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摘要：下文就地铁项目的混凝土结构现场检测工作和在检测过程中采用的各种无损检测方法展开论述，同时对检测结果统计与分析方法作了探讨，对以后城市地铁的飞速发展具有很强的现实指导意义。
关键词：地铁工程；混凝土；检测
引言
随着城市化进程的提速，我国许多大中型城市的轨道交通建设计划，也快速地付诸实施，它极大地拓展了城市的区域范围，缩短了物流、人流和信息流的消耗时间，提高了城市公共交通的效率。社会迫切等待着地铁的发展，而地铁的发展又必须有新的施工技术做支持。
众所周知所谓混凝土结构的无损检测技术是指以不损害将来使用和使用可靠性的方式利用检测仪器，对材料和制件或此两者进行宏观缺陷检测、几何形状测量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一项科学技术。无损检测技术具有很多特点和优势，无损检测技术不破坏构件或建筑物的结构，可进行全面检测,能较真实地反映混凝土的质量与强度，能对内部空洞、开裂等进行检测，可用于老建筑物的检测，采用非接触检测，简便快捷，并且可进行连续测试及重复测试。所以无损检测技术非常适合对地铁项目混凝土结构进行检测。
1.检测前要准备的工作
1.1现场检测的主要项目
主要有地铁需要检测区间的结构外观调查、混凝土结构裂缝调查、混凝土强度测试、混凝土碳化深度测试、混凝土保护层厚度测试、钢筋锈蚀状况检测、道床外观调查、道床裂缝调查以及道床与结构剥离情况检测。
1.2现场检测的主要设备
地铁项目混凝土结构现场检测项目采用目前相对比较先进的各种数字检测设备，主要有：DISTO-A3手持式激光测距仪、DJXS-05钢筋锈蚀仪、HT225W型数字式回弹仪、KON-FK(A)裂缝宽度测试仪、KON-FSY裂缝深度测试仪、KON-RBL（D+）钢筋位置测定仪，KON-LD工程雷达等等。
2.现场检测的主要依据
地铁项目是国家的大型项目，属于特级风险源，必须对既有线进行安全评估，以保证既有线结构及运营安全，检测依据甲方专家提出的各项要求和各种相关的国家标准和规范，主要有：
1）地铁现状调查及检测专家评审意见；2）地铁风险源的评估要求；3）甲方提出的地铁现状调查及检测要求；4）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001)；5）《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）；6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；7）《混凝土强度检验评定标准》（GBJ 107-87）；8）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；9）设计图纸及相关施工资料；10）其它相关的国家规范、规程及标准。
3.现场检测的主要检测内容和检测方法
3.1外观现状调查
混凝土外观质量采用目测法进行观察，观察内容包括水迹、锈迹、钢筋锈蚀、保护层脱落等；利用裂缝宽度测试仪对裂缝宽度进行检测，并描绘出裂缝的分布走向、长度，利用裂缝深度测试仪对裂缝深度进行检测。
3.1.1混凝土外观质量检查
对检测范围内的混凝土构件外观采用肉眼进行观察，调查时区间内的每一个梁、板、柱以每个构件作为一个检测单元，边墙按长度分为均匀段作为一个检测单元，观察内容包括水迹、锈迹、钢筋锈蚀、保护层脱落等，同时记录检测位置。
3.1.2混凝土裂缝检测
首先对检测范围内结构所有裂缝进行查找，查找的方法采用肉眼观察明显裂缝与喷水扇干查找相结合的方法进行，检测时区间内每一个梁、板、柱以每个构件作为一个检测单元。对每一条裂缝采用裂缝宽度仪检则裂缝的宽度、采用卷尺量测裂缝的长度、并描绘出裂缝的分布走向，采用非金属超声波仪方法抽样检测裂缝深度，同时记录检测位置。
3.2钢筋保护层厚度检测
根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）和现场实际情况，随机抽取n个构件进行检测，在每一个待测的边墙侧面上，选择有代表性的区域，采用KON-RBL（D+）型钢筋位置测定仪，沿纵横方向进行连续扫描，同时记录钢筋的保护层厚度。每个构件测12个测点，共12n个测点。这种检测方法是利用了电磁感应原理，检测费用低，设备可重复使用，检测效率高，而且对混凝土没有损坏。是目前检测钢筋保护层和钢筋位置常用的一种方法。
