長江重要混凝土堤防隱蔽工程質量檢測及評價方法探討
摘要:長江重要堤防隱蔽工程質量檢測或評價方法的依據是各種行業標準和規程規范,但其自身的特點決定了工程質量的檢測和評價有別于其他工程。通過對長江重要堤防的護岸工程、穿堤建筑物、防滲工程質量檢測的內容、方法和依據進行概述,對部分參數的檢測方法進行了探討。
關鍵詞:長江堤防 隱蔽工程 質量檢測 質量評價
為了確保長江重要堤防隱蔽工程的質量,從工程建設的業主、監理、施工各方對工程質量的過程控制到政府質量監督站的質量監督,都需要工程質量檢測單位完整、快速地提供準確、可靠的數據,作為工程質量評定的基本資料。如何進行已建工程的質量檢測和質量評價,使檢測數據真實地反映堤防工程質量檢測的現狀,是堤防工程建設中的重要環節。
一、長江重要堤防隱蔽工程檢測的特點
長江重要堤防隱蔽工程有如下特點:一是從分布上看,涉及面廣,戰線長,布點分散,堤防隱蔽工程不連續地分布在經常遭遇水患災害的鄂、湘、皖、贛4省幾千公里長江干堤的險工、險段上。二是從工程的項目看,主要包括水上護坡、水下護岸、防滲工程、穿堤建筑物加固或重建等四種。三是從施工隊伍的組成看,大多為具有較高資質的水電施工企業,但也有來自其他如鐵路、煤礦、房建、公路等行業的施工企業,對水電施工,尤其對防滲工程的施工尚無成熟的經驗。四是施工工期短,工程的建設速度和質量與工程建設各方的素質及地方政府的大力支持有很大的關系。
長江重要堤防隱蔽工程質量檢測或評價方法的依據是各種行業標準和規程規范,但其自身的特點決定了工程質量的檢測和評價有別于其他工程。長江重要堤防隱蔽工程的質量檢測和評價應根據項目的特點采取不同的檢測手段、檢測方法和評價方法。
二、工程質量檢測的依據
工程質量檢測的依據主要包括:《堤防工程設計規范》(GB50286-98),《堤防工程施工規范》(SL260-98),《堤防工程施工質量評定與驗收規程》(試行)(SL239-1999),《水工混凝土試驗規程》(SD105-82),《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175-1999),《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》(GB/T17671-1999);《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》(CECS03:88),《混凝土強度檢驗標準》(GBJ107-87)。
三、工程質量檢測內容和方法
1.護坡工程質量檢測
長江重要堤防的護坡工程主要包括混凝土護坡或干砌石護坡兩類,其中混凝土護坡又包括現澆混凝土護坡、預制混凝土六角塊護坡、模袋混凝土護坡等。由于受到石材供應及價格的影響,各種混凝土護坡形式被越來越廣泛地采用。
護坡工程的分項工程一般包括:堤身加高培厚,坡面整理,墊層鋪設,干砌石或混凝土預制塊的鋪砌,現澆混凝土護坡的澆筑(部分現澆混凝土護坡的設計為鋼筋混凝土),漿砌石排水溝的護砌。
護坡工程質量檢測的重點是護坡墊層的厚度、干砌石的厚度和材質、混凝土的厚度和強度,在干砌石護坡中墊層有反濾設計要求時,應對墊層進行顆粒級配分析。
檢測的內容和方法包括:
(1)以干砌石為主的護坡,可采取開挖取樣進行室內試驗和現場測量的方法同時進行,室內試驗的內容主要包括石材的強度,墊層的顆粒分析等。現場測量主要包括砌石的厚度、墊層的厚度及石料的粒徑、鋪設情況是否滿足規程規范的要求。
(2)以混凝土為主的護坡,可采取現場鉆芯取樣的方法進行檢測,檢測的內容主要包括:混凝土護坡的厚度、混凝土的強度、混凝土芯樣的描述、墊層的厚度及墊層的顆粒分析等。
