1、水運工程檢測、評估與加固水運工程檢測、評估與加固 港口海岸與近海工程學院港口海岸與近海工程學院 水運所水運所 水運含義 民航民航 管道管道 鐵路鐵路 公路公路 水運水運 交通運輸系統交通運輸系統 水運工程含義水運工程含義 1 1、水運是交通運輸事業（鐵路、公路、水運、民航、管道、水運是交通運輸事業（鐵路、公路、水運、民航、管道 等等5 5大塊）的重要組成部分。運輸相關，指通過水路運輸貨物，大塊）的重要組成部分。運輸相關，指通過水路運輸貨物， 不是水的運輸。不是水的運輸。 2 2、水運工程屬于土木工程的范疇，其工作內容、應用技術、水運工程屬于土木工程的范疇，其工作內容、應用技術 與土木工程基本上

2、相同或相通。僅僅是服務對象著重在水運行與土木工程基本上相同或相通。僅僅是服務對象著重在水運行 業。是土木工程的一個分支。業。是土木工程的一個分支。 3、水運工程包括港口、航道、防波堤（防砂堤）、護岸、水運工程包括港口、航道、防波堤（防砂堤）、護岸 （海堤）、船閘（通航建筑物）、船塢等海岸、近海或內河工（海堤）、船閘（通航建筑物）、船塢等海岸、近海或內河工 程。程。 檢測、評估與加固檢測、評估與加固 包含了檢測、評估和加固三個方面內容；包含了檢測、評估和加固三個方面內容； 檢測是評估的依據，評估要進行相關的檢測工作，檢測和評估檢測是評估的依據，評估要進行相關的檢測工作，檢測和評估 是加固的必要過

3、程；是加固的必要過程； 三方面相互獨立，需要綜合運用。三方面相互獨立，需要綜合運用。 土木工程結構檢測評估主要是對結構可靠性進行評估，國外大致土木工程結構檢測評估主要是對結構可靠性進行評估，國外大致 經歷了三個階段。經歷了三個階段。 第一階段：二十世紀四五十年代的探索階段，探索缺陷產生的原第一階段：二十世紀四五十年代的探索階段，探索缺陷產生的原 因及修補方法，主要通過目測的方法憑經驗判斷。因及修補方法，主要通過目測的方法憑經驗判斷。 第二階段：二十世紀六七十年代的發展階段，注重建筑物檢測評第二階段：二十世紀六七十年代的發展階段，注重建筑物檢測評 估方法的研究，提出破損檢測、無破損檢測、物理檢測

4、等幾十種估方法的研究，提出破損檢測、無破損檢測、物理檢測等幾十種 檢測方法，以及分項評價、綜合評價、模糊評價等多種評價方法。檢測方法，以及分項評價、綜合評價、模糊評價等多種評價方法。 第三階段：自二十世紀八十年代以來的完善階段，在這一階段制第三階段：自二十世紀八十年代以來的完善階段，在這一階段制 定了一系列的規范和標準，強調綜合評價，并引入智能工程，結定了一系列的規范和標準，強調綜合評價，并引入智能工程，結 構可靠性評價向著智能化方向邁進。構可靠性評價向著智能化方向邁進。 檢測、評估與加固的原因：檢測、評估與加固的原因： 1 1、由于錯誤的設計、低劣的施工、不適當的使用等原因，不能、由于錯誤的

5、設計、低劣的施工、不適當的使用等原因，不能 滿足正常的使用，甚至頻臨破壞滿足正常的使用，甚至頻臨破壞 設計概念錯誤和設計計算錯誤；施工質量事故。設計概念錯誤和設計計算錯誤；施工質量事故。 2 2、惡劣的環境下長期使用，使材料性能惡化、惡劣的環境下長期使用，使材料性能惡化 化學、物理、生物作用化學、物理、生物作用 3 3、結構使用要求的變化、結構使用要求的變化 加固的必要性：加固的必要性： 碼頭工程檢測與評估原因碼頭工程檢測與評估原因 (1) (1) 碼頭改造與升級。在調整碼頭使用功能或改造升級前碼頭改造與升級。在調整碼頭使用功能或改造升級前, ,必須對原碼頭進行全必須對原碼頭進行全 面的檢測與

6、評估面的檢測與評估, ,以確定現狀下碼頭的工作狀態與安全儲備以確定現狀下碼頭的工作狀態與安全儲備, ,從而為升級改造設計從而為升級改造設計 提供科學依據；提供科學依據； (2) (2) 碼頭的所有權發生變化。隨著港口投資體制的變化碼頭的所有權發生變化。隨著港口投資體制的變化, ,作為固定資產作為固定資產, ,碼頭的所碼頭的所 有權有時會發生變更。買賣雙方均需對碼頭的現狀及功能進行深入的了解有權有時會發生變更。買賣雙方均需對碼頭的現狀及功能進行深入的了解, ,才能才能 客觀評估資產；客觀評估資產； (3) (3) 碼頭的安全使用。碼頭的使用條件惡劣碼頭的安全使用。碼頭的使用條件惡劣, ,受到的外

7、力作用的隨機性大受到的外力作用的隨機性大, ,建筑物建筑物 的安全性變化幅度大。為確保碼頭使用安全的安全性變化幅度大。為確保碼頭使用安全, ,在設計使用壽命內在設計使用壽命內, ,需定期或不定期需定期或不定期 對碼頭進行觀測對碼頭進行觀測, ,及時發現問題及時發現問題, ,以便有針對性地進行檢測、評估與維修、加固工以便有針對性地進行檢測、評估與維修、加固工 作。此工作對高樁梁板碼頭尤為重要；作。此工作對高樁梁板碼頭尤為重要； (4) (4) 發生意外事故碼頭建筑物遭受破損。意外事故發生意外事故碼頭建筑物遭受破損。意外事故, ,如受風暴潮或臺風影響、船如受風暴潮或臺風影響、船 舶非正常撞擊、非正

