到正常运行；三类闸：运用指标达不到设计标准，工程存在严重损坏，经除险加固后，才能达到正常运行；四类闸：运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，需降低标准运用或报废重建。,按水闸的安全状况将水闸分为四类：,检测目的：及时掌握水工混凝土建筑物运行状态，保证结构的正常安全运行，延长结构的使用年限；需要在不影响结构安全运行的前提下进行一系列的现场检测，为下一步对建筑物的安全评估与修补加固处理提供科学依据。,二 混凝土建筑物的检测内容,检测内容,结构耐久性检测应根据结构所处环境、结构的技术状况及耐久性评定的需要进行。包括：构件的几何参数、
7、保护层厚度、混凝土抗压强度、混凝土碳化深度、裂缝及缺陷、混凝土氯离子含量、钢筋锈蚀状况、高温、冻融、化学腐蚀损伤等项内容。混凝土强度、内外部缺陷是主要检测内容。,通过普查确定重点检测部位重点部位的检测内容:混凝土强度、混凝土抗冻标号、混凝土的剥蚀程度、混凝土碳化深度、钢筋锈蚀、混凝土氯离子含量、混凝土的抗渗系数、衬砌混凝土的密实度及混凝土的裂缝等项目。,检测方法,内容主要包括：（1）观察外观缺陷；通过仔细检查，详细记录缺陷的位置、性质、程度、外貌、颜色。（2）描述裂缝的分布、量测裂缝长度、宽度、深度及数量；（3）记录暴露于自然环境中的状态损伤、冻融、剥蚀、脱落及冲蚀（空蚀和磨蚀）；,三 混凝土
8、建筑物的现场检测,1 混凝土的普查 现场普查的目的：混凝土结构损坏的种类和范围 步骤：收集资料调查走访普查,（4）记录渗漏情况，点、线或面渗漏的痕迹及描述；（5）描述伸缩接缝的工作状态及变形情况；（6）记录高应力区域的情况；（7）记录基础和结构的变形或倾斜的情况；（8）向施工、管理单位有关人员了解施工、运行情况及存在的问题。收集建筑物在设计、施工、运行期间的有关记录和资料。,无损检测方法在不破坏混凝土结构整体性的情况下通过测定某些与混凝土抗压强度具有一定相关关系的物理参量来推定混凝土的强度，适用于对混凝土结构进行大面积的检测。常用的方法有回弹法、超声回弹综合法及超声波法。有损检测方法在混凝土被
9、检测部位进行局部破坏进行推算混凝土强度的方法，常用的方法有芯样强度法(钻芯法)、拔出法和射钉法。,2 混凝土强度的检测,钻芯法检测混凝土强度,一 钻芯法检验适用情况二 钻取芯样三 钻芯机四 检测五 抗压强度试验,结构混凝土取芯现场,其他有损检测方法,预埋拔出法是在混凝土表层以下一定距离处预先埋入一个钢制锚固件，混凝土硬化以后，通过锚固件施加拔出力。当拔出力增至一定限度时，混凝土将沿着一个与轴线呈一定角度的圆锥面破裂，并最后拔出一个类圆锥体。有资料表明此拔出力与抗压强度之间有良好的相关关系，其相关系数可达0.95以上。,a、拔出试验法,LOK试验技术便是预埋拔出法中有代表性的，得到世界上许多国家
10、广泛使用的一种方法，我国研制的TYL型混凝土拔出试验仪与丹麦的LOK试验仪基本相同，见图1。,图1 拔出试验简图,h,预埋拔出试验的操作步骤可分为：安装预埋件-浇筑混凝土-拆除连接件-拉拔锚头。拔出力与抗压强度之间的试验相关关系，可以用具有一般代表性测强曲线来表示：（1）,拔出试验同其它无损检测一样，属于从一个物理量来推定另一个物理量，必须在建筑物修建时或运行后取芯标定相关方程式。由于拔出法拔出深度较浅，一般在20-40mm之间，不能反映内部混凝土的质量。,射钉法又称贯入阻力试验法,是将一硬质合金棒打入混凝土中，用棒的外露长度作为阻力的度量。试验证明，混凝土抗压强度与射钉外露长度之间存在着良好
