宋 辉
上海中测行工程检测咨询有限公司 200438
摘要：以某基坑内混凝土底板及外墙为例，模拟水工建筑物所处的自然环境，检测其混凝土和钢筋在干湿交替环境下的质量状况。本文根据相关规范要求，对案例项目进行了构件尺寸、材料强度、钢筋锈蚀状况、外观损伤状况的检测。在此基础上对该案例进行了总结分析,并提出结论建议。
关键词：干湿交替环境、混凝土结构、耐久性
0 .前言
水工建筑物处于较为复杂恶劣的自然环境，如碳化环境、氯盐环境、冻融环境、硫酸盐环境、渗透压环境、腐蚀环境、碱骨料反应环境等。本文针对最为常见的处于碳化环境的水工建筑物，以某基坑内混凝土底板及外墙为例，模拟水工建筑物所处的碳化环境，检测其混凝土和钢筋在干湿交替环境下的质量状况，分析该环境下混凝土强度和钢筋锈蚀程度，为结构耐久性分析提供依据。
1 工程概况
为了模拟水工建筑干湿交替环境，选取设计建造于2006年的某结构进行检测。该项目原拟建造一栋地下一层、地上三层房屋，围护结构施工完成后进行了基础底板施工，底板施工完成后项目搁置。基坑一直处于露天状态，导致基坑长期积水，基础底板处于干湿交替的环境。为了解基础底板混凝土和钢筋的耐久性状况，对其进行检测、评估。
根据建筑设计图纸，本项目地下室东西向总长为21.3m，南北向总宽为19.2m，平面形式不规则，建筑面积为384.28m2，室外场地标高3.700m，±0.000相当于绝对标高4.150m，地下室原设计功能为自行车库。
根据结构设计图纸，本工程抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅳ类，抗震设防类别为标准设防类，地基基础设计等级为乙级，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。房屋采用筏板基础，基础底板顶面标高为-3.400m，底板厚度为400mm，下设150厚C15素混凝土垫层，地下室外墙厚度为300mm，基础底板下部钢筋保护层厚度为50mm，上部钢筋保护层厚度为25mm，地下室外墙外侧钢筋保护层厚度为50mm，内侧钢筋保护层厚度为15mm，混凝土抗压强度等级均为C30，主筋、箍筋钢筋强度等级均采用HRB335。
2 现场检测内容
在收集房屋设计图纸等资料的基础上，采用数字回弹仪、钢筋扫描仪、激光测距仪、游标深度卡尺、一体式楼板测厚仪、钢筋锈蚀检测仪等各种专业仪器设备，于2020年8月对其进行工程质量检测。所使用检测仪器均在检定有效周期内，状态良好。在进行检测作业前、作业中、作业后，均按照相关规范规定及本公司制定的相关操作规程、作业指导书进行作业。
2.1 结构构件尺寸检测
现场采用钢卷尺及一体式测厚仪对已完成的地下室外墙的截面尺寸进行了随机抽检测量，采用取芯法对混凝土底板厚度进行抽检。抽检结果表明：所测混凝土结构构件截面尺寸与设计图纸基本符合，尺寸偏差均满足施工验收规范要求。
2.2 构件配筋检测
现场采用一体式钢筋扫描仪、钢卷尺对地下室外墙及基础底板的钢筋数量、钢筋间距及保护层厚度进行随机抽测，并凿开部分保护层用游标卡尺测量钢筋直径。结果表明：所抽测的板钢筋规格均符合设计要求，墙、板钢筋间距与设计值偏差基本满足施工验收规范要求，所测构件钢筋保护层厚度偏大。检测结果见表2-1~2-2。
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2.3 材料性能检测
（一）混凝土强度检测
现场采用一体式数字回弹仪对房屋基础底板及地下室外墙的混凝土抗压强度进行随机抽样检测，并对混凝土抗压强度进行取芯修正，检测位置及结果见表2-3～表2-4，检测结果表明：所测混凝土构件强度等级推定值满足设计要求。
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（二）钢筋力学性能检测（实验室检测）
对已安装钢筋（基础底板顶面500mm以上处）进行取样，对钢筋除锈后加工成试件，进行结构钢筋的力学性能检测，具体检测结果见表2-5，经试验，来样钢筋相关力学性能均达到HRB335要求，但是由于钢筋锈蚀严重，除锈后钢筋重量偏差大于原适用规范限值要求。
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2.5 构件外观损伤状况调查
采用目测方法对房屋的构件及钢筋外观损伤情况进行调查，具体情况如下：
1)地下室框架柱、外墙裸露钢筋普遍锈蚀，根部锈蚀严重；
2)地下室底板内部钢筋无锈蚀现象；
3)地下室外墙部分竖向钢筋锈蚀深入混凝土内部一定深度；
4)地下室底板、外墙混凝土表面水迹明显，外观质量状况基本完好，尚未见裂缝、破损等明显结构性损伤。
3 分析与结论
对房屋现场抽样检测结果的整理分析，结构构件截面尺寸、钢筋规格、钢筋间距、钢筋等级与设计图纸基本符合；所测构件钢筋保护层厚度偏大，对结构耐久性有利。模拟水工建筑碳化环境，该房屋经过14年的干湿交替环境情况下，结构状况如下：
3.1房屋所测混凝土构件强度等级推定值满足设计要求，地下室底板、外墙混凝土外观质量状况基本完好，尚未见裂缝、破损等明显结构性损伤。表明在干湿交替环境条件下混凝土强度损失不明显。
3.2根据现场锈蚀电位检测结果，处于混凝土正常保护状态的所测部位基础底板及地下室外墙内部钢筋锈蚀电位均大于-200mV，所测混凝土内部钢筋无明显锈蚀状况，表明混凝土对钢筋的保护效果良好，未因干湿交替环境影响导致混凝土内部钢筋锈蚀。但暴露于空气中的钢筋已严重锈蚀，除锈后钢筋重量减重15%左右。
参考文献
[1]《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2017
[2]《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2019
[3]《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2019
[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
[5]《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T 23-2011
[6]《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384-2016