8、常工況作業等均可能導致碼頭結構或構件受損舶非正常撞擊、非正常工況作業等均可能導致碼頭結構或構件受損, ,這時必須對這時必須對 碼頭進行相應的檢測評估工作碼頭進行相應的檢測評估工作, ,以便正確評價其安全性、使用性和耐久性以便正確評價其安全性、使用性和耐久性, ,積極采積極采 取補救措施。取補救措施。 結構檢測結構檢測 評估鑒定評估鑒定 加固方案選擇加固方案選擇 加固設計加固設計 施工施工 驗驗 收收 結構加固與改造的工作程序：結構加固與改造的工作程序： 1 1、結構檢測、結構檢測 2 2、評估、評估 3 3、加固方案選擇、加固方案選擇 4 4、加固設計、加固設計 5 5、施工組織組織、施工組織

9、組織 6 6、施工、施工 7 7、驗收、驗收 加固的基本原則：加固的基本原則： 1 1、結構體系總體性原則、結構體系總體性原則 2 2、先評估鑒定后加固的原則、先評估鑒定后加固的原則 3 3、材料的選用和取值原則、材料的選用和取值原則 4 4、加固方案的優化原則、加固方案的優化原則 5 5、盡量利用原則、盡量利用原則 6 6、與抗震設防結合的原則、與抗震設防結合的原則 碼頭工程檢測、評估的程序和步驟碼頭工程檢測、評估的程序和步驟 (1)(1)針對碼頭的結構型式劃分各分項、分部工程針對碼頭的結構型式劃分各分項、分部工程( (與施工階段分項，分部劃分一與施工階段分項，分部劃分一 致致) )，并對分

10、段、排架和各部件進行編號，并在現場標識；，并對分段、排架和各部件進行編號，并在現場標識； (2)(2)進行現場碼頭調查，逐件記錄破損狀況，并留照片和錄象資料；進行現場碼頭調查，逐件記錄破損狀況，并留照片和錄象資料； (3)(3)根據碼頭調查記錄進行定性分析，確定檢測部位與項目內容，編制檢測大根據碼頭調查記錄進行定性分析，確定檢測部位與項目內容，編制檢測大 綱；綱； (4)(4)根據檢測大綱，埋設觀測儀器，現場測試數據及現場取樣進行室內測定指根據檢測大綱，埋設觀測儀器，現場測試數據及現場取樣進行室內測定指 標；標； (5)(5)根據檢測結果，進行定量分析，推斷特征值；根據檢測結果，進行定量分析，

11、推斷特征值； (6)(6)根據實測推斷結果與原設計特征值或新定特征值進行比較，找出偏差值，評根據實測推斷結果與原設計特征值或新定特征值進行比較，找出偏差值，評 估各分部工程項目的工程屬性；估各分部工程項目的工程屬性； (7)(7)根據分項、分部、單位工程評定順序，進行碼頭單位工程總評估，找出最薄根據分項、分部、單位工程評定順序，進行碼頭單位工程總評估，找出最薄 弱環節并以此確定等級及使用、維護、加固措施建議；弱環節并以此確定等級及使用、維護、加固措施建議； (8)(8)歸納上述結論，寫出檢測、評估報告；歸納上述結論，寫出檢測、評估報告； (9)(9)由委托單位組織專家組對檢測、評估報告進行審查

12、驗收。由委托單位組織專家組對檢測、評估報告進行審查驗收。 參考數目：參考數目： 1 1、水工混凝土建筑物的檢測、評估與缺陷修補工程應用水工混凝土建筑物的檢測、評估與缺陷修補工程應用 孫志恒孫志恒 魯一暉魯一暉 岳躍真岳躍真 中國水利水利水電出版社中國水利水利水電出版社 2 2、建筑結構檢測、鑒定與加固建筑結構檢測、鑒定與加固 張立人張立人 武漢理工大學武漢理工大學 出版社出版社 3 3、港口水工建筑物檢測與評估技術規范港口水工建筑物檢測與評估技術規范JTJ302-2006 JTJ302-2006 4 4、內河航道維護技術規范內河航道維護技術規范JTJ302-2006 JTJ302-2006 重

13、力式碼頭破壞形式分析重力式碼頭破壞形式分析: : 1.1.不均勻沉降不均勻沉降 2.2.水流波浪淘蝕水流波浪淘蝕 3.3.地震作用地震作用 高樁碼頭破壞形式分析高樁碼頭破壞形式分析 1、局部混凝土破損、局部混凝土破損 2、鋼筋銹蝕：、鋼筋銹蝕： MehtaMehta教授指出教授指出:“:“當今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是當今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是: :鋼筋腐蝕、鋼筋腐蝕、 凍害、物理化學作用凍害、物理化學作用”，并明確將，并明確將“鋼筋腐蝕鋼筋腐蝕”排在影響混凝土耐久性因排在影響混凝土耐久性因 素的首位。素的首位。 3、不均勻沉降問題、不均勻沉降問題 板樁碼頭破壞形式分析板樁碼頭

14、破壞形式分析 1、材料劣化、材料劣化 2、水流海浪淘蝕、水流海浪淘蝕 3、地震破壞、地震破壞 4、船只或漂浮物撞擊、船只或漂浮物撞擊 第一章第一章 水運工程混凝土建筑物的水運工程混凝土建筑物的 檢測檢測 水運工程混凝土建筑物的檢測內容水運工程混凝土建筑物的檢測內容: : 混凝土強度、耐久性、內外部缺陷和其混凝土強度、耐久性、內外部缺陷和其 它性能。它性能。 檢測方法：檢測方法： 1、 首先首先 據外觀的缺陷情況，決定混凝土建筑物據外觀的缺陷情況，決定混凝土建筑物 的重點檢測部位。的重點檢測部位。 2、 針對不同的混凝土建筑物，在重點檢測部位針對不同的混凝土建筑物，在重點檢測部位 進行混凝土強度