11、的线性关系。这种方法适用于混凝土早期强度发展的测定，也适用于同一结构不同部位混凝土强度的相对比较，但试验结果受骨料影响十分明显。,b、射钉法,无损检测是指在不造成或少造成对混凝土破坏的情况下，通过测定混凝土的一个或几个与抗压强度具有相关关系的物理参量来推定混凝土的抗压强度。选择测定的物理参量必须与混凝土的抗压强度有良好的相关性。目前国内外比较成熟、用途较广泛的方法有回弹法、超声回弹综合法、超声波法等。,2.2 无损检测,超声回弹综合法检测混凝土强度,一 测前准备二 检测（先回弹后声测）三.影响因素分析,1、回弹仪具有下列情况之一时应送检定单位检定：1）新回弹仪启用前；2）超过检定有效期限（有效
12、期为半年）；3）累计弹击次数超过6000次；4）经常规保养后钢砧率定值不合格；5）受严重撞击或其他损害。2、回弹仪具有下列情况之一时应进行常规保养：1）弹击超过2000次；2）对检测值有怀疑时；3)在钢砧上的率定值不合格（802为合格）。,回弹仪测试注意事项,数显回弹仪,在强度较低时（30MPa），超声波声速随混凝土强度改变变化很灵敏，但强度较高时声速变化较迟钝，它只能反映混凝土的内部缺陷。该方法不宜用于强度等级在C30以上或在超声抟播方向上钢筋布置太密的混凝土。采用超声波法，从原理上讲基本可以抵消混凝土湿度状态、龄期及内部密实度对其强度推定值造成的影响。,超声波测试注意事项,3 超声法检测混
13、凝土缺陷,裂缝深度检测不密实区和空洞检测混凝土结合面质量检测表面损伤层检测灌注桩混凝土缺陷检测钢管混凝土缺陷检测,检测前准备资料,工程名称检测目的与要求混凝土原材料品种和规格混凝土浇注和养护情况构件尺寸和配筋施工图或钢筋隐蔽图构件外观质量及存在的问题,需要测量的声学参数,声时测量波幅测量（刻度法、衰减值法）主频测量（第1个周期波的主频）接收信号的波形或包络线的形状,裂缝深度检测（裂缝中不得有积水或泥浆）,单面平测法：只有1个可测表面，裂缝深度不大于0.5m。双面斜测法：有两个相互平行的测试表面钻孔对测法：适用于大体积混凝土（允许在裂缝两侧钻孔），预计裂缝深度大于0.5m。,不密实区和空洞检测,
14、适用条件：被测部位具有1对（或两对）相互平行的测试面；测试范围内还应有同条件的正常混凝土进行对比，切对比测点数不应少于20个。采用方法：有两对相互平行的测试面对测法有1对相互平行的测试面对测和斜测相结合测距较大时钻孔或预埋管测量。,对测法示意图,钻孔法示意图,斜测法示意图,混凝土结合面质量检测（前后两次浇注的混凝土之间的结合面）,适用条件：测试前应查明结合面的位置及走向，明确被测部位及范围；构件的被测部位应具有使声波垂直或斜穿结合面的测试条件。测试方法：对测法和斜测法。,表面损伤层检测,因冻伤、高温或化学腐蚀等引起的混凝土表面损伤层厚度的检测。适用条件：根据构件的损伤情况和外观质量选取有代表性
15、的部位布置测点；构件被测表面应平整并处于自然干燥状态，且无接缝和饰面层；测试结果宜作局部破损验证。测试方法：选用频率较低的厚度式振动换能器进行平面测试，发射探头不动，移动接收探头，每一测位的测点数不得少于6个。,灌注桩混凝土缺陷检测（预埋测试管在孔中进行超声波对测）,钢管混凝土缺陷检测适用于管壁与混凝土胶结良好的钢管混凝土质量检测适用条件：钢管外表面光洁，无严重锈蚀检测方法：通过圆心做径向对测，沿环向测试，逐点读取声时、波幅和主频。异常判断原则：按“不密实区和空洞检测”的统计法原则进行统计和判断。,4 混凝土保护层厚度检测,钢筋是混凝土结构中最重要的元素之一，它直接决定了结构的抗压、抗剪、抗震
16、、抗冲击性能，影响结构的安全性和耐久性。2002年4月颁布的混凝土结构施工质量验收规范（GB 502042002），2003年又颁布的建筑结构检测技术标准（GB 503442003）。对工程的梁、板类构件的保护层厚度检测提出了明确要求；另外，在对旧有结构进行评估、改造过程中对内部的钢筋分布（数量、规格、保护层厚度）也需进行现场检测。,基本原理,仪器通过传感器在被测结构内部局部范围发射电磁场，同时接受在电磁场覆盖范围内铁磁性介质（钢筋）产生的感生磁场，并转换为电信号，主机系统实时分析处理数字化的电信号，并以图形、数值、提示音等多种方式显示出来，从而准确判定钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径及钢筋间距
