[其他]钢筋混凝土构件质量的无损伤检测方法

说明书

本发明涉及的是利用传导电流对钢筋混凝土构件质量，尤其是作为各类建筑设施基础的桩基质量进行无损伤性检测的方法。

钢筋混凝土构件的质量，直接影响使用这些构件的建筑设施的质量，对属于在地面上完成和使用的预制件的检测较为直观和方便，但对于作为各种建筑设施的基础而埋于地下的桩基质量的检测就较为困难，而其质量的好坏又尤其显得重要。作为建筑设施基础的桩基大体可分为打入桩和灌注桩两类。打入桩可能会因为预制桩在打入地下的过程中发生断裂等损坏;灌注桩可能会因浇灌操作过程不妥或地质条件复杂等原因而发生夹泥、缩颈等质量问题。目前对桩基质量的检测常用的有静载试验方法和动载试验方法。静载试验方法不仅所用设备笨重，费用昂贵，试验周期长，而且其检测的结果是桩基的承载能力，对得到的异常检测结果必须要结合其它工程地质勘探资料才可能对是否属于桩基自身的质量问题作出判断。同时，对大口径灌注桩采用静载试验方法也难以实现。目前正在广泛寻求的动载试验方法，如敲击法、共振法、水电效应法、机械阻抗法等，效果还不十分可靠（《建筑技术》1986（12）p5）。另外，目前还有使用超声波探测法、钻孔取芯法等检测方法。它们在检测时都要在被检测的桩基上钻孔。虽然检测结束后要进行回填，但对被检测的桩基毕竟有所损伤，同时所用设备也很昂贵。检测费用也高，而对于缩颈和某些断裂损伤等问题也尚难于判断和检查出。灌注桩的使用目前已越来越广泛，但对它的质量检测，尤其如对缩颈等质量问题的检测，目前各种检测方法普遍感到比较困难。

另一方面，目前所采用的各种检测方法，当有大量构件，例如有大量桩基存在，在选择确定被检测的桩基对象时，都是采取按一定比例要求随机选取，最多再参考各桩基中重要性程度的条件而确定的。以对所选出的桩基质量的检测结果而推论全体桩基的质量。这样做虽然有一定程度的代表性，但由于总体桩基数量和被检测的桩基数量都很有限，且后者在总体数量中所占的比例也不大，一般不超过10%，若以此来推论全体桩基的质量，无疑存在了隐患，使所作的结论在实际上的科学性、准确性和真实性受到较大的影响。

本发明的目的是提供一种检测钢筋混凝土构件质量，特别是作为建筑设施基础的桩基（尤其是灌注桩）质量的方便易行，可靠性和准确性较高的方法。

本发明的检测方法利用地质勘探中电测井的原理，使用了传导电流的方法。通常情况下，被检测的钢筋混凝土构件都是位于地面或埋于地表土层中，其所处的环境，如围周地表土层，在施以电信号时，传导电流可以在其中导通。由电场理论可知，无限长线带电体在以它为轴线的中心分层均匀介质中，周围的电场等位面是以它为中心轴呈同心轴圆柱面形式分布，并且随与中心轴间距离的增大而减弱。当沿着此带电体长度方向上分布着不同电阻率ρ的介质时，在电阻率ρ改变的部位，在以此带电体为中心轴的圆柱面上的相应部位的电位和电场强度都会发生改变。反之，一旦这些位置上的电位和电场强度发生了改变，即可推知与此相对应的部位上，介质的电阻率ρ发生了变化。钢筋混凝土构件中的混凝土保护层的电阻率ρ_C和周围地表土层的电阻率ρ_S的大小取决于其孔隙度和其中含水率的高低。一般地讲，已固结了的混凝土层的密实度大，孔隙度小，因此含水率低，所以一般ρ_C＞ρ_S，甚至常常是ρ_C＞＞ρ_S。而地表土层一般都很疏松，含水率高，ρ_S低，基本近似于常水的电阻率ρ_W，即ρ_S≈ρ_W。当把被检测的钢筋混凝土构件中的钢筋近似视为无限长线带电体时。如果构件中钢筋之外的混凝土保护层完好无损，则在构件的钢筋走行方向上，构件外表面上的电位或电场强度的分布就应与理论上等位面的分布基本一致。如果构件发生了断裂、夹泥、缩颈等损伤，泥土或地下水就会取代损伤处的混凝土保护层而直接与构件中的钢筋接触。由于ρ_C≠ρ_S≈ρ_W，使得构件在钢筋走行的方向上分布了不同电阻率ρ的介质，此时在构件外表面上与损坏部位相对应的位置上测得的电位或电场强度与混凝土保护层完好部位的电位或电场强度间会表现出差异，而且ρ_C与ρ_S相差越大，损坏处的电位和电场强度的异常改变也就越显著。