地下连续墙砼试块强度不合格的处理研究.pdf

江西建材质量控制与检测532023年7 月地下连续墙砼试块强度不合格的处理研究吴向前南京地铁建设有限责任公司，江苏 南京 210000摘 要：文中以在建南京地铁7 号线螺塘街站项目为背景，对工程中出现的砼试块强度不合格问题进行了深入研究，通过试验检测和调查，分析了混凝土原材料、配合比、运输过程及试块制作过程中存在的问题，采取钻孔取芯试验法评估了地下连续墙结构的工程质量，并提出了有效的防范措施。结果表明，工程质量符合国家规范要求，分析方法和处理措施可为同类型工程问题提供参考。关键词：砼试块；试验检测；钻孔取芯；处理措施中图分类号：U455.43文献标识码：B文章编号：1006-2890（2023）07-0053-04Research on Treatment of Unqualified Testing Concrete in Compressive Strength of Diaphragm WallWu XiangqianNanjing Metro Construction Co.Ltd.,Nanjing，Jiangsu 210000Abstract:The construction project of Luotang Street Station on Nanjing Metro Line 7 is taken as the background,the problem about unqualified testing concrete in compressive strength is deeply studied.Through the experiment and investigations,the reasons of concrete raw materials,mix ratio,process of transportation and fabrication of test block are studied.The drilled core testing method is taken to evaluate the quality of diaphragm and some effective preventive measures are proposed.The results confirm that engineering quality can meet the requirements of national codes,analytical methods and treatment measures can provide reference for the same type of engineering problem.Key words:Testing concrete;Experiment;Drilled core;Treatment measures0 引言在土木工程施工中，混凝土试块的强度测试是混凝土工程质量是否满足标准和设计规范的重要依据1。地下连续墙作为地铁工程深基坑的现代常用围护结构，成槽深，混凝土灌注量大，对施工质量要求非常高。目前，地下连续墙施工多采用商品混凝土，在混凝土的拌和、运输、浇筑、养护等过程中均可能出现失误2，进而对工程质量造成影响。如果混凝土试块不合格，就意味着对应槽段的地下连续墙质量可能存在缺陷，应积极分析原因并采取对应措施，保证工程质量。1 工程概况在建南京地铁7 号线螺塘街站围护结构共设计82 幅1000 mm厚地下连续墙，墙深48 m，基坑竖向设置6 道支撑，其中，第一和第四道支撑为钢筋混凝土支撑，其余均为 609 钢支撑。地下连续墙分为70 幅“一”字型标准段和12 幅“L”型及“Z”型异型转角幅，采用强度等级为 C35、抗渗等级为 P6 的水下混凝土浇灌。车站围护结构地下连续墙按照 GB 502992003 地下铁道工程施工及验收规范要求，每浇注50 m3制作混凝土抗压试件1 组3，混凝土试块制作过程严格按照混凝土制作操作规程进行。采用标准养护方式养护混凝土试块，28 d龄期试块在监理见证下送检。2 砼试块检测结果本工程围护结构所用混凝土为商品混凝土，抗压强度检测分为自检和第三方检测中心抽检两种方式。总计82 幅地下连续墙，平均每幅墙混凝土浇筑量为288 m3，每幅墙制作试块6组用于自检，遇第三方抽检则相应多制作1 组试块，试块留样时，做好每组试块取样车辆、代表墙深等记录。统计所有检测结果，累计出现代表5 幅地下连续墙共9 组试块抗压强度低于设计值，结果见表1。作者简介：吴向前（1992-），男，山西太原人，硕士，工程师，主要研究方向为轨道交通和地下工程建设。