17、。,基本原理：混凝土的碳化是指混凝土硬化后其表面与空气中的CO2作用，使混凝土中的水泥水化生成产物Ca(OH)2生成CaCO3，并使混凝土孔隙溶液PH值降低。防止钢筋产生锈蚀的表面钝化膜只能在碱性的环境下才能稳定的存在，当混凝土孔隙溶液碱度降低时，这层钝化膜也随之瓦解，失去了对钢筋的屏障作用，在电化学反应的作用下，钢筋表面逐渐反应生成Fe(OH)3，导致钢筋锈蚀。碳化引起钢筋锈蚀的先决条件是碳化深度超过钢筋保护层的厚度。,5 混凝土碳化深度的检测,碳化产生的后果：使混凝土孔隙溶液PH值降低，导致钢筋表面钝化膜破坏而引起钢筋锈蚀；使混凝土表面硬度提高，使回弹值偏高（内部混凝土实际强度要比检测结果
18、低）。,碳化速度的主要影响因素:是混凝土自身的密实度和其所处的环境条件(包括大气中二氧化碳浓度和相对湿度)。二氧化碳的浓度越高，碳化越快，当大气相对湿度为50%左右时，碳化最快，湿度过高或过低都会阻碍碳化的发展。,1 钢筋锈蚀对结构的影响.钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小，从而使钢筋的承载力下降，极限延伸率减少；.钢筋锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积大得多（一般可达2-3倍），体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力，发生顺筋开裂，使结构耐久性降低；.钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。,6 钢筋锈蚀状态的检测,导致钢筋产生锈蚀的原因有两个：第一是混凝土的碳化深度超过混凝土保护层厚度；第二是大量的氯离
19、子等酸性离子的侵蚀作用（氯离子侵蚀分为渗透型和掺入型两类，可将钢筋开始锈蚀、保护层锈胀开裂或性能严重退化作为耐久性失效的标准）,2 检测原理及方法,2.1 检测原理国内外只能进行定性测量，常用的方法是半电池电位法。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时，在钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组，钢的作用是一个电极，而混凝土是电解质，这就是半电池电位检测法的名称来由。半电池电位法是利用“CuCuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“CuCuSO4饱和溶液”的电位值
20、相对恒定，而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。因此，电位值可以评估钢筋锈蚀状态。,2.2 检测方法,检测前，首先配制CuCuSO4饱和溶液。半电池电位法的原理要求混凝土成为电解质，因此必须对钢筋混凝土结构的表面进行预先润湿。采用95ml家用液体清洁剂加上19L饮用水充分混合构成的液体润湿海绵和混凝土结构表面。检测时，保持混凝土湿润，但表面不存有自由水。将钢筋锈蚀测定仪的一端与混凝土表面接触，另一端与钢筋相连，当钢筋露出结构以外时，可以方便地直接连接。否则，需要首先利用钢筋定位仪的无损检测方法确定一根钢筋的位置，然后凿除钢筋保护层部分的混凝土，使钢筋外露，再进行连接。连接时要求
