回弹法检测混凝土强度的数据处理流程简化分析.pdf

回弹法检测混凝土强度的数 据处 理流程 简化分析 ： 许周 张驰 81 文章编号 ： 1 6 7 2 7 4 7 9 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 8 1 0 3 回弹法检测 混凝 土强度 的数据处理流程简化 分析 许 周 张 驰 ( 中铁工程设计咨询集团有限公司， 北京1 0 0 0 5 5 ) Th e S i mp l i f i e d An a l y s i s o f Re b o u n d M e t ho d i n Te s t i n g Co nc r e t e Co m p r e s s i o n St r e n g t h XU Zh o u ZHANG Ch i 摘要 回弹法作为无损检测技术之一， 由于其便捷、 测试费用低、 检测结果相对可靠等特点， 已经 在现场检测混凝 土强度方面得到 了广泛的应 用， 但 目前其数据处理流程较 为繁琐的问题亟待 解决。根 据回弹法的原理， 对其数据处理流程进行简化分析， 为回弹法的进一步应用提供一定的参考和借鉴。 关键词 回弹法检测 混凝 土强度 中图分类号： T U 7 5 5 7 文献标识码 ： A 近年来 ， 随我国经济建设的迅猛发展 ， 我国的铁路 建设也有质和量 的的飞速变化 ， 在这过程 中， 越来越多 的混凝土构件应用到工程建设 中， 这就迫切需 要找到 一 种合适的方法来检验混凝土构件的强度。回弹法 自 诞生以来， 以其便捷、 贝 0 试费用低、 检测结果相对可靠 等特点， 已经 在混凝 土检测方面得到 了广 泛的应用。 但是回弹法的数据处理流程是一项相对繁琐的工作， 其数据多 ， 计算过程较为复杂， 使得回弹法的推广应用 受到了限制。 1 回弹法的基本原理 混凝土强度测试 仪 ， 也 称为 回弹仪 ， 是一种无 损检验混凝土强度的仪器。回弹仪的基本测试原 收稿 日期 ： 2 0 1 31 22 4 第一作者简 介： 许周 ( 1 9 8 7 一 ) ， 2 0 1 2年毕 业于 西南交 通大学 地质 工 程专业 ， 工学硕 士， 助理工程师 。 理 是利用弹簧带 动重 锤 ， 作用在混凝 土表面， 通过 弹击杆弹击 昆 凝土表面， 以重锤 回弹的距 离和弹簧的 初始长度之比值 ( 定义 为 回弹值 ) 与混凝土强度间 的相关关系来推定混凝土的抗 压强度。通常情况下， 回弹值越大 ， 混凝土的强度越高 ， 两者呈正相关关系。 在测试混凝土的 回弹值时 ， 需要 同时测量其碳化 深度值 。碳化现象 ， 是混凝土中的氢氧化钙与空气 中的二氧化碳作用生成碳酸钙 ， 呈碱性状态 。通 常情 况下， 碳化可以使混凝土表面硬度增加， 从而使回弹值 增大， 从而影响回弹法的测量精度 。因此 ， 在 回弹法的 数据计算过程中， 应消除碳化现象对回弹值的影响， 使 测量结果更接近实际情况。 2 回弹法的数据采集 所使用的回弹仪为 Z C 3 一 D型一体式数字 回弹仪 ， 具有 自 动记录、 自动存储的功能， 在很大成程度上简化 弱风化角砾凝灰岩 、 压 碎岩作为桩端持力层 。施工时 应进行试桩试验， 优化设计参数， 校验施工设备， 提高 成桩质量。 