表1 地下连续墙不合格试块统计墙幅编号墙深/m浇筑量/m3制作试块组数不合格组数试验结果/MPa试块编号代表墙深/m备注B-16472857130.4-310抽检B-27472877232.2/34.0-2/-48.3/17自检、抽检B-28472866131.2-515自检B-30472976134.5-215自检B-32472856331.7/32.4/30.6-1/-2/-48.3/17/25自检注：墙幅编号 B为“标”，即“一”字型标准幅。江西建材质量控制与检测542023年7 月由表1 可知，部分不合格试块的抗压强度仅为30 MPa左右，强度较低，与设计值 C35 相比偏差较大，应积极分析原因，并采取措施进行处理，以保证工程质量。3 试块不合格原因分析针对砼试块的检测结果，项目方对混凝土拌和、出厂、浇筑，试块的制作、养护、送检过程进行了全面分析和调查，总结得出以下几点主要原因。3.1 原材料及配合比发现砼试块强度不合格后，项目方第一时间对商品混凝土原材料进行了采集和留样分析，具体检测结果见表2、表3 所示。分析原材料检测报告，发现用于配合混凝土的原材料砂石含泥量较高，混凝土中胶结材料的黏结力可能会降低，导致混凝土强度低于设计值；碎石的筛分不符合要求，碎石粒径过大，导致混凝土内颗粒分布不均，影响混凝土强度。虽然混凝土的配合比设计合理，但在对商品混凝土拌和站的实际考察中发现，按配合比配制中砂、石的含水率不稳定，影响了混凝土强度。3.2 运输及砼试块制作过程在混凝土装车运输前，如搅拌车罐中有残留水，混凝土进罐后和水混在一起，则导致实际混凝土的水灰比变大，强度降低。当混凝土运输到工地后，因为天气或人员调配原因，搅拌车等待时间过长，未及时浇筑混凝土，其和易性变差。砼试块制作时，由于部分试验员操作不规范，混凝土原材料直接在料口取样，未按要求在混凝土罐车浇筑到1/2时进行，造成料口处混凝土性质不稳定，影响了砼试块的强度。此外，混凝土试块制作过程中出现振捣不密实、试块离散、表面气泡较多等现象，未得到及时处理，试块成型后，拆模时间过早，拆模后有的试块缺棱掉角，导致砼试块不合格。4 强度不合格处理针对工程中砼试块强度不合格的情况，引进具有相应资质的第三方检测机构，对结构实体进行钻孔取芯检测，开展质量评估。按规范要求，对 B-16、B-27、B-28、B-30、B-32 五幅地连墙不合格试块抽取点位，进行结构实体钻孔取芯检测，每幅墙取一个点位4。根据检测结果，统计分析结构实体强度是否满足规范及图纸设计要求，对该工程部位混凝土强度进行评定。图1 取芯试验流程图4.1 取芯位置及数量确定当单幅地下连续墙的钻孔数为一个时，规范建议在槽段中心或附近1015 cm的位置开孔取芯4-5。本工程因五幅地下连续墙竖向钢筋桁架布置紧密，在槽段中间位置钻孔取芯过程中极易卡钻而导致工作无法进行，因此，选择在浇筑混凝土的1号导管仓位置进行钻孔取芯，以避开钢筋桁架的影响。本文以B-32 为例，钻孔取样点示意图如图2 所示。图2 地下连续墙钻孔取芯位置示意图/mm根据不合格砼试块的代表深度，确定 B-16、B-27、B-28、B-30、B-32 五幅墙的取样深度分别为10、17、15、15、25 m，对混凝土芯样做抗压强度检测。根据 JGJ/T 3842016 钻芯法检表2 混凝土原材料含泥量检测结果不合格项目标准值/%实测值/%结论含泥量1.01.4经检验，样品含泥量不符合 JGJ 522006普通混凝土用砂、石质量及检验方法的标准中混凝土强度等级 C55-C30 技术要求备注结构部位：地连墙 C35P6 水下。石料岩性：石灰岩。代表数量：600 t。掺配比例：516 mm1625 mm=37。表3 混凝土原材料筛分析检测结果筛孔/mm37.531.526.519.016.09.54.752.36累计筛余/%0001238789899技术要求/%005-1545-70909010095100结论本次试验筛分不符合 JGJ 522006普通混凝土用砂、石质量及检验方法的标准中531.5 mm连续级配的技术要求。备注结构部位：地连墙 C35P6 水下。石料岩性：石灰岩。代表数量：600 t。掺配比例：516 mm1625 mm=37。江西建材质量控制与检测552023年7 月测混凝土强度技术规程要求，每孔截取3 组芯样分上、中、下部三部分6。上部截取芯样距桩顶标高不超过2 m，下部截取芯样距桩底标高不超过2 m，中间芯样等间距截取。4.2 钻孔取芯根据确定的取芯位置、深度和取芯数量，进行钻孔取芯。取芯过程严格按照规范要求，本工程取芯时，钻进速度控制在35 cm/min，整个过程中,应充分保证水冷却。取芯完成后，将芯样加工成90 mm90 mm圆柱体试块，因地连墙采用强度等级为 C35、抗渗等级为 P6 的水下混凝土浇灌，加工好的成品泡水养护24 h后，再进行混凝土抗压强度检测。取芯完成后，取芯孔采用等级强度为42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比为11的水泥浆封堵。