21、打磨钢筋表面，除去锈斑。根据半电池电位法的测试原理，为了保证电路闭合以及钢筋的电阻足够小，测试前应该使用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻小于1。,检测时，根据用钢筋定位仪测定的钢筋分布确定测线及测点，测点的间距为10-20cm。用钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值，在至少观察5min时，电位读数保持稳定浮动不超过0.02V时，即认为电位稳定，可以记录测点电位。,试验方法按电力行业标准水工混凝土试验规程（DL/T5150-2001）进行。采用快速冻融法即混凝土中心的冻融温度为：182至52；一个冻融循环时间2-4小时。试件在冻融试验过程中均处于全浸泡水状态（亦饱水状态）。,7
22、 混凝土抗冻实验,冻融试验结果采用动弹性模量和重量损失衡量。混凝土冻融试验在全自动混凝土冻融试验机上进行。规范要求试件尺寸为101040cm的棱柱体试件，当测试试件相对动弹性模数下降至60或重量损失率达5（不论哪个指标先达到），即可认为试件已达破坏，并以相应的冻融循环次数作为该混凝土的抗冻等级（F）。,由冻融引起的耐久性损伤按下列原则评定,1 以出现明显的冻融损伤（表层水泥浆脱落、骨料外露）作为耐久性失效的标准；2 由冻融损伤引起的混凝土疏松、剥落、保护层厚度减小、强度降低，按减小后的剩余保护层厚度及剩余强度进行钢筋锈蚀耐久性评定；冻融损伤严重（强度损失率过大、混凝土剥落达到或超过保护层厚度）
23、应进行承载力验算。,8 探地雷达快速检测技术,探地雷达设备1970年美国地球物理仪器公司研制生产出第一台探地雷达，探地雷达的应用大大提高了混凝土质量无损检测的速度和精度。美国GSSI工业公司生产的SIR-3000新型探地雷达,是一种便携式高速自动无损测试仪，同时购置了频率为400MHz、900MHz、1500MHz的三种测量天线。,SIR-2000雷达探测仪,工作原理,探地雷达方法是一种用于确定地下介质分布的电磁波技术。利用一个天线发射高频率、宽频带、短脉冲电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。根据
24、接收到波的旅行时间（亦称双程走时）、幅度与波形等资料，可探测介质的结构、构造与埋设物体，其工作原理如图所示。,探地雷达法的特点,探地雷达法主要用于普查。从宏观上查明隧洞顶拱存在的较大破碎及松动岩体等不良地质体的位置和大小。充分发挥雷达法经济、快速的特点，为下步精细测试提供依据。,高速公路路基岩溶探测,由于第四系覆盖层与灰岩层有着较好的电性差异，两者的分界面清晰。岩溶洞穴中充填了含水量较大的淤泥质，地质雷达也能探测其位置。,第四系覆盖层,灰岩层,充填岩溶洞穴,高速公路路面分层探测,公路的上面层、中面层、下面层的厚度及位置清楚可辨。,煤层采空洞探测,除了探测岩层分界面、采空洞之外，对小构造也有着良
25、好的分辨能力，特别是在浅部探测时精度最高。,采空洞,岩层分界面,小构造,隧道两壁空洞探测,深度为1.0m处的位置存在一个双曲线的弧形异常，该弧形对应圆状空洞所在。,某输水隧洞混凝土衬砌质量检测雷达图像,衬砌,围岩,其它实例,某水电站消力池底板脱空检测现场,某水电站消力池底板雷达图像,脱空处,钢筋,分界面,面层混凝土,底层混凝土,隧洞内雷达检测作业现场,某输水洞拱混凝土缺陷示意图一,砼与基岩界面,砼脱空处,钢筋层,原砼超挖处,某输水洞顶拱混凝土缺陷示意图二,砼与基岩界面,砼脱空,钢筋层,四、检测工程实例,五强溪水电站工程船闸的变形和裂缝调查五强溪水电站右消力池冲坑修复工程质量检查亭子口嘉陵江大桥
26、混凝土内部缺陷及强度检测东江水电站大坝裂缝调查与检测,五强溪船闸的变形和裂缝调查,检测目的,掌握三级连续船闸经过多年运行后的变化情况，校核结构各部位应力和变形的大小，了解它们现行运行工况下主要技术指标是否满足规程要求；掌握船闸运行特点，为电厂生产调度制定合理的安全操作规程提供技术资料，为五强溪水电厂第二轮大坝安全定期检查鉴定提供科学依据和指导性意见。,检测内容,船闸结构尺寸的抽查测量；结构外观检查；检测混凝土强度及混凝土性能；钢筋锈蚀情况及钢筋性能；抽查混凝土构件碳化深度；闸室底板、闸墙、主廊道裂缝检测并作素描。,检测依据,船闸设计规范，JTJ264-87；回弹法检测混凝土抗压强度技术规程，J