15、、混凝土抗凍標號、混凝土的剝蝕進行混凝土強度、混凝土抗凍標號、混凝土的剝蝕 程度、沖蝕程度、混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕、混程度、沖蝕程度、混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕、混 凝土氯離子含量、混凝土的抗滲系數、混凝土的密凝土氯離子含量、混凝土的抗滲系數、混凝土的密 實度、混凝土的裂縫、混凝土底板是否脫空、混凝實度、混凝土的裂縫、混凝土底板是否脫空、混凝 土的厚度以及外水壓力。土的厚度以及外水壓力。 一、混凝土建筑物外觀缺陷情況普查：一、混凝土建筑物外觀缺陷情況普查： 整體觀察外觀缺陷；整體觀察外觀缺陷； 描述裂縫性質；描述裂縫性質； 記錄暴露于自然環境中的狀態；記錄暴露于自然環境中的狀態； 記錄滲漏情況

16、；記錄滲漏情況； 描述伸縮縫；描述伸縮縫； 記錄基礎和結構的變形或傾斜情況；記錄基礎和結構的變形或傾斜情況； 向施工、管理單位有關人員了解施工、運行情向施工、管理單位有關人員了解施工、運行情 況及存在的情況況及存在的情況 在普查的基礎上，確定下一步工作內容和數量，在普查的基礎上，確定下一步工作內容和數量，確定重確定重 點檢測部位點檢測部位，為分析缺陷產生的原因及確定正確的處理方，為分析缺陷產生的原因及確定正確的處理方 案提供可靠依據。案提供可靠依據。 檢測原則：檢測原則： “必須、夠用必須、夠用”原則：原則： 針對性原則：針對性原則： 規范性原則：規范性原則： 科學性原則：科學性原則： 1 1

17、、混凝土強度的檢測、混凝土強度的檢測 無損檢測：在不破壞混凝土結構整體性的情況下通無損檢測：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度具有一定相關關系過測定某些與混凝土抗壓強度具有一定相關關系 的物理參量來推定混凝土的強度。的物理參量來推定混凝土的強度。 有損檢測：在混凝土被檢測部位進行局部破壞以推有損檢測：在混凝土被檢測部位進行局部破壞以推 算混凝土強度。算混凝土強度。 二、重點檢測部位二、重點檢測部位 無損檢測技術發展：無損檢測技術發展： 始于始于2020世紀世紀3030年代，并獲得迅速發展。年代，并獲得迅速發展。 19301930年首先出現表面壓痕法，年首先出現表面壓

18、痕法，19351935年格里姆把共振法用于年格里姆把共振法用于 測量混凝土的彈性模量，測量混凝土的彈性模量，19481948年瑞士工程師年瑞士工程師SchmidtSchmidt研制成功研制成功 回彈儀，回彈儀，19491949年加拿大的萊斯利等運用超聲波脈沖技術進行年加拿大的萊斯利等運用超聲波脈沖技術進行 混凝土檢測獲得成功。接著英國的瓊斯又使用放射性同位素混凝土檢測獲得成功。接著英國的瓊斯又使用放射性同位素 進行混凝土密實度和強度的檢測。進行混凝土密實度和強度的檢測。 為無損檢測技術奠定了基礎。為無損檢測技術奠定了基礎。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 我國在這一領域研究工

19、作開始與我國在這一領域研究工作開始與20世紀世紀50年代中期，通過年代中期，通過 引進瑞士、英國、波蘭等國的回彈儀和超聲儀，引進瑞士、英國、波蘭等國的回彈儀和超聲儀，60年代開始批年代開始批 量生產回彈儀，并研制成功多種型號的超聲檢測儀。并制定出量生產回彈儀，并研制成功多種型號的超聲檢測儀。并制定出 無損檢測規范，在常規的的混凝土結構無損檢測技術方面的研無損檢測規范，在常規的的混凝土結構無損檢測技術方面的研 究和應用水平已經達到獲接近世界先進水平。究和應用水平已經達到獲接近世界先進水平。 超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程 后裝拔出法檢測混凝土強度技術規程

20、后裝拔出法檢測混凝土強度技術規程 超聲法檢測混凝土缺陷技術規程超聲法檢測混凝土缺陷技術規程 回彈法檢測混凝土缺陷技術規程回彈法檢測混凝土缺陷技術規程 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 無損檢測之一無損檢測之一 -回彈法回彈法 回彈法：根據表面硬度來推測回彈法：根據表面硬度來推測混凝土的強度混凝土的強度，表，表 面硬度與混凝土立方體抗壓強度，許多材料都有這面硬度與混凝土立方體抗壓強度，許多材料都有這 種特性。種特性。 混凝土的強度：以邊長為混凝土的強度：以邊長為15cm的立方體試件抗壓的立方體試件抗壓 強度表示強度表示 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 發明人：瑞

21、士工程師發明人：瑞士工程師Schmidt; 時間時間: 20世紀世紀20年代；年代； 回彈儀沒有大的改變回彈儀沒有大的改變; 回彈法是目前國內應用最為廣泛的結構回彈法是目前國內應用最為廣泛的結構 混凝土抗壓強度檢測方法混凝土抗壓強度檢測方法 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 試驗原理：試驗原理： 依據砼強度與其表面硬度之間存在著表面硬度大依據砼強度與其表面硬度之間存在著表面硬度大 砼強度高，表面硬度大回彈值高的關系；從而使用砼強度高，表面硬度大回彈值高的關系；從而使用 回彈儀彈擊砼表面，建立回彈值與抗壓強度校準的回彈儀彈擊砼表面，建立回彈值與抗壓強度校準的 相關關系，用回彈值推