参考文献 1 山东省地质矿产局第四地质队 中华人民共和国区域地质调查报 告夏甸幅、 河头店幅、 山前店幅、 日 庄幅 R 济南： 山东省地质矿 产局 ， 1 9 9 5 2 邱家骧 岩浆岩岩石学 M 北京 ： 地质 出版社 ， 1 9 8 5 3 赵建峰 膏溶角砾岩 的工程特性 J 铁道工程学报 ， 2 0 1 2 ( 5 ) 4 王茂靖 高速铁路工程地质勘察特点 J 铁道勘察， 2 0 0 5 ( 4 ) 5 T B 1 0 0 1 2 -2 0 0 7 铁路工程地质勘察规范 s 6 T B1 0 0 2 7 -2 0 1 2 铁路工程不 良地质勘察规程 s 7 G B 5 0 0 0 7 -2 0 1 1 建筑地基基础设计规范 s 8 G B 5 0 1 1 1 2 0 0 6 铁路工程抗震设计规范( 2 0 0 9 版) s 9 T B 1 0 0 1 4 -2 0 1 2 铁路工程地质钻探规程 s 8 2 铁道勘察 2 0 1 4年第 2期 了数据采集过程 ， 提高了工作效率。 测试 回弹值时 ， 每一测 区需要测量 1 6个回弹值。 具体到回弹法检测隧道二衬强度 的实例中， 每一板 隧 道二衬需要在左右边墙各 布置 5个测 区， 共 1 0个测 区， 每个 测 区采 集 1 6个 回弹值 ， 共 计 1 6 0个 回弹值 数据。 应当提请注意的是， 测量回弹值过程中， 回弹仪撞 击杆应当与测试面保持垂直关系I 4 , 5 ， 并缓慢施压。 3 实例 3 1工程 概 况 兰新 铁 路 第 二 双 线 金 瑶 岭 隧 道 起 讫 里 程 为 D K 3 5 5 + 1 0 0D K 3 6 2+ 5 5 0， 全 长7 4 5 0 m， 位于甘肃省 张掖市山丹县军马一场西南方 向祁连山山区， 属长大 隧道 ， 平均 海拔3 2 0 03 6 0 0 i n ， 最高海 拔为3 6 8 2 m， 隧道最大埋深 4 6 4 m； 洞身经过地段地形起伏较大， 地 表 自然坡度在 3 0 。 6 O 。 之间。 3 2 数 据采集 中铁咨询公司于 2 0 1 3年 8月 6日对金瑶岭隧道 D K 3 6 1 + 8 3 0D K 3 6 2 + 5 5 0段落进行检测 ， 取得 1 6 0 6 O ( 共 6 0 0 ) 个数据。 3 3 混凝土强度的计算及修正 依据 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 J G J T 2 3 2 0 l 1 ( 以下简称 规程 ) 要求 ， 计算每个测 区的回弹值时 ， 应从测区的 1 6个 回弹值 中剔除 3个最 大值和 3个最小值 ， 其余 1 0个回弹值按下式进行计算 1 0 R = 尺 ( 1 ) 其 中： 尺 指测区的平均回弹值 ， 精确至 0 1 ； 指 第 i 个测点的回弹值。 依据混凝土强度换算值 和测区平均回弹值 以及碳化深度值 d 之间的对应关系， 通过查阅 测区 混凝土强度换算表 ， 可得测区混凝土强度换算值。 这样 ， 每板二 衬 的混凝 土抗压 强度 即可 由下 式 确定 =mi n ( j ) ( 2 ) 3 4数据 自动化处理 依据以上的常规计算方法计算混凝土的强度是一 项极其繁琐的工作。为此， 作者根据 E X C E L 程序的强 大计算能力， 特设计一套计算程序， 仅需将现场实测的 回弹数据， 以及回弹值分类汇总到 E X C E L表格， 即可 快速计算混凝土的抗压强度 ， 并判定该混凝 土是否达 到原设计 的抗压强度。 自动化处理流程如图 1 。 ( 1 ) 整理回弹数据 I 开始 I 一 f 整理回弹数据 I I 一 l 录入回弹数据据 l 1一 ， j 一 f 计算抗压强度 1 I 一 生成成果一览表 l 图 1 回弹法数据 自动化处理流程 从 Z C 3 一 D 回弹仪导 出的回弹数据 ， 为文本格式 ( t x t ) ， 需要整理为 1 O ( 行) 1 6 ( 列) 的数据 ， 并依 次排列 ， 如图 2所示。