27、GJ/T23-2001；超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程，CECS 02：88；混凝土结构设计规范，GB50010-2002；建筑抗震设计规范，GB50011-2001；船闸水工建筑物设计规范，JTJ307-2001；普通混凝土力学性能试验方法标准，GB/T50081-2002；黑色金属硬度及强度换算值，GB/T1172-1999；钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程，CECS03:88；超声法检测混凝土缺陷技术规程，CECS21:90；11钢筋混凝土结构原理，车宏亚等，天津大学出版社，199012结构可靠性鉴定与加固技术，曹双寅等，中国水利水电出版社，200213现场调查、检测结果。,检测仪
28、器和设备,混凝土回弹仪；超声波检测仪；混凝土取芯机；读数显微镜；混凝土碳化深度测量仪；激光经纬仪；里氏硬度仪,检测结果,船闸几何尺寸 三级梯形船闸，每级有一百多米长，闸底板下设有三个输水廊道。检测时以每个闸室伸缩缝为基准划分断面，每个闸室均分为A、B、C、D、E、F、G7个断面进行测量。,裂纹检查,裂缝的分类和评估标准 根据国内外水利水电工程砼裂缝及其防渗技术研究，戴会超，王建编著，黄河水利出版社，水工中的大体积混凝土裂缝的分类和评估参考标准见下表。,裂纹检测结果,裂缝深度：超声法和钻孔法测量；裂缝长度：卷尺测量；裂缝宽度：游标卡尺或宽度测量仪测量。,裂缝宽度测量,裂纹分布状态及特征,闸室底板
29、及主廊道顶面的裂纹多为纵裂纹。靠江边一侧的裂纹总数远大于靠山体一侧的裂纹总数。裂纹多呈群状，局部分块分布。一闸室主廊道顶面裂纹多为高密度群状细裂纹，三闸室主廊道顶面多为稀疏的较粗裂纹。每个闸室的裂纹多为非均匀分布闸底板2.5m厚，很多裂纹都从闸室底板扩展到主廊道顶面即局部贯穿。一方面裂纹从闸室底板向廊道顶面扩展，一方面也从廊道顶面向闸室开展，呈双向开展特征。尽管输水槽将闸室底板与廊道顶面分成一个个隔开的块，但相邻块的诸多裂纹在走向上有连贯的趋势。,裂纹成因分析,按裂缝的起因有几种可能性：砼收缩变形约束裂缝，这是指砼温度变形或压缩变形因受到约束而产生的裂缝；地基不均匀沉陷产生的裂缝；砼结构的荷载
30、所造成的裂缝，这是指砼结构在设计荷载下所引起的裂缝；砼化学反应胀裂，这是指砼内部化学反应物的膨胀物产生的裂缝。,主要是轴向裂缝，最大的可能性,地基不均匀沉陷不是主要原因：整体式结构，闸墙与底板是连接在一起共同承受各种荷载的，且底板厚度较大，不均匀沉陷首先应当对底板而不是对闸墙造成裂缝；温度应力不是主要原因：应当出现在施工期和运行早期；结构在设计荷载下的受力状态是造成规律性轴向裂缝的原因，而ASR化学反应膨胀使裂缝进一步发展。少量横向裂缝可能是基础沉降或滑移所造成。,裂缝造成的危害,裂缝的出现将造成钢筋的外露，加快钢筋的锈蚀，随着钢筋不断的锈蚀、膨胀，使混凝土开裂脱落失去受力作用，在温度效益的作
31、用下钢筋承受裂缝收缩时所产生压应力，使钢筋受损，因而给船闸的运行埋下隐患。裂纹的最大特征就是扩展，所以开裂到基岩只是时间问题。,混凝土强度,采用方法：超声回弹综合法、钻芯取样法。现场回弹值比钻芯取样值低，主要原因是现场所检测的混凝土表面状况较差（混凝土疏松或潮湿），强度下降快造成的，由于钻芯取样检测的试样是钻取结构内核部分的混凝土，避开了构件表面的质量问题，检测强度等级在C30以上，高于回弹法的检测结果。,混凝土碳化深度,采用方法：丙酮试液和混凝土碳化深度测量仪。船闸闸室最大碳化深度为30.2mm，廊道最大碳化深度为7.1mm。船闸闸室的碳化深度已接近钢筋保护层厚度，且船闸裂缝较多，这些部位钢