檢測的部位和數量可以如下布置:按堤線每500m左右隨機選擇1個檢測斷面,每個斷面選擇3點進行檢測。每個單位工程的檢測數量不得少于3個斷面,現場檢測發現工程質量問題時,應在問題斷面50~100m范圍內加密檢測2~3個斷面。
2.護岸工程質量檢測
長江重要堤防隱蔽工程的護岸工程主要方式是水下拋石護岸、有少量采用混凝土絞鏈沉排護岸及其他新工藝。
檢測主要內容水下拋石斷面線測量。通過工程完工前后的水下拋石斷面線的對比,檢測水下拋石的數量和位置是否滿足設計。一般可采用水下CT和全站儀進行測量。檢測的部位和數量可以如下布置:按堤線每500m左右隨機選擇1個檢測斷面。每個單位工程的檢測數量不得少于3個斷面,現場檢測發現檢測斷面線與設計斷面線相差較遠時,應在該檢測斷面線附近加密檢測,以便準確的檢測和判定拋石的數量和位置是否滿足設計要求。
3.穿堤建筑物質量檢測
長江重要堤防的穿堤建筑物工程主要是指各種大型的閘、涵和泵站的重建和加固,主要由各種地基工程、鋼筋混凝土工程、護岸和護坡工程、房建工程、道路工程等組成。
穿堤建筑物工程質量檢測的重點是閘、涵的底板,涵身、閘墩、啟閉機房、護坡、道路等各重要部位的原材料及建筑物本身的質量,如各部位使用的水泥、砂石料、外加劑、鋼筋、止水材料等各種原材料及各部位的混凝土強度、外觀等。
檢測的內容主要包括:①各種原材料的檢測,可采取現場取樣,進行室內試驗的方法,檢測的內容主要是原材料的各種物理力學性能。②混凝土檢測,對正在澆筑的部位可采取現場取樣,進行室內試驗的方法。對已完工的部位采取現場鉆芯取樣的方法進行檢測,檢測的內容主要為混凝土的抗壓強度是否達到設計標號,芯樣中是否有澆筑不密實如蜂窩、空洞等重大缺陷,應詳盡對芯樣的外觀進行描述。
4.防滲工程質量檢測
長江重要堤防防滲工程主要由塑性混凝土防滲墻、水泥土防滲墻、高噴防滲墻及其上接的土工布組成的堤基及堤身的防滲體組成。
檢測的內容主要包括:一是組成防滲體的各種原材料(水泥、膨潤土、外加劑、砂、石、土工布等)的現場檢測,主要檢測原材料的各種物理力學性能。二是防滲墻墻體質量檢測,包括墻體材料質量檢測和墻體的完整性檢測。墻體材料質量檢測,主要是抗壓強度、抗壓彈模、滲透系數等,可采取現場取樣室內試驗的方法,成墻后也可采取鉆孔取芯的方法進行檢測,鉆孔后可進行注水試驗,測試墻體的連續性和滲透系數。墻體完整性的檢測主要檢測墻體是否連續、完整,包括墻體的厚度、垂直度、墻體的外觀、接縫等,采取現場開挖,使防滲墻暴露一定的深度,再進行觀測的檢測方法。開挖應在防滲墻的兩側同時進行,以便進行檢測。
四、工程質量評價
1.護坡工程質量評價
1護坡工程使用的原材料質量必須滿足國標要求或在規范允許的范圍內。
2混凝土護坡的厚度、墊層的厚度以該斷面各點測值的平均值作為代表值,護坡混凝土的厚度、墊層厚度的單點最小值不小于設計值的90%,并統計各檢測參數的斷面合格率。
3混凝土的強度評定按《混凝土強度檢驗標準》(GBJ107-87)進行。
各斷面抗壓強度代表值的確定應符合下列規定:
①取三個試件強度的算術平均值作為每組事件的強度代表值;
②當三個試件中強度的最大值或最小值與中間值之差超過中間值的15%時,取中間值作為該組試件的強度代表值;
③當三個試件中強度的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15%時,該組試件的強度不應作為評定的依據。
由于堤防工程建設的工期較短,對一個單位工程內的混凝土可按一個驗收批進行驗收。由于未知本驗收批混凝土立方體抗壓強度標準差,按下列兩種情況對一個單位混凝土的抗壓強度進行驗收:
a.當檢測試件組數m<10組時,按非統計方法評定混凝土抗壓強度,應同時滿足下列要求:
mfcu≥1.15fcuk
fcumin≥0.95fcuk
b.當檢測試件組數m≥10組時,按統計方法評定混凝土抗壓強度,應同時滿足下列要求:
mfcu-λ1sfcu≥0.9fcuk
fcumin≥λ2fcuk
mfcu——同一驗收批混凝土立方體抗壓強度的平均值(N/mm2);
fcuk——混凝土立方體抗壓強度的標準值(N/mm2);
fcumin——同一驗收批混凝土立方體抗壓強度的最小值(N/mm2);
sfcu——同一驗收批混凝土立方體抗壓強度的標準差(N/mm2),當sfcu的計算值小于0.06fcuk時,取sfcu=0.06fcuk;
λ1,λ2——合格判定系數,根據不同的檢測組數按規定取用。
2.護岸工程質量評價
通過施工前和施工后水下拋石斷面線對比,判斷水下拋石的數量和位置是否滿足設計。
3.穿堤建筑物質量評價
(1)各種原材料物理力學性能必須滿足國標要求或在規范允許的范圍內。
(2)混凝土工程,采取鉆孔取芯檢測時,芯樣中不能有澆筑不密實如蜂窩、空洞等重大缺陷,各部位混凝土的抗壓強度可按與護岸相同的方法進行評價。
4.防滲工程質量評價
(1)組成防滲體的各種原材料(水泥、膨潤土、外加劑、砂、石、土工布等)的各種物理力學性能,必須滿足規程規范和設計要求。
(2)墻體材料的抗壓強度按與護岸混凝土評價的相同方法進行評價。抗壓彈模、滲透系數應在設計值允許的范圍內;墻體完整性評價主要包括墻體的厚度、垂直度、墻體的外觀、接縫等。墻體的厚度、垂直度必須滿足設計要求,墻體的外觀及接縫情況無重大缺陷。
五、武漢長江干堤塑性混凝土防滲工程質量檢測實例
1.防滲墻塑性混凝土質量檢測結果
對武漢長江干堤加固工程第2標段、第8標段防滲墻塑性混凝土進行了現場取樣檢測。現場取樣后,進行室內成型、養護,達到28d齡期后進行性能試驗。檢測的內容 包括防滲墻塑性混凝土抗壓強度、抗壓彈性模量、滲透系數;第8標段塑性混凝土還進行了拌和物性能檢測。對第3標段、第8標段的塑性混凝土進行了取芯檢測,檢測內容主要為抗壓強度和滲透系數。武漢長江干堤塑性混凝土防滲墻的設計指標:抗壓強度大于2MPa、抗壓彈性模量不大于1000MPa、滲透系數小于i×10-7cm/s1<i<9。其檢測結果列于表1中。
2.防滲墻墻體開挖檢測
對武漢長江干堤加固工程第2標段、第3標段、第8標段塑性混凝土防滲墻墻體進行了開挖和外觀檢測,外觀檢測結果及外觀描述見表2。
3.防滲墻工程質量評價
(1)對武漢長江干堤加固工程防滲工程兩個標段的塑性混凝土進行了機口取樣檢測。第2標段的抗壓強度、滲透系數滿足設計要求,彈模略高。第8標段的塑性混凝土抗壓強度、抗壓彈摸、滲透系數均滿足設計要求,混凝土拌和物的坍落度和擴散度也在設計要求的范圍內。
對第3標段、第8標段的塑性混凝土進行了鉆孔取芯檢測,芯樣的抗壓強度、滲透系數滿足設計要求。
(2)武漢長江干堤加固防滲工程塑性混凝土防滲墻墻體開挖外觀檢測表明:塑性混凝土防滲墻的墻面垂直度、墻體厚度均滿足設計要求,墻體外觀較平整,接縫中夾有膠結緊密的泥皮,接頭處較平整,無明顯錯位,接縫寬度約0.5~2.5cm,防滲墻塑性混凝土的骨料與水泥石膠結較好或一般,骨料分布均勻,墻體表面未見蜂窩、空洞等明顯缺陷。
參考文獻:
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4 牛其光,孫桂之,李朝陽.河南省大型水閘老化病害評估與分析J,水利水運科學研究,1998.3
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