3.3混凝土强度检测
采用回弹法对混凝土构件的混凝土强度进行抽样测试，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001)的要求，对区间各种结构构件及上下行边墙各取n个构件,每个构件设10个测区，共10n个测区进行回弹法检测。边墙测区间距不大于2m，每个测区大小约0.04m2。在每个测区内弹击16个点。在检测过程中要求操作人员操作规范，用力合适均匀，仪器垂直于结构或构件的表面。
3.4混凝土碳化深度测量
用合适的工具在测区表面形成直径约为15mm的孔洞，清除洞中的粉末和碎屑后(注意不能用液体冲洗孔洞)立即用1％的酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞内壁的边缘处，用碳化深度测量仪或其他工具测量自测面表面至深部不变色边缘处与测面相垂直的距离1—2次，該距离即为该测区的碳化深度值，准确至0.5mm。一般一个测区选择1—3处测量混凝土的碳化深度值，当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，那么该测区的碳化深度值也可代表相邻测区的碳化深度值，一般应选不少于构件的30％测区数测量碳化深度值。碳化深度值的测量准确度与回弹值一样，直接影响推定混凝土强度的精度，故其测量要认真细致进行。
3.5钢筋锈蚀检测
根据我国《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344一2004)附录D中规定的检测方法与锈蚀状况判定准则,利用钢筋锈蚀仪进行检测。在现场未裸露钢筋，且钢筋保护层较厚，很难凿开混凝土使钢筋外露情况时，采用电位梯度法测试混凝土结构中钢筋锈蚀状况，该方法的原理是利用“Cu十CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统.由于“Cu十CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定，而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化，根据测出电位值可以评估钢筋锈蚀状态。
3.6道床与结构剥离情况
道床与结构剥离情况采用雷达检测技术。这种技术应用微波频段的电磁波作为探测媒介，常用的频率在90～1000MHz。通过测量和分析电磁波的传播时间、反射系数、折射率等，可以推算出所测物体的形状与性质。探地雷达是近几年新兴起来的利用电磁波作为探测媒介的无损检测高新技术。目前国外已应用得非常广泛，而且后期技术支持也日趋成熟。我国自上世纪80年代开始引进探地雷达设备，主要用于寻找水源、地下矿床等，近几年来逐渐开始被岩土工程界及检测部门所关注，其应用范围也越来越广泛。由于电磁微波对非金属材料的的含水率较敏感，使用探地雷达技术可以对混凝土梁的内部结构准确成像，因此很容易辨别其内部的缺陷及钢筋的分布，实现质量检测与性能评估。
工程雷达对混凝土梁进行质量检测的主要步骤如下：(1)将被测试面刷白，沿横、纵两个方向布置测线，根据混凝土材料的组成及结构的特点选择探测天线的频率和测试参数；(2)由专业测试人员将探头沿测线进行扫描，存储测试数据；(3)将采集的数据处理成图像进行诊断，确定突出异常的相关参数；(4)针对图像处理结果，结合混凝土的实际情况进行质量评估。
在地铁项目检测中，道床通常布置雷达测线两条，测线1布置在距边墙75cm的区域，（在实际检测中会因为认为拖动原因是实测在据边墙65cm～85cm之间），测线2布置在道床中心位置。
4.現场检测的主要成果
4.1钢筋保护层厚度检测结果
根据现场检测统计钢筋保护层厚度的结果，写明测试位置，编号横向为钢筋根数，竖向为同一根钢筋检查的次数，具体数字由实际情况确定。
4.2混凝土强度检测结果
由各构件不同测区内测得的回弹值，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)推荐的结构混凝土测强计算公式测算，结构或构件的混凝土强度推定值可按：①单个构件处理，②批量构件处理等方式求得(具体步骤详见有关规范或规程)，选用时应视具体情况而定。目前处理混凝土强度回弹值已有相关的软件，比如康科瑞混凝土声波检测分析软件时根据《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87）中的非统计评定方法进行混凝土强度评定。