32、筋可能发生锈蚀。虽然船闸廊道碳化深度小于保护层厚度，但由于廊道内裂缝较多，裂缝处的钢筋仍有可能暴露在外并发生锈蚀，非裂缝处的钢筋还在混凝土碱性保护之中，钢筋暂时不会生锈。,混凝土性能检测,弹模试件、抗压试件、抗拉试件。各闸室芯样检测结果一致性较好，闸室输水廊道混凝土强度较闸室混凝土强度略高。一闸室为C25，一闸室输水廊道为C25；二闸室为C25，二闸室输水廊道为C30；三闸室为C25；三闸室输水廊道为C30。,混凝土钢筋硬度检测,为了不给船闸造成过多的损伤，没有在现场对船闸钢筋进行检测，钢筋试样均来自所取的混凝土芯样中，因而检测钢筋的数量有限。检测采用里氏硬度仪检测了一闸室、二闸室、三闸室底板
33、和廊道的钢筋强度。钢筋强度评定依据黑色金属硬度及强度换算值（GB/T 11721999）。,船闸结构计算分析,1船闸的设计2船闸现行规范3船闸结构讨论：导致底板不利的应力状态；其次是船闸的运行状况决定了要不断地承受满水和放空过程交替变化的荷载，其载荷变化的频率远远高于重力坝，存在疲劳问题。4钢筋作用分析：钢筋的配置提高了结构的承载能力，但对于防止裂缝的作用并不大，它对裂缝的作用是限制裂缝的宽度，对于大体积砼结构更是如此，5ASR化学反应：结构在设计荷载下的受力状态和ASR作用共同造成了五强溪船闸的裂缝发展和开合度超过设计标准的结果。6加固方案的研究：方案一为在顶部加杆件约束，方案二是在水闸外部
34、自底板向上约三分之一处加支撑。,检测结论,（1）裂缝：最大裂缝宽达到了1.9mm，闸室底板和主廊道顶部裂缝数量较多，已形成裂缝群。船闸闸室底板裂缝向主廊道顶面扩展，很多已局部贯穿。闸室和主廊道裂缝多为纵裂缝（顺流向），横裂缝较少，小廊道多为横裂缝，纵裂缝较少；船闸靠江边一侧的裂缝数量较多，靠山体一侧的裂缝较少。由于结构开裂和闸墙体表面混凝土腐蚀疏松，脱落较严重，一号闸室闸底板斜坡与闸墙体结合处有少量露筋和空洞的现象。（2）混凝土强度：C25-C30。（3）混凝土性能：一致性较好，混凝土各项性能（抗压、抗拉、弹模）所反映的结果与推定的船闸混凝土强度为相近。（4）混凝土碳化深度：船闸闸室碳碳化深度
35、较大，达到30.2mm。由于闸室裂缝较多，且闸室墙体混凝土表面状况又不好，内部钢筋很容易发生锈蚀。船闸廊道混凝土碳化深度较小，非裂缝处钢筋暂时不会生锈，裂缝处钢筋仍有可能发生锈蚀。（5）通过计算分析：船闸结构在设计荷载下的受力状态和ASR作用共同造成了五强溪船闸的裂缝发展和开合度超过设计标准的结果。,五强溪水电站工程右消力池冲坑修复工程质量检查,五强溪水电站在1996年防汛期间，遭受设计规定以外的恶劣运行工况，右消力池底板受到严重破坏，形成了长约50m，宽约20m，最大深度达30.5m的顺水流方向的大冲坑。为了保证大坝安全稳定，必须以进行水下混凝土连续浇筑施工的方式作修复。,施工处理及检测过程
36、,为了全面了解上部常态混凝土和下部水下混凝土的整体质量情况，并为补强灌浆处理设计提供依据，在第1次补强灌浆处理前布置了检查孔，进行了常规的抽芯、压水试验、芯样试验及钻孔电视、孔间弹性波CT等新的检测方法。检查结果表明：水下混凝土存在较大的质量问题。其后，对水下混凝土进行了第1次补强灌浆处理，处理后又分别先后两次布置检查孔对施工质量进行了全面检测。再次检查结果表明：补强灌浆对水下混凝土的质量有明显改善，但仍存在不均匀性、密实性差等问题。经专家咨询会议研究决定，对水下混凝土还需进行第二次补强灌浆处理，并在补强灌浆处理后再布置检查孔，对工程质量进行了最后的全面质量检查。最终的检查结果表明：经过两次补