其中“ 序号 A ” 表示隧道二衬的 每板编号。 序号A 序号B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 l l 2 1 3 1 4 1 5 1 6 l 3 9 3 7 5 O 4 4 3 7 4 6 4 6 4 0 3 6 3 9 4 3 3 6 4 9 3 9 3 7 3 6 2 4 3 3 6 4 9 4 1 4 5 4 1 3 6 4 7 4 9 3 6 48 4 5 4 6 4 3 4 3 4 6 3 4 3 4 0 3 9 4 5 4 7 3 9 4 1 4 0 4 1 41 4 3 3 5 47 4 6 4 0 3 5 4 3 8 3 9 4 2 4 2 4 5 4 8 4 2 4 5 3 5 4 7 3 8 3 8 4 4 4 0 3 7 4 0 5 4 6 5 0 4 0 4 3 3 6 3 9 3 6 4 6 4 9 4 0 3 6 3 7 3 8 41 4 5 4 9 1 6 3 8 3 6 4 7 4 5 4 0 4 9 4 7 3 6 4 8 3 8 3 8 41 42 5 0 4 5 3 8 7 3 6 4 3 4 5 4 9 3 8 3 7 4 5 4 5 5 0 43 3 9 3 7 42 4 2 3 6 3 9 8 4 4 4 6 4 2 4 0 4 6 4 7 3 6 4 8 4 4 3 9 3 6 4 9 3 6 4 3 4 2 4 5 9 4 3 4 2 4 5 3 5 4 2 4 7 4 8 4 5 4 3 38 4 0 41 3 6 4 2 3 9 4 3 1 0 4 3 3 7 4 9 4 0 4 8 3 8 4 8 4 3 4 9 4 9 4 3 3 9 43 3 5 3 9 4 4 I 1 3 8 4 9 4 7 4 0 5 0 3 6 4 7 5 0 4 4 45 3 6 3 9 4 9 3 7 49 4 9 1 2 4 6 4 5 3 8 4 7 4 9 3 9 4 9 4 5 4 4 4l 4 1 3 6 3 5 4 3 43 4 8 1 3 4 5 4 6 5 0 41 3 9 4 9 3 8 4 8 4 7 43 4 8 4 3 4 6 4 4 48 3 7 1 4 4 2 3 8 4 8 4 8 3 7 3 8 5 0 4 2 4 7 3 6 4 8 3 8 4 5 4 4 42 3 6 l 5 4 0 4 3 4 3 4 4 3 9 4 7 3 8 4 9 3 5 45 4 8 5 0 3 6 3 5 4 7 4 2 2 1 6 4 9 3 8 3 7 4 0 4 2 4 7 3 9 3 8 5 0 4 4 3 7 3 6 4 9 4 6 40 4 6 1 7 3 6 4 3 4 8 5 0 4 8 4 8 3 6 3 7 4 0 41 5 0 48 4 3 4 4 4 7 41 1 8 4 3 3 8 4 7 3 8 3 6 3 7 4 3 4 0 4 4 48 3 9 4 4 4 3 41 46 4 6 1 9 4 5 4 4 4 8 4 3 5 0 4 3 3 6 3 5 4 3 49 3 6 4l 4 3 3 9 3 7 3 8 2 0 4 7 4 2 4 7 4 3 4 l 4 7 3 8 4 2 4 8 3 9 3 7 3 7 4 0 4 7 3 7 4 6 图 2回弹法数据示例 ( 2 ) 录入回弹数据 将以上整理好的回弹输入录入到 自动化计算表格 中， 注意行列的对应关系。 ( 3 ) 录入设计参数及录人碳化值 本步骤中， 需录入隧道每板二衬的起讫里程 、 设计 强度和碳化值 。 ( 4 ) 查表计算回弹平均值 依据混凝土强度换算值 和测区平均回弹值尺 以及碳化深度值 d 之间的对应关系 ， 通过查 阅 测 区 混凝土强度换算表 ， 可得测区混凝土强度换算值， 如 图3 所示。本程序中， 已将 测区混凝土强度换算表 录入为电子 格式 ， 通过 E X C E L的 i n d e x命 令 ， 可快 速 将回弹值换算为混凝土强度值， 如图3 所示。 回弹法检测混凝土强度的数据处理流程简化分析： 许周张驰 8 3 平均值 标准差 最小值 推定强度 回弹法检测混凝 土抗 压强度记 录计算 表 NPa ， MPa ， h I P a MP8 工程名称 金瑶岭隧道 出口 检测里程 D K 3 6 1 + 8 3 o _ 8 4 2 4 5 9 1 7 6 4 2 8 4 2 8 序 碳化 测试 泵送 角度 测试面 修正 强度 泵送 棍凝 土强 修 正强度 号 1 2 3 d 5 6 7 8 9 1 0 1 1 l 2 1 3 1 4 1 5 1 6 角度 R m 值 面 混凝 土 修正值 修正值 回弹值 换算值 度修正值 换算值 】 3 9 3 7 5 0 4 4 3 7 4 6 4 6 4 0 3 6 3 9 4 3 3 6 4 9 3 9 3 7 3 6 1 0 0 侧 面 是 4 0 0 0 0 4 0 0 3 8 3 4 5 4 2 8 2 4 3 3 6 4 9 4 1 4 5 4 1 3 6 4 7 4 9 3 6 4 8 4 5 4 6 4 3 4 3 4 6 1 0 0 侧 面 是 4 3 9 0 0 4 3 9 4 6 2 2 6 4 8 8 3 4 3 4 0 3 9 4 5 4 7 3 9 4 1 4 0 4 1 4 1 4 3 3 5 4 7 4 6 4 0 3 5 1 0 0 侧 面 是 4 1 2 0 O 4 1 2 4 0 6 4 3 4 4 9 4 3 8 3 9 4 2 4 2 4 5 4 8 4 2 4 5 3 5 4 7 3 8 3 8 4 4 4 0 3 7 4 0 1 0 O 侧 面 是 4 0 9 O 0 4 0 9 4 00 4 5 4 4 5 5 4 6 5 0 4 0 4 3 3 6 3 9 3 6 4 6 4 9 4 0 3 6 3 7 3 8 4 1 4 5 4 9 1 0 0 侧 面 是 4 1 5 0 0 4 1 5 4 1 2 4 1 4 5 3 6 3 8 3 6 4 7 4 5 4 0 4 9 4 7 3 6 4 8 3 8 3 8 4 1 4 2 5 0 4 5 3 8 1 0 0 侧 面 是 4 2 0 0 O 4 2 0 4 2 2 3 8 4 6 0 7 3 6 4 3 4 5 4 9 3 8 3 7 4 5 4 5 5 0 4 3 3 9 3 7 4 2 4 2 3 6 3 9 1 0 O 侧 面 是 4 1 3 0 O 4 1 3 4 0 8 4 3 4 5 1 8 4 4 4 6 4 2 4 0 4 6 4 7 3 6 4 8 4 4 3 9 3 6 4 9 3 6 4 3 4 2 4 5 1 0 0 侧 面 是 4 3 3 0 O 4 3 3 4 4 8 3 1 4 7 9 9 4 3 4 2 4 5 3 5 4 2 4 7 4 8 4 5 4 3 3 8 4 0 4 1 3 6 4 2 3 9 4 3 1 0 0 侧 面 是 4 2 0 0 0 4 2 0 4 2 2 3 8 4 6 0 1 0 4 3 3 7 4 9 4 0 4 8 3 8 4 8 4 3 4 9 