4.3混凝土碳化深度检测结果
根据现场检测记录混凝土碳化深度检测结果，每个构件检测3处，记录内容包括测试位置、碳化深度值等，以备查用。
4.4钢筋锈蚀检测结果
根据现场检测将检测数据统计钢筋锈蚀检测结果，编号为现场检测布置的测点数量，尽量纵横数量相等，但现场条件受到限制时，也可不等。点位梯度从钢筋锈蚀电位梯度图（如图1）中读取。钢筋锈蚀情况根据钢筋锈蚀状况判别标准按两电极相距20cm，电位梯度为150~200时，低电位处判作腐蚀来进行判别。
图1钢筋锈蚀电位梯度图
5.结束语
笔者认为:首先，做好事先控制工作是质量控制的保证，在施工过程中的及时检测以及养护等是质量控制的关键，施工后的控制是有效补充；其次，对质量实施控制的根本之策在于在设计及规范的基础上制定周密的监理细则以及合理的施工组织方案；最后，地铁工程的关健环节在于对主体结构质量的严格把控，而关键中的关键就是控制混凝土质量。地铁工程项目混凝土结构的现场检测技术与方法和其他建筑混凝土结构检测有很多相同的地方，但地铁项目检测也有他自身的特点。目前具备检测资质的单位中的技术人员对地铁项目检测也不是很熟悉，希望更多的人能够掌握地铁项目的检测技术和方法，熟悉检测流程，掌握检测数据的处理方式，为我国的地铁建设做出贡献。
参考文献：
[1]GB/T50344.建筑结构检测技术标准[S]
[2]JGJ/723-2001.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].
[3]邱平.新编混凝土无损检测技术[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[4]李惠强.建筑结构诊断鉴定与结构加固[M].武昌：华中科技大学出版社，2001：38-68.
[5]柳炳康，吴胜兴，周安.工程结构鉴定与加固改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008 77-97.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：地铁工程；混凝土；检测
引言
随着城市化进程的提速，我国许多大中型城市的轨道交通建设计划，也快速地付诸实施，它极大地拓展了城市的区域范围，缩短了物流、人流和信息流的消耗时间，提高了城市公共交通的效率。社会迫切等待着地铁的发展，而地铁的发展又必须有新的施工技术做支持。
众所周知所谓混凝土结构的无损检测技术是指以不损害将来使用和使用可靠性的方式利用检测仪器，对材料和制件或此两者进行宏观缺陷检测、几何形状测量、化学成分、组织结构和力学性能变化的评定，进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的一项科学技术。无损检测技术具有很多特点和优势，无损检测技术不破坏构件或建筑物的结构，可进行全面检测,能较真实地反映混凝土的质量与强度，能对内部空洞、开裂等进行检测，可用于老建筑物的检测，采用非接触检测，简便快捷，并且可进行连续测试及重复测试。所以无损检测技术非常适合对地铁项目混凝土结构进行检测。
1.检测前要准备的工作
1.1现场检测的主要项目
主要有地铁需要检测区间的结构外观调查、混凝土结构裂缝调查、混凝土强度测试、混凝土碳化深度测试、混凝土保护层厚度测试、钢筋锈蚀状况检测、道床外观调查、道床裂缝调查以及道床与结构剥离情况检测。
1.2现场检测的主要设备
地铁项目混凝土结构现场检测项目采用目前相对比较先进的各种数字检测设备，主要有：DISTO-A3手持式激光测距仪、DJXS-05钢筋锈蚀仪、HT225W型数字式回弹仪、KON-FK(A)裂缝宽度测试仪、KON-FSY裂缝深度测试仪、KON-RBL（D+）钢筋位置测定仪，KON-LD工程雷达等等。
2.现场检测的主要依据
地铁项目是国家的大型项目，属于特级风险源，必须对既有线进行安全评估，以保证既有线结构及运营安全，检测依据甲方专家提出的各项要求和各种相关的国家标准和规范，主要有：