37、强灌浆后水下混凝土的质量情况有很大改善。,修复及检测工作程序和方法,水下混凝土施工修复布置检查孔（孔内彩色电视录像，孔内全波列测试，孔间弹性波层析成像）评价施工质量圈定补强部位补强（第1次灌浆）施工布置检查孔（检测）评价补强施工质量再次圈定仍需补强的局部地段再次补强（第2次灌浆）施工布置检查孔（检测）评价再次补强施工质量,质量评价方法,钻孔电视观察按孔壁水下混凝土状态分类并直接评定质量情况；超声波测试可数据按纵波速度值大小及波信号强弱及其波动性分类；CT成果按纵波速度值区段大小分类，并根据它们的变化特征及波速值推断水下混凝土质量情况。混凝土的波速值大小是反映强度的重要指标。,常态混凝土检查结果
38、与质量评价,从两次灌浆前后检查孔的芯样获取率、压水试验及超声波测试与孔壁观察结果可知：平均芯样获取率在90%以上；平均透水率（Lu)灌前小于10.20，灌后小于3.55；波速值Vp4120m/s，且灌浆前后无明显差异；孔壁光滑完整，骨料、砂浆的级配均匀，仅极少数孔段见浇筑缝与气孔。由此可见常态混凝土胶结密实、均匀、整体质量较好。,水下混凝土检查结果与质量评价（钻孔彩色电视观察）,通过钻孔电视观察孔壁各种状态，灌浆前可大致将水下混凝土分为胶结较好、骨料富积层与胶结层相间、水泥浆集中层、胶结不良4种不连续分布的浇筑状态。胶结较好的水下混凝土：骨料和砂浆级配均匀、孔壁光滑，层厚较大（50cm下同）骨
39、料富积与胶结层相间：有一定厚度的碎石或砂粒堆积，没有或很少水泥砂浆充填，厚度320cm不等，以及相间层厚较薄的胶结较好层，孔壁粗糙。水泥砂浆集中层：结构致密，几乎没有骨料，层厚不等，孔壁光滑。胶结不良：骨料与砂浆分布不均匀、骨料多、砂浆少、胶结差，呈松散状，成孔过程中及成孔后塌孔严重。,水下混凝土检查结果与质量评价（钻孔彩色电视观察）,灌浆前通过孔内电视可清晰观察到强烈的地下水活动。灌浆后，特别是第2次灌浆后，水下混凝土4种状态的比例明显改变：骨料堆积层减少；严重塌孔现象基本消失；可清楚看到部分洞、孔、缝为新的水泥浆充填；地下水活动现象基本消失；孔壁相对较平整。,水下混凝土检查结果与质量评价（
40、孔壁超声波测试）,胶结较好的水下混凝土因其强度较大，骨料与水泥砂浆均匀，孔壁光滑，其速度Vp较高，声波信号较强。骨料富积与胶结层相间段因强度稍低，孔壁不光滑，Vp值相对较低，声波信号及波速值大小随孔深变化波动较大。水泥浆集中层因无骨料，强度较低，但孔壁光滑，反映出信号较弱，波速值较低，但波速值随孔深相对变化波动不大。胶结不良层声波信号很弱，波速值较低且随孔深相对变化较大。,水下混凝土检查结果与质量评价（孔壁超声波测试）,灌浆前声波测试成果表明：水下混凝土纵波速度值普遍较低，特别是塌孔严重的孔段及水泥浆集中层孔段。灌浆后显示：纵波速度值有所提高，但对应水泥浆层的孔段改变较小，说明灌浆对水泥浆层的
41、改善作用较小。,水下混凝土检查结果与质量评价（弹性波层析成像）,CT成果为孔间剖面波速分布情况，波速值的大小能直接反映混凝土胶结程度及强度，在CT资料处理时，将波速值分为4个区间进行分类统计，各区间所占比例的大小及灌浆前后该比例的变化是评价混凝土胶结质量及灌浆效果的重要参数。第1次灌浆前弹性波CT成果表明，水下混凝土相当一部分波速值较低，Vp3300m/s的部分约占全剖面的40.3%。而通过1、2次灌补强后Vp值明显增多，特别是Vp1920m/s的区域明显减小。,水下混凝土检查结果与质量评价（常规检查）,常规检查主要是抽芯与压水试验。常规检查的结果也表明：灌浆后芯样获得率有较大提高；透水性明显
42、减小；水下混凝土质量有较大改善。,检测结论,工程质量检查中常规检查手段的方法单一，且受影响的因素较多，多种检测新技术的引入，使其结果数据量大、检测面广、结论客观可靠，可作为常检资料的佐证与补充：超声波测试观察波速值的大小及其提高率判断混凝土的质量与灌浆效果；钻孔彩色电视检查工程质量能清楚地观察到孔壁全方位的质量信息，如：洞、孔、缝、地下水活动及其被水泥浆充填情况等。其清晰高度、直观，具备常检不可比拟的优点；孔间弹性波CT成果能反映两检查孔间混凝土质量情况，是宏观评价灌浆效果的有效手段。,亭子口嘉陵江大桥混凝土内部缺陷及强度检测,混凝土内部缺陷超声波检测现场,混凝土强度检测现场,超声波检测裂缝现