22、算砼的抗壓強度。相關關系，用回彈值推算砼的抗壓強度。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 檢檢 測測 方方 法法 : 原原 理理 表面硬度法（硬度表面硬度法（硬度強度）；強度）； 用標準動能（重錘）彈擊混凝土表面；用標準動能（重錘）彈擊混凝土表面； 混凝土表面變形（彈性與塑性）；彈混凝土表面變形（彈性與塑性）；彈 性可恢復，塑性不可恢復（形成小坑）性可恢復，塑性不可恢復（形成小坑） 塑性變形消耗能量；塑性變形消耗能量； 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 塑性變形與硬度有關（硬度高，塑塑性變形與硬度有關（硬度高，塑 性變形小，消耗能量少；硬度低，性變形小，消耗能量少

23、；硬度低， 塑性變形大，消耗能量多）；塑性變形大，消耗能量多）； 未消耗的能量，為彈性變形能；未消耗的能量，為彈性變形能； 回傳回彈儀的重錘；回傳回彈儀的重錘； 重錘回跳（回彈），回跳的高度為重錘回跳（回彈），回跳的高度為 回彈值回彈值； 檢檢 測測 方方 法法 : 原原 理理 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 回彈值反映剩余能量的大小；回彈值反映剩余能量的大小； 表面硬度低，彈擊塑性變形大（吸收的能量多），表面硬度低，彈擊塑性變形大（吸收的能量多）， 彈性（剩余）能量少，回彈值小，混凝土強度低；彈性（剩余）能量少，回彈值小，混凝土強度低； 表面硬度高，彈擊塑性變形小（吸收的能

24、量少），表面硬度高，彈擊塑性變形小（吸收的能量少）， 彈性（剩余）能量多，回彈值高，混凝土強度高；彈性（剩余）能量多，回彈值高，混凝土強度高； 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 回彈值是剩余能量（彈性變形能）與初始回彈值是剩余能量（彈性變形能）與初始 （彈擊）能量（彈擊）能量（2.207J)2.207J)之比值的平方根；之比值的平方根； 回彈值為被彈回的值回彈值為被彈回的值x x與拉力彈簧工作時拉與拉力彈簧工作時拉 伸長度伸長度L L的比值的比值, ,R R= =x x/ /L L； 回彈值高，表面硬度高，混凝土強度高；回彈值高，表面硬度高，混凝土強度高； 回彈值低，表面硬度低

25、，混凝土強度低；回彈值低，表面硬度低，混凝土強度低； 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 目前已知應用該項技術的國家；目前已知應用該項技術的國家； 美國美國：ASTMC805；A 英國英國：BS1881；C 德國德國：DIN1408;C 羅馬尼亞；羅馬尼亞；C 前蘇聯前蘇聯：GOCT10180；C 歐洲歐洲：RILEM;C 日本：無損手冊日本：無損手冊;B 中國中國：JGJ/T 92-2001；C 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 我國的這項技術走在世界的前列（國際領先）我國的這項技術走在世界的前列（國際領先） 定量考慮碳化深度的影響；定量考慮碳化深度的影響； 考

26、慮材料地區性的差異考慮材料地區性的差異; ; 綜合的修正技術，結合其他的檢測方法；綜合的修正技術，結合其他的檢測方法； 發展高強混凝土，特種混凝土。發展高強混凝土，特種混凝土。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 優點優點1 1：對結構沒有損傷；對結構沒有損傷； 優點優點2 2：儀器輕巧，使用方便；：儀器輕巧，使用方便； 優點優點3 3：測試速度快；：測試速度快； 優點優點4 4：測試費用相對較低；：測試費用相對較低； 優點優點5 5：可以基本反映結構混凝土抗壓強度規律；：可以基本反映結構混凝土抗壓強度規律； 一般為結構混凝土抗壓強度檢測的首選方法，一般為結構混凝土抗壓強度檢測的

27、首選方法， 參見規范。參見規范。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 缺點：方法本身有時有系統不確定性問題（系統誤缺點：方法本身有時有系統不確定性問題（系統誤 差）；差）； 正確看待與使用回彈法檢測混凝土強度技術。正確看待與使用回彈法檢測混凝土強度技術。 過分相信檢測結果是不對的；過分相信檢測結果是不對的； 完全否定也是不對的；完全否定也是不對的； 委托方，建設方應該對其有大致的了解。委托方，建設方應該對其有大致的了解。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 直讀式；直讀式； 數顯；數顯； 直讀數顯；直讀數顯； 我國可以使用直讀式和直讀數顯式；我國可以使用直讀式和直讀

28、數顯式； 產品標準只包括有直讀式；產品標準只包括有直讀式； 只有數顯的回彈儀不宜使用只有數顯的回彈儀不宜使用. 重型；重型； 中型；中型； 輕型；輕型； 特輕型特輕型 回彈儀分類回彈儀分類 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 直讀式直讀式 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 回彈法檢測混凝土強度的步驟回彈法檢測混凝土強度的步驟 1 、測區的布置、測區的布置 在被測混凝土結構或構件上均勻布置測區，測區數不在被測混凝土結構或構件上均勻布置測區，測區數不 少于少于10個；相