对所取芯样观察鉴定，芯样基本呈长柱体，混凝土连续完整性好，样品表面光滑且混凝土骨料分布均匀，可以推断地下连续墙完整性较好，只需进行抗压强度检测。4.3 芯样试验检测现场取芯并完成芯样加工后，委托第三方检测中心进行试验检测。因试样取芯深度不同，根据规范要求，试验取三组试件抗压强度的最小值，作为该组混凝土芯样试件抗压强度检测值。通常，若检测结果合格，可以判定混凝土结构合格；如果低于设计强度，则需请原设计单位核算目前的砼强度是否满足设计要求。如结果低于设计值但尚能满足设计要求，则该混凝土结构可以使用；如核算后不满足设计要求，则需请设计单位提供书面整改意见，对该部位结构实体做相应补强加固处理。本工程中，对五幅地下连续墙的取芯进行试验，得到的最小一组抗压强度结果如表4 所示。取芯试验评定后，认为混凝土结构合格。试验芯样取自导管仓，泡水处理24 h后，方可进行试验，依据工程经验，实际混凝土结构的强度会比芯样混凝土强度代表值更高，结构也更安全，但是分析试验汇总结果中发现的一些问题也不能忽略。B-27 和 B-28 墙体芯样的强度值波动幅度较大，说明仍然存在混凝土内部骨料颗粒混合不均匀的问题，这与前述章节原材料检测所得的原因分析结果相符，因此，一定要采取积极的防范处理措施，杜绝此类情况的发生。5 防范处理措施砼试块的强度反映了混凝土工程的质量，砼试块不合格，通常只能采取钻孔取芯法对结构质量进行进一步鉴定。工程中频繁出现此类问题，不仅影响工程施工质量7，还会影响工期进度。本工程根据实际情况，总结出如下防范处理措施。5.1 加强商品混凝土质量管控当工程使用商品混凝土时，应组织专业技术人员与混凝土公司人员进行技术交流，严格把关砼技术参数，严格检查混凝土搅拌站使用的各种原材料规格、外观质量，并定期组织监理单位人员检查各种原材料检验记录、进场材料检测报告、混凝土浇筑操盘记录等。在浇筑施工前，派专人到搅拌站进行现场取样见证，确保搅拌站发出的砼质量合格。商品混凝土公司也应当尽到相应责任，对混凝土的坍落度、拌和物性能和强度进行出厂检验，记录检验结果并存档备查。如出现坍落度、拌和物性能不符合要求的混凝土，原则上不得出厂。混凝土公司在地铁施工中，每次拌制混凝土时，都要留置混凝土抗压试块，28 d后向工程指挥部报告混凝土抗压强度。在工程中，第三方检测机构应加强对混凝土搅拌站各种原材料的检查，提高抽检频率。5.2 加强现场施工及试块制作过程管控施工现场浇筑混凝土时，应加强现场施工管理。施工过程中，严禁往搅拌车中加水，禁止在浇筑过程中向浇筑部位浇水。对进场混凝土进行坍落度检测，不符合规范及设计要求的批次，严禁浇筑；合格的混凝土，浇筑过程中一定要保持连续性，确保工程质量。对混凝土试块，指派专人进行制作与养护，配备专人跟踪记录部位、强度、日期等信息，同时要求混凝土公司派现场试验人员与试块制作人员进行配合，确保试块制作合格，不存在缺陷。加强养护室管理制度，维护好加湿设备，确保室内温湿度符合规范要求。试块的留置工作严格按照规范进行，标准养护的试件，在温度为（205）的环境下静置一至两昼夜，然后编号、拆模养护，记录好试块取样台账，确保试块真实性。脱模、搬运时，注意对试件进行相应的保护，试块成型后，及时按规范要求放入成型室及养护室养护，按照混凝土浇筑的部位、强度等级分类摆放。最后，严格按照规范要求并在监理的见证下送检试块。6 结语表4 取芯试验最小抗压强度结果汇总检测墙幅编号序号强度等级直径/mm破坏荷载/kN混凝土强度换算值/MPa混凝土强度代表值/MPaB-161C35 P6 水下90.0344.754.247.2290.0311.549.0390.0300.547.2B-271C35 P6 水下90.0327.051.437.1290.0235.937.1390.0307.648.4B-281C35 P6 水下90.0351.655.336.1290.0281.844.3390.0229.436.1B-301C35 P6 水下90.0313.249.248.8290.0310.348.8390.0337.253.0B-321C35 P6 水下90.0312.749.247.0290.0305.848.1390.0298.747.0（下转第58 页）江西建材质量控制与检测582023年7 月表5 旧水泥路面层厚度及芯样描述芯样编号桩号平均值/mm芯样描述1K0+350 右幅215芯样完整，与下部基层连接较好2K0+336 右幅228芯样完整，与下部基层连接较好3K0+270 左幅210芯样完整，与下部基层连接较好4K0+250 左幅242芯样完整，与下部基层连接较好5K0+230 右幅228芯样完整，与下部基层连接较好6K0+191 左幅217芯样完整，与下部基层连接较好7K0+071 