43、场及钻孔验证深度,无损检测技术在完工后的年度详查中的作用,1995年11月至12月，东江大坝年度详查时发现下游面存在大量裂缝，迎水面也存在部分裂缝(采用水下摄像的方法调查,该方法在凌津滩消力池表面损伤调查中成功应用)。为了查明裂缝的深度和倾向，要求对该大坝裂缝进行调查与抽样检测。经过现场精心测试与分析和后期的数据处理，提交了大坝裂缝超声波检测报告，以检测准确获得了厂方的好评。,某水闸混凝土建筑物检测及评估,某输水隧洞混凝土质量检测,某水库上游混凝土防渗面裂缝检测,某水闸混凝土结构的检测与评估,某引水渠道及建筑物,某水闸检测与评估,五、混凝土的检测新型设备,D-1000型数显式回弹仪能自动计算回
44、弹值和抗压强度，可数字显示和打印输出全部测试结果，能贮存测试数据并下载到电脑。,1 数显式回弹仪,W-D-1000型数显式回弹仪,用于测量锚固强度和两种材料层间的粘结强度。粘结强度测试仪使用时，先用环氧树脂胶粘剂将一块盘形钢片粘在被测材料的表面。再用取芯机在盘形钢片周围切割一个圆，切割深度要超过两种材料结合层面，这样就可对盘形钢片施加可控制的拉力。就可测出两种材料层之间的粘结力。,2 粘结强度测试仪,007型粘结强度测试仪,混凝土超声测定仪可以测出材料的不均匀性，例如混凝土内的空洞、裂缝、蜂窝和受冻害的情况。V-METER超声波仪器以数字直接显示超声波通过混凝土的时间，配合手持终端，可以将测试
45、数据下载到电脑。使用S波换能器，可计算出泊松比和弹性模量。该仪器符合美国材料试验学会ASTM C-597标准。,3 混凝土超声测定仪,V-METER超声波仪器,4 钢筋扫描仪,钢筋扫描仪是一种高技术的钢筋定位仪，有易于读数的液晶显示器，能对埋深300mm以内的钢筋定位和测量保护层厚度，还能估算埋深200mm以内钢筋的直径。利用声音信号和安装在探头上的表头，可提高仪器扫描的速度。如果选购一个外接存贮器，仪器就可贮存1000多个保护层厚度的测量值，并可下载到电脑。,钢筋扫描仪,5 钢筋锈蚀程度测定仪,仪器具有下列优点：1 快速描绘混凝土内钢筋锈蚀的速率图；2 精确分析钢筋锈蚀速率；3 可以在非常潮
46、湿或浸在水中的建筑构件上分析锈蚀率；4 可以测量阴极保护防锈效率。,GECOR 8钢筋锈蚀程度测定仪是世界上最先进的分析混凝土内钢筋锈蚀的仪器。,GECOR 8钢筋锈蚀程度测定仪,6 混凝土含氯量测定仪,C-CL-2000型混凝土含氯量测定仪可用于测量各种龄期混凝土的含氯量，在现场能在几分钟内测得混凝土中氯离子的含量。仪器测量时，把经过称重的混凝土粉末放入萃取溶液内，测量其电化学反应的结果。随后，仪器自动显示经过温度补偿后的氯离子重量百分比含量的读数，该仪器测量范围大，氯离子的含量由0.002到2%均可通过仪器测得。,7 孔隙度测定仪,孔隙度测定仪用于测定混凝土构筑物表面或内部水和空气的渗透率
47、。仪器测量空气在混凝土内渗透率的原理是：测量空气渗入混凝土内已知体积的密闭孔洞内所需要的时间，即孔洞内真空度由-55KPa降低到-50KPa的时间，根据这个时间则可换算出空气的渗透率。之后利用同一孔洞测量水的渗透率，即将水注满该孔洞内，仪器测量损失0.01毫升体积的水所需的时间（以秒计）。,8 混凝土强度枪击探测仪,便携式混凝土强度枪击探测仪用于在现场有效、准确测定混凝土的抗压强度。用金棒已知大小的力将探头贯入混凝土构筑物内，根据贯入深度可准确、快速测出该混凝土的抗压强度。便携式混凝土强度枪击探测仪带有一个电子测定仪，能帮助使用者得到准确的测量结果，电子测定仪还有记录功能，可用于事后检查，也可心把记录数据下载到个人电脑。,便携式混凝土强度枪击探测仪,