29、鄰兩測區的間距不宜大于個；相鄰兩測區的間距不宜大于2m，且離構件邊，且離構件邊 緣的距離不宜大于緣的距離不宜大于0.5m，且不宜小于，且不宜小于0.2m。 2 、回彈值的測定、回彈值的測定 測試時回彈儀應始終與測試面垂直，并不得打在氣孔測試時回彈儀應始終與測試面垂直，并不得打在氣孔 和外露石子上。和外露石子上。 每個測區的兩個測面用回彈儀各彈擊每個測區的兩個測面用回彈儀各彈擊8點，共點，共16點。點。 點與點間距不得小于點與點間距不得小于20mm，回彈點距構件邊緣或外露，回彈點距構件邊緣或外露 鋼筋、鐵件的距離不得小于鋼筋、鐵件的距離不得小于30mm。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之

30、無損檢測 3、混凝土碳化深度的測定、混凝土碳化深度的測定 用電錘或其他工具在混凝土中敲擊形成深約用電錘或其他工具在混凝土中敲擊形成深約 15mm的缺口，清除缺口中的碎屑后，立即用的缺口，清除缺口中的碎屑后，立即用1% 的酚酞酒精溶液滴在缺口內壁的邊緣外，用鋼尺的酚酞酒精溶液滴在缺口內壁的邊緣外，用鋼尺 測量不變色的深度若干次，精確到測量不變色的深度若干次，精確到0.5mm，取其，取其 平均值。平均值。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 4、數據處理及回彈值的修正、數據處理及回彈值的修正 將每個測區的將每個測區的16個回彈值中剔除其中個回彈值中剔除其中3個個 最小值后，余下的最小

31、值后，余下的10個回彈值的算術平均個回彈值的算術平均 值即為該測區的回彈平均值值即為該測區的回彈平均值 m R 測試時回彈儀應是水平方向且彈擊面為 混凝土的澆筑側面，否則，應對回彈值先進 行角度修正，然后再進行澆筑面的修正。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 角度修正： aamam RRR ma R 回彈儀與水平方向成回彈儀與水平方向成 角測試時測區的平均回角測試時測區的平均回 彈值彈值, aa R 按表查出的不同測試角按表查出的不同測試角 的回彈值修正值的回彈值修正值 測試面修正： 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損

32、檢測 四、砼強度推定四、砼強度推定 試樣砼強度平均值及標準差： n f m n i c icu f c cu 1 , ,1 )()( 1 22 , n mnf S n i f c icu f c cu c cu ； (1)當按單個構件檢測時，單個構件的砼 強度推定值 取該構件各測區中最小的 。 c cu f min, ecu f , 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 (2)當按批抽樣檢測時，保證率要達到95%： c cu c cu ff ecu Smf645. 1 1, n i c icu f ecu f n mf c cu 1 min,2, 1 min, 取大值 混凝土強度檢

33、測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 無損檢測之二無損檢測之二 -超聲波法超聲波法 超聲波法與回彈法類似也是通過相關性來間接測定混凝超聲波法與回彈法類似也是通過相關性來間接測定混凝 土強度的一種方法土強度的一種方法;也是建立在混凝土的強度與其他物理量也是建立在混凝土的強度與其他物理量 特征值的相關關系基礎上。特征值的相關關系基礎上。 混凝土強度與其彈性模量、密度等密切相關，而根據彈混凝土強度與其彈性模量、密度等密切相關，而根據彈 性波動理論，超聲波在彈性介質中的傳播速度又與彈性模性波動理論，超聲波在彈性介質中的傳播速度又與彈性模 量、密度這些參數之間存在以下關系：量、密度這些參數之間存在以下關

34、系： 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 )21)(1 ( )1 ( vv vE v d d E v ：介質的動彈性模量；：介質的動彈性模量；：介質的密度；：介質的密度； ：介質的泊松比：介質的泊松比 可見混凝土強度與超聲波在其中的傳播速度具有一定可見混凝土強度與超聲波在其中的傳播速度具有一定 的相關性。建立了混凝土強度與波速之間的定量關系后，的相關性。建立了混凝土強度與波速之間的定量關系后， 即可根據檢測到的超聲波波速推定混凝土強度。混凝土強即可根據檢測到的超聲波波速推定混凝土強度。混凝土強 度越高，其波速越快。度越高，其波速越快。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損

35、檢測 超聲波法原理超聲波法原理 將電能通過發射探頭轉換成機械能，發出超聲波穿透混將電能通過發射探頭轉換成機械能，發出超聲波穿透混 凝土結構，然后經接收探頭拾取而轉換成微弱電信號。此信凝土結構，然后經接收探頭拾取而轉換成微弱電信號。此信 號經放大后的混凝土的波形顯示在示波管上，聲波歷時（聲號經放大后的混凝土的波形顯示在示波管上，聲波歷時（聲 時）由數碼顯示器給出，并可打印數值。根據超聲波在混凝時）由數碼顯示器給出，并可打印數值。根據超聲波在混凝 土中的傳播速度（簡稱波速）來推求結構混凝土強度。土中的傳播速度（簡稱波速）來推求結構混凝土強度。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 試驗

36、方法試驗方法 采用發、收雙探頭；采用發、收雙探頭； 在被測構件上每隔在被測構件上每隔200300mm200300mm布一對測點，每對測點必須相互布一對測點，每對測點必須相互 對齊，每個試樣測點不得少于對齊，每個試樣測點不得少于1010對。對。 測區應盡量避開有鋼筋的部位，尤其要避開與聲通路平行的鋼測區應盡量避開有鋼筋的部位，尤其要避開與聲通路平行的鋼 筋部位。筋部位。 測試前先將混凝土表面磨光，并將污物除去。測試前先將混凝土表面磨光，并將污物除去。 在每個測點處涂一些凡士林或軟肥皂（以防探頭與混凝土表面在每個測點處涂一些凡士林或軟肥皂（以防探頭與混凝土表面 之間的空隙），然后將發射器和接受器壓