左幅210芯样完整，与下部基层连接较好8K0+050 左幅212芯样完整，与下部基层连接较好9K0+042 右幅275芯样完整，与下部基层连接较好10K0+060 右幅290芯样完整，与下部基层连接较好表6 旧路面芯样结构参数芯样编号劈裂强度/MPa平均值/MPa标准差/MPa劈裂强度标准值/MPa弯拉强度标准值/MPa弯拉弹性模量标准值/MPa14.654.590.534.036.294122525.1734.6044.7953.72对旧水泥混凝土路面进行钻芯取样，根据芯样检测结果可知，其厚度平均值为232.7 mm，标准差为28.33 mm，换算旧水泥路面层量测厚度标准值为203.2 mm，厚度满足设计混凝土路面厚度要求。对5 个芯样进行劈裂抗拉强度检测得出，强度平均值为4.59 MPa，换算弯拉强度标准值和弹性模量标准值分别为6.29 MPa和41 225 MPa，弯拉强度满足规范要求，相对于通常水泥混凝土路面的弯拉弹性模量2060 GPa6，旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量满足要求。3.1.5 基层顶面当量回弹模量根据落锤弯沉仪测得的数据，基层顶面当量回弹模量标准值如表7 所示。表7 旧混凝土路面基层顶面当量回弹模量汇总评定区间基层顶面当量回弹模量标准值/MPaK0+000K0+440 右幅第1 车道109.6K0+000K0+440 右幅第2 车道158.3K0+000K0+440 右幅第3 车道163.5K0+000K0+440 右幅第4 车道142.5K0+000K0+440 右幅第5 车道193.5K0+000K0+440 左幅第1 车道175.2K0+000K0+440 左幅第2 车道133.6K0+000K0+440 左幅第3 车道205.2K0+000K0+220 左幅第4 车道168.3对旧水泥混凝土路面进行基层顶面当量回弹模量检测，由结果可知，其范围介于109.6205.2 MPa，处于正常模量范围内。4 调查数据结果分析旧混凝土道路的各检测参数调查结果可知，该段道路路面接缝传荷能力优，路面结构参数满足设计要求，对局部存在路面脱空的，应及时进行修复处理。对断裂板块及路面承载能力弯沉值、错台量较大的病害板块，可依据CJJ 362016 城镇道路养护技术规范进行相应整治及补强处理。5 结语本文以某道路提升改造工程为研究案例，系统地介绍了旧水泥混凝土路面病害调查与评定方法，对旧路路面的技术状况进行调查与检测分析，了解其现状和存在问题，对道路进行技术状况调查，通过量化和分析统计，获得了直观可靠的数据，为后期路面修缮、改扩建编制施工图等设计文件提供了参照依据，保证了工程设计的合理性、科学性和经济性。参考文献 1 尹凯.城市水泥混凝土路面沥青混凝土罩面改造的研究D.合肥：合肥工业大学，2010.2 张忠桥.旧水泥混凝土路面直接加铺沥青面层的设计与施工 J.中外公路.2013（2）：75-77.3 陈晓，杨娜，柳宇.水泥混凝土路路面改建方案比选J.西南公路.2007（4）：25-27.4 陈宇.福清市江阴镇南港大道路面状况调查J.福建建设科技.2018（4）：61-63.5 陈晓磊，代海燕.水泥混凝土路路面改建方案比选J.科技信息（科学教研）.2007（36）：141，153.6 任新涛.港务大道旧水泥混凝土路面沥青加铺改造技术研究 D.西安：长安大学，2017.本文以在建南京地铁7 号线螺塘街站项目围护结构施工为依托，对地下连续墙砼试块的强度检测结果进行分析，发现存在试块不合格的问题。解决办法如下：首先，研究造成砼试块强度不合格的原因，提出处理方法，即钻孔取芯法，明确了合理的取芯位置和数量；其次，对芯样进行试验检测，分析判定地下连续墙的施工质量满足设计和规范要求；最后，从加强商品混凝土质量管控和加强现场施工及试块制作过程管控两方面，提出了防范砼试块强度不合格的处理措施，保证了后续工程的施工质量，也为同类型工程问题提供了有效参考。参考文献 1 危启银.浅谈利用砼试块对砼的质量控制J.江西建材，2017（5）：299-300.2 孙书云，杨林虎.浅谈冬施条件下商品混凝土强度不合格的处理J.建筑，2011（8）：74-75.3 买金浩，张铁牛，张顺和.砼试块制作过程中应注意的几点事项J.内江科技，2006，27（5）：160.4 李宗超.浅谈如何保证砼试块的质量J.林业科技情报，2003，35（3）：27-28.5 李铭，余春春，杨利剑.地下连续墙混凝土浇筑质量分析J.丽水学院学报，2014，36（2）：59-62.6 苗旺生.地下连续墙混凝土浇筑常见问题分析J.工程建设与设计，2002（1）：41-42.7 程亮.浅谈混凝土标准养护试块强度不合格的处理方法J.工程施工，2014（9）：158-160.（上接第55 页）