1）地铁现状调查及检测专家评审意见；2）地铁风险源的评估要求；3）甲方提出的地铁现状调查及检测要求；4）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001)；5）《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）；6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；7）《混凝土强度检验评定标准》（GBJ 107-87）；8）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；9）设计图纸及相关施工资料；10）其它相关的国家规范、规程及标准。
3.现场检测的主要检测内容和检测方法
3.1外观现状调查
混凝土外观质量采用目测法进行观察，观察内容包括水迹、锈迹、钢筋锈蚀、保护层脱落等；利用裂缝宽度测试仪对裂缝宽度进行检测，并描绘出裂缝的分布走向、长度，利用裂缝深度测试仪对裂缝深度进行检测。
3.1.1混凝土外观质量检查
对检测范围内的混凝土构件外观采用肉眼进行观察，调查时区间内的每一个梁、板、柱以每个构件作为一个检测单元，边墙按长度分为均匀段作为一个检测单元，观察内容包括水迹、锈迹、钢筋锈蚀、保护层脱落等，同时记录检测位置。
3.1.2混凝土裂缝检测
首先对检测范围内结构所有裂缝进行查找，查找的方法采用肉眼观察明显裂缝与喷水扇干查找相结合的方法进行，检测时区间内每一个梁、板、柱以每个构件作为一个检测单元。对每一条裂缝采用裂缝宽度仪检则裂缝的宽度、采用卷尺量测裂缝的长度、并描绘出裂缝的分布走向，采用非金属超声波仪方法抽样检测裂缝深度，同时记录检测位置。
3.2钢筋保护层厚度检测
根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）和现场实际情况，随机抽取n个构件进行检测，在每一个待测的边墙侧面上，选择有代表性的区域，采用KON-RBL（D+）型钢筋位置测定仪，沿纵横方向进行连续扫描，同时记录钢筋的保护层厚度。每个构件测12个测点，共12n个测点。这种检测方法是利用了电磁感应原理，检测费用低，设备可重复使用，检测效率高，而且对混凝土没有损坏。是目前检测钢筋保护层和钢筋位置常用的一种方法。
3.3混凝土强度检测
采用回弹法对混凝土构件的混凝土强度进行抽样测试，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2001)的要求，对区间各种结构构件及上下行边墙各取n个构件,每个构件设10个测区，共10n个测区进行回弹法检测。边墙测区间距不大于2m，每个测区大小约0.04m2。在每个测区内弹击16个点。在检测过程中要求操作人员操作规范，用力合适均匀，仪器垂直于结构或构件的表面。
3.4混凝土碳化深度测量
用合适的工具在测区表面形成直径约为15mm的孔洞，清除洞中的粉末和碎屑后(注意不能用液体冲洗孔洞)立即用1％的酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞内壁的边缘处，用碳化深度测量仪或其他工具测量自测面表面至深部不变色边缘处与测面相垂直的距离1—2次，該距离即为该测区的碳化深度值，准确至0.5mm。一般一个测区选择1—3处测量混凝土的碳化深度值，当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，那么该测区的碳化深度值也可代表相邻测区的碳化深度值，一般应选不少于构件的30％测区数测量碳化深度值。碳化深度值的测量准确度与回弹值一样，直接影响推定混凝土强度的精度，故其测量要认真细致进行。
3.5钢筋锈蚀检测
根据我国《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344一2004)附录D中规定的检测方法与锈蚀状况判定准则,利用钢筋锈蚀仪进行检测。在现场未裸露钢筋，且钢筋保护层较厚，很难凿开混凝土使钢筋外露情况时，采用电位梯度法测试混凝土结构中钢筋锈蚀状况，该方法的原理是利用“Cu十CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统.由于“Cu十CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定，而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化，根据测出电位值可以评估钢筋锈蚀状态。