37、緊于相互對應的一對之間的空隙），然后將發射器和接受器壓緊于相互對應的一對 測點。測點。 從儀表中讀出超聲波經過試樣所需的時間，換算成速度，最后從儀表中讀出超聲波經過試樣所需的時間，換算成速度，最后 取各點速度的平均值，即可由速度取各點速度的平均值，即可由速度強度曲線查出混凝土強度。強度曲線查出混凝土強度。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 局限性：局限性： 混凝土是一種非勻質、非彈性的復合材料，強度與波速之混凝土是一種非勻質、非彈性的復合材料，強度與波速之 間的定量關系受到混凝土本身各種技術條件，如水泥品種、間的定量關系受到混凝土本身各種技術條件，如水泥品種、 骨料品種和粒徑大

38、小、水灰比、鋼筋配置等因素的影響，骨料品種和粒徑大小、水灰比、鋼筋配置等因素的影響， 具有一定的隨機性。具有一定的隨機性。 目前尚未建立統一的混凝土強度和波速的定量關系曲線。目前尚未建立統一的混凝土強度和波速的定量關系曲線。 因此必須以一定數量的相同技術條件的混凝土立方體試因此必須以一定數量的相同技術條件的混凝土立方體試 塊，預先建立該種混凝土的強度塊，預先建立該種混凝土的強度波速曲線，然后推算其波速曲線，然后推算其 強度，并進行有關影響因素的修正。強度，并進行有關影響因素的修正。 因此工程中常用綜合指標來測定混凝土的強度，應用較多因此工程中常用綜合指標來測定混凝土的強度，應用較多 的超聲的超

39、聲回彈法回彈法 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 無損檢測之三無損檢測之三 -超聲超聲回彈綜合法回彈綜合法 超聲超聲回彈綜合法是回彈綜合法是2020世紀世紀6060年代發展起來的一種非破損綜合檢年代發展起來的一種非破損綜合檢 測方法，在國內外已得到廣泛應用。測方法，在國內外已得到廣泛應用。 其基本思想：利用超聲聲速值其基本思想：利用超聲聲速值 和回彈值和回彈值 這兩個參數同時與混凝土強度建這兩個參數同時與混凝土強度建 立相關關系。立相關關系。 規程中采用的相關曲線為：規程中采用的相關曲線為： C a B a c cu RvAf)()( a v a R c cu f a v a

40、R A、B、C 混凝土的推算強度；混凝土的推算強度； 聲速；聲速； 回彈值；回彈值； 由對比實驗測得的系數。由對比實驗測得的系數。 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 檢測方法：檢測方法： 用超聲用超聲回彈法綜合檢測混凝土強度時，測區布置同回彈法。回彈法綜合檢測混凝土強度時，測區布置同回彈法。 測區內同時進行回彈測試，和超聲測試。測區內同時進行回彈測試，和超聲測試。 將每個測區修正后的回彈值和聲速值，代入上式即可得到強將每個測區修正后的回彈值和聲速值，代入上式即可得到強 度換算值度換算值 混凝土強度檢測之無損檢測混凝土強度檢測之無損檢測 拔出法測強是檢測構件表層混凝土的抗拉力與抗

41、剪力，拔出法測強是檢測構件表層混凝土的抗拉力與抗剪力， 以此推斷混凝土抗壓強度的一種測試方法。以此推斷混凝土抗壓強度的一種測試方法。 拔出法：拔出法：把一端帶有擋板的螺桿預埋在混凝土表層一定把一端帶有擋板的螺桿預埋在混凝土表層一定 的深度中的深度中, ,另一端露在外面，待混凝土硬化后，拔出預埋件，另一端露在外面，待混凝土硬化后，拔出預埋件， 記錄其拔出力。擋板周圍的混凝土受剪力和拉力破壞，按記錄其拔出力。擋板周圍的混凝土受剪力和拉力破壞，按 照已建立的拉拔力與混凝土強度之間的相互關系，換算混照已建立的拉拔力與混凝土強度之間的相互關系，換算混 凝土的抗壓強度。凝土的抗壓強度。 資料表明拔出力與抗

42、壓強度之間有良好的相互關系，資料表明拔出力與抗壓強度之間有良好的相互關系， 其相關系數可達其相關系數可達0.950.95以上。以上。 有損檢測法之一有損檢測法之一 -拔出法拔出法 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 局限性：局限性： 拔出錨桿時，錨桿環向混凝土的脹力大，所以這種方法只適用于拔出錨桿時，錨桿環向混凝土的脹力大，所以這種方法只適用于 體積較大的混凝土構件，不宜在梁、柱小截面構件上應用；體積較大的混凝土構件，不宜在梁、柱小截面構件上應用； 必須預先有進行拉拔試驗的打算，按計劃布置測點和預埋錨固必須預先有進行拉拔試驗的打算

43、，按計劃布置測點和預埋錨固 件；件； 由于拔出試驗拔出深度較淺，一般在由于拔出試驗拔出深度較淺，一般在2040mm2040mm之間，不能反映之間，不能反映 內部混凝土的質量；內部混凝土的質量； 屬于從一個物理量來推定另一個物理量的方法，必須在建筑屬于從一個物理量來推定另一個物理量的方法，必須在建筑 物修建時或運行后取芯標定方程式。物修建時或運行后取芯標定方程式。 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 把一圓形鋼制拉剝盤，用環氧樹脂粘接劑粘到處于試驗把一圓形鋼制拉剝盤，用環氧樹脂粘接劑粘到處于試驗 條件下的混凝土表面上。當環氧樹脂粘接劑硬化后，慢慢條件下的混凝土表面上。當環氧樹脂粘接