4 9 4 3 3 9 4 3 3 5 3 9 4 4 1 0 O 侧 面 是 4 2 9 O 0 4 2 9 4 4 O 3 3 4 7 3 侧面 ( 干燥 、光滑 ) 混凝土等级 C 3 5 型号 Z c 3 一 D 测试 角度 水平 最大碳化深度 1 0 回弹仪 编号 1 3 0 6 0 2 0 3 混凝土输送方式 泵送 测 区强度换算值 采用统一测强曲线 率定值 8 0 + 2 备注 执行标准 铁路工程结构混凝土强度检测规程 ( T B 1 0 4 2 6 2 0 0 4) 检测 ： 审核： 批准 ： 检测单位 ： 检测 E t 期 ：2 0 1 3 - 0 7 2 9 图3 回弹法数据处理计算表格 ( 5 ) 计算抗压强度 每板采集的十个测 区， 取其最小值作为本板二衬 的强度推定值 ( 6 ) 生成成果一览表 将测量里程段落 的各板数据汇总 ， 并判断推定强 度和设计强度的相对大小 。当某板二衬 的推定强度大 于设计强度值时， 则合格； 当其推定强度小于设计强度 值时， 则不合格。以此为依据， 判断该板隧道二衬是否 达到设计强度 ， 生成成果一览表( 如图 4 ) 。 l 隧道名称 盒瑶睁罐道出口 序号 施T里程 设计强度 碳化值 平均值 标准差 量小值 推定强度 是否合格 图 4回弹法数据处理成 果一 览表 ( 示例 ) 4 结束语 本程序 旨在提高 回弹法检测混凝土强度的工作效 率 ， 为检测人员提供便利。 使用本程序过程中， 仅需录入设计参数和碳化值 以及回弹值， 即可直接生成成果一览表。 成果一览表中， 有每板二衬回弹值的平均值、 标准 差、 最小值 、 推定强度 ， 并通过公式判定该 板二衬是否 达到设计强度。 在成果一览表 中， 如遇某二衬不合格 的情况 ， 需进 一 步取芯进行抗压实验 ， 验证该二衬混凝 土强度是否 达到设计强度值 。 参考文献 1 周宗良 简论回弹法与混凝土试块法检测混凝土强度的优与劣 J 淮北 职业技术学院学报 ， 2 0 1 2 ( 6 ) ： 1 2 41 2 5 2 夏树威 回弹法检测强度常见问题浅议 J 中国高新技术企业， 2 0 1 3 ( 9 ) ： 7 98 0 3 黎清容 回弹法 检查混 凝土技 术及其 强度检 测数据 的概率 分析 J 广东建材 ， 2 0 1 3 ( 5 ) ： 3 7 3 9 4 田馄 回弹法检查混凝 土抗压强度在结构检测中的应用 J 山西 建筑 ， 2 0 1 3 ( 6 ) ： 2 93 0 5 孙曼莉 回弹法混凝 土测强 的应用分析 J 山西 冶金 ， 2 0 1 2 ( 3 ) ： 7 47 6 6 王健 论回弹法在结构实体混凝土强度监管中的作用 J 福建建 材 ， 2 0 1 3 ： 2 2 2 4 7 J G J T 2 3 _ 2 0 1 1 ， 回弹法检测混凝土抗压 强度技术规程 S 8 简骁， 童鹏 基于地面激光雷达技术的隧道变形监测方法研究 J 铁道勘察 ， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 1 9 2 1 9 张宇 铁路客运专线隧道 G P S 测量贯通误差分析与应用 J 铁 道勘察 ， 2 0 0 7 ( 6) ： 4 24 4 1 0 雷巨光 C R T S 一 型轨道板灌注后检测方法探讨 J 铁道勘察， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 1 72 O 1 1 时元鸿 应用地质雷达电磁波反射检测隧道衬砌质量缺陷 J 铁 道勘察， 2 0 0 8 ( 4 ) ： 6 0 6 3