3.6道床与结构剥离情况
道床与结构剥离情况采用雷达检测技术。这种技术应用微波频段的电磁波作为探测媒介，常用的频率在90～1000MHz。通过测量和分析电磁波的传播时间、反射系数、折射率等，可以推算出所测物体的形状与性质。探地雷达是近几年新兴起来的利用电磁波作为探测媒介的无损检测高新技术。目前国外已应用得非常广泛，而且后期技术支持也日趋成熟。我国自上世纪80年代开始引进探地雷达设备，主要用于寻找水源、地下矿床等，近几年来逐渐开始被岩土工程界及检测部门所关注，其应用范围也越来越广泛。由于电磁微波对非金属材料的的含水率较敏感，使用探地雷达技术可以对混凝土梁的内部结构准确成像，因此很容易辨别其内部的缺陷及钢筋的分布，实现质量检测与性能评估。
工程雷达对混凝土梁进行质量检测的主要步骤如下：(1)将被测试面刷白，沿横、纵两个方向布置测线，根据混凝土材料的组成及结构的特点选择探测天线的频率和测试参数；(2)由专业测试人员将探头沿测线进行扫描，存储测试数据；(3)将采集的数据处理成图像进行诊断，确定突出异常的相关参数；(4)针对图像处理结果，结合混凝土的实际情况进行质量评估。
在地铁项目检测中，道床通常布置雷达测线两条，测线1布置在距边墙75cm的区域，（在实际检测中会因为认为拖动原因是实测在据边墙65cm～85cm之间），测线2布置在道床中心位置。
4.現场检测的主要成果
4.1钢筋保护层厚度检测结果
根据现场检测统计钢筋保护层厚度的结果，写明测试位置，编号横向为钢筋根数，竖向为同一根钢筋检查的次数，具体数字由实际情况确定。
4.2混凝土强度检测结果
由各构件不同测区内测得的回弹值，按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)推荐的结构混凝土测强计算公式测算，结构或构件的混凝土强度推定值可按：①单个构件处理，②批量构件处理等方式求得(具体步骤详见有关规范或规程)，选用时应视具体情况而定。目前处理混凝土强度回弹值已有相关的软件，比如康科瑞混凝土声波检测分析软件时根据《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87）中的非统计评定方法进行混凝土强度评定。
4.3混凝土碳化深度检测结果
根据现场检测记录混凝土碳化深度检测结果，每个构件检测3处，记录内容包括测试位置、碳化深度值等，以备查用。
4.4钢筋锈蚀检测结果
根据现场检测将检测数据统计钢筋锈蚀检测结果，编号为现场检测布置的测点数量，尽量纵横数量相等，但现场条件受到限制时，也可不等。点位梯度从钢筋锈蚀电位梯度图（如图1）中读取。钢筋锈蚀情况根据钢筋锈蚀状况判别标准按两电极相距20cm，电位梯度为150~200时，低电位处判作腐蚀来进行判别。
图1钢筋锈蚀电位梯度图
5.结束语
笔者认为:首先，做好事先控制工作是质量控制的保证，在施工过程中的及时检测以及养护等是质量控制的关键，施工后的控制是有效补充；其次，对质量实施控制的根本之策在于在设计及规范的基础上制定周密的监理细则以及合理的施工组织方案；最后，地铁工程的关健环节在于对主体结构质量的严格把控，而关键中的关键就是控制混凝土质量。地铁工程项目混凝土结构的现场检测技术与方法和其他建筑混凝土结构检测有很多相同的地方，但地铁项目检测也有他自身的特点。目前具备检测资质的单位中的技术人员对地铁项目检测也不是很熟悉，希望更多的人能够掌握地铁项目的检测技术和方法，熟悉检测流程，掌握检测数据的处理方式，为我国的地铁建设做出贡献。
参考文献：
[1]GB/T50344.建筑结构检测技术标准[S]
[2]JGJ/723-2001.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].
[3]邱平.新编混凝土无损检测技术[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[4]李惠强.建筑结构诊断鉴定与结构加固[M].武昌：华中科技大学出版社，2001：38-68.
[5]柳炳康，吴胜兴，周安.工程结构鉴定与加固改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008 77-97.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。