44、劑硬化后，慢慢 地增加拉剝盤上的拉力。通過拉剝試驗，計算出混凝土的地增加拉剝盤上的拉力。通過拉剝試驗，計算出混凝土的 抗拉強度。抗拉強度。 用拉拔試驗和相應的立方體試塊或圓柱體試塊抗壓試驗用拉拔試驗和相應的立方體試塊或圓柱體試塊抗壓試驗 的基礎上所得到的測強曲線，就能對等效的立方體或圓柱的基礎上所得到的測強曲線，就能對等效的立方體或圓柱 體試塊的強度作出可靠估計。體試塊的強度作出可靠估計。 可以方便地進行現場測量，拉剝試驗是混凝土抗拉可以方便地進行現場測量，拉剝試驗是混凝土抗拉 強度的一個直接度量方法，試驗造成的破損輕微，無強度的一個直接度量方法，試驗造成的破損輕微，無 需考慮因試驗造成的損壞

45、。還可以測出新老混凝土強需考慮因試驗造成的損壞。還可以測出新老混凝土強 度。度。 有損檢測法之二有損檢測法之二 -拉剝試驗法拉剝試驗法 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 在結構物上直接鉆取混凝土試樣進行壓力檢測，測得在結構物上直接鉆取混凝土試樣進行壓力檢測，測得 的強度值能真實反映結構混凝土的質量。的強度值能真實反映結構混凝土的質量。 費用較高：因此國內外都主張把鉆芯法與其它非破損費用較高：因此國內外都主張把鉆芯法與其它非破損 方法結合使用，一方面利用非破損法來減少鉆心的數量，方法結合使用，一方面利用非破損法來減少鉆心的數量，

46、另一方面又利用鉆芯法來提高非破損法的可靠性。另一方面又利用鉆芯法來提高非破損法的可靠性。 最準確、最直關；最準確、最直關； 對原混凝土結構整體性、完整性造成破壞；對原混凝土結構整體性、完整性造成破壞； 同時可以發現混凝土施工時的缺陷。同時可以發現混凝土施工時的缺陷。 有損檢測法之三有損檢測法之三 -鉆芯法鉆芯法 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 適用范圍：適用范圍： 1 1、對試塊、對試塊 抗壓強度測試結果有懷疑時；抗壓強度測試結果有懷疑時； 2 2、因材料、施工或養護不良而發生質量問題時；、因材料、施工或養護不良而發生質量問題時； 3 3、混凝土遭受凍害、火災、化學侵蝕或其他

47、損害時；、混凝土遭受凍害、火災、化學侵蝕或其他損害時； 4 4、需檢測經多年使用的建筑結構或建筑物中混凝土強度時。、需檢測經多年使用的建筑結構或建筑物中混凝土強度時。 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 測試步驟：鉆取芯樣、芯樣加工、芯樣試壓和強度評定測試步驟：鉆取芯樣、芯樣加工、芯樣試壓和強度評定 1、鉆取芯樣、鉆取芯樣 芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍，最小不得小于骨料粒徑的倍，最小不得小于骨料粒徑的2倍，倍， 并規定以直徑并規定以直徑100mm和和150mm作為抗壓強度的標準芯樣試件；作為抗壓強度的標準芯樣試件； 2、芯樣加工、芯樣加工 用鋸

48、切機加工成規定的芯樣試件。規程規定的芯樣試件長度與直徑之比為用鋸切機加工成規定的芯樣試件。規程規定的芯樣試件長度與直徑之比為 12，并以長徑比，并以長徑比1作為標準，當長徑比為其它數值時，強度須修正。作為標準，當長徑比為其它數值時，強度須修正。 3、芯樣試壓、芯樣試壓 芯樣試件的抗壓試驗按照現行國家標準中立方體試塊抗壓試驗方法進行，芯樣試件的抗壓試驗按照現行國家標準中立方體試塊抗壓試驗方法進行， 混凝土抗壓強度按下式計算：混凝土抗壓強度按下式計算： 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 2 4 d F f c cu c cu f 混凝土芯樣試件抗壓強度換算值； F芯樣試件抗壓試驗測

49、得的破壞荷載； d芯樣試件的平均直徑； 不同長徑比芯樣試件 4、強度評定、強度評定 混凝土強度的評定根據檢測的目的分為以下情況：一種是了解某個最混凝土強度的評定根據檢測的目的分為以下情況：一種是了解某個最 薄弱部位的混凝土強度，以該部位芯樣強度的最小值作為混凝土的評薄弱部位的混凝土強度，以該部位芯樣強度的最小值作為混凝土的評 定值。第二種是單個構件的強度評定，當芯樣數量較少時，取其中較定值。第二種是單個構件的強度評定，當芯樣數量較少時，取其中較 小的芯樣強度作為混凝土強度評定值。小的芯樣強度作為混凝土強度評定值。 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損檢測 利用發射槍對準混凝土表面發射子

50、彈，彈內火藥燃燒利用發射槍對準混凝土表面發射子彈，彈內火藥燃燒 釋放出來的能量推動鋼釘高速進入混凝土中，一部分能量釋放出來的能量推動鋼釘高速進入混凝土中，一部分能量 消耗于鋼釘與混凝土之間的摩擦，另一部分能量由于混凝消耗于鋼釘與混凝土之間的摩擦，另一部分能量由于混凝 土受擠壓、破碎而被消耗。土受擠壓、破碎而被消耗。 測量鋼釘外露部分的長度即可確定混凝土的貫入阻力。測量鋼釘外露部分的長度即可確定混凝土的貫入阻力。 通過試驗建立貫入阻力與混凝土強度的經驗關系式。通過試驗建立貫入阻力與混凝土強度的經驗關系式。 有損檢測法之四有損檢測法之四 -射釘法射釘法 混凝土強度檢測之有損檢測混凝土強度檢測之有損

51、檢測 混凝土耐久性的檢測混凝土耐久性的檢測 在自然界的各種物理、化學因素作用下，混凝土的性在自然界的各種物理、化學因素作用下，混凝土的性 能受到影響并隨著時間的推移可能發生各種損壞。這種時能受到影響并隨著時間的推移可能發生各種損壞。這種時 間的漸漸損壞過程可稱之為間的漸漸損壞過程可稱之為“ 老化老化”。而性能與環境不。而性能與環境不 同的混凝土抵抗同的混凝土抵抗“老化老化”的能力也有異，這種能力就是混的能力也有異，這種能力就是混 凝土的耐久性。凝土的耐久性。 引起混凝土結構耐久性下降的主要原因有：混凝土結引起混凝土結構耐久性下降的主要原因有：混凝土結 構裂縫的出現、混凝土的碳化、有害介質的侵蝕

52、、堿構裂縫的出現、混凝土的碳化、有害介質的侵蝕、堿- 骨料反應、凍融循環、鋼筋的銹蝕。骨料反應、凍融循環、鋼筋的銹蝕。 混凝土耐久性檢測混凝土耐久性檢測 混凝土耐久性檢測的內容混凝土耐久性檢測的內容 1、混凝土碳化深度的測定；、混凝土碳化深度的測定； 2、鋼筋位置（保護層厚度）及鋼筋銹蝕程度的測定；、鋼筋位置（保護層厚度）及鋼筋銹蝕程度的測定； 3、特殊腐蝕物質侵入深度及含量的測定；、特殊腐蝕物質侵入深度及含量的測定； 4、混凝土腐蝕層深度的測定；、混凝土腐蝕層深度的測定； 5、構件所處環境情況的調查及環境中特殊腐蝕性物質的、構件所處環境情況的調查及環境中特殊腐蝕性物質的 種類等情況的調查及測

53、定種類等情況的調查及測定 混凝土耐久性檢測混凝土耐久性檢測 混凝土碳化機理混凝土碳化機理 混凝土的碳化：指混凝土混凝土的碳化：指混凝土 硬化后其表面與空氣中的硬化后其表面與空氣中的CO2作用，使混凝作用，使混凝 土中的水泥水化生成的產物土中的水泥水化生成的產物Ca(OH)2生成生成CaCO3，并使混凝土孔隙溶液，并使混凝土孔隙溶液 pH值降低。值降低。 為防止鋼筋產生銹蝕的表面鈍化膜，只能在堿性的環境下才能穩定的為防止鋼筋產生銹蝕的表面鈍化膜，只能在堿性的環境下才能穩定的 存在，當混凝土孔隙溶液堿度降低時，這層鈍化膜也隨之分解，失去了存在，當混凝土孔隙溶液堿度降低時，這層鈍化膜也隨之分解，失去

54、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。，導致鋼筋銹蝕。 因此不難看出，碳化引起鋼筋銹蝕的先決條件是碳化深度超過鋼筋保因此不難看出，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。護層的厚度。 OHCOCCOOHC a OH a2322 2 )( OHOnHySiOCOxCnCOySiOOxC a OH a222322 2 混凝土耐久性檢測混凝土耐久性檢測 混凝土的碳化主要包括三個過程：混凝土的碳化主要包括三個過程： （1）化學反應過程。混凝土的化學反應過程進行較慢，

55、反應的速度主）化學反應過程。混凝土的化學反應過程進行較慢，反應的速度主 要取決于要取決于CO2的濃度和混凝土可碳化物質的含量，其中混凝土中可碳化的濃度和混凝土可碳化物質的含量，其中混凝土中可碳化 物質的含量又受到水泥品種、水泥用量及水化程度等因素的影響。物質的含量又受到水泥品種、水泥用量及水化程度等因素的影響。 （2）二氧化碳等在混凝土中的擴散速度。該速度取決于混凝土的孔隙結）二氧化碳等在混凝土中的擴散速度。該速度取決于混凝土的孔隙結 構。混凝土的孔隙結構主要受混凝土水灰比的影響。構。混凝土的孔隙結構主要受混凝土水灰比的影響。 （3）氫氧化鈣的擴散。氫氧化鈣可在孔隙的表面擴散，其速度取決于混）

56、氫氧化鈣的擴散。氫氧化鈣可在孔隙的表面擴散，其速度取決于混 凝土的含水率和氫氧化鈣濃度的梯度。凝土的含水率和氫氧化鈣濃度的梯度。 上述三個過程，均與混凝土的含水量及其周圍介質的相對濕度有關，上述三個過程，均與混凝土的含水量及其周圍介質的相對濕度有關， 二氧化碳在混凝土中的擴散速度最慢，它決定了混凝土的含水率和氫氧二氧化碳在混凝土中的擴散速度最慢，它決定了混凝土的含水率和氫氧 化鈣的速度以及它的分層特性。化鈣的速度以及它的分層特性。 混凝土耐久性檢測混凝土耐久性檢測 混凝土碳化深度的測量混凝土碳化深度的測量 在選定的混凝土檢測位置上鑿孔，測孔的直徑為在選定的混凝土檢測位置上鑿孔，測孔的直徑為12

57、25mm， 視碳化深度的大小而定，將孔內清掃干凈后，向孔內噴灑視碳化深度的大小而定，將孔內清掃干凈后，向孔內噴灑1%濃度濃度 的酚酞試液。的酚酞試液。 噴灑酚酞試液后，為碳化的混凝土變為紅色，已碳化的混凝土噴灑酚酞試液后，為碳化的混凝土變為紅色，已碳化的混凝土 不變色，測量變色混凝土前緣至構件表面的垂直距離即為混凝土不變色，測量變色混凝土前緣至構件表面的垂直距離即為混凝土 碳化深度。碳化深度。 碳化速度的主要影響因素碳化速度的主要影響因素 混凝土自身的密實度和其所處的環境條件，主要包括大氣中二氧化碳混凝土自身的密實度和其所處的環境條件，主要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