李偉
(北京鐵城檢測(cè)認(rèn)證有限公司,北京100163)
道路橋梁為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供重要支撐,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,道路橋梁工程的安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。近幾年,道路橋梁的檢測(cè)技術(shù)突飛猛進(jìn),許多自動(dòng)化、高精度的技術(shù)在道路橋梁的檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,目前我國(guó)道路橋梁檢測(cè)技術(shù)仍存在一些問(wèn)題,因而有必要對(duì)道路橋梁的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。
道路橋梁工程檢測(cè)的內(nèi)容包括施工前期的質(zhì)量檢測(cè)、竣工后的質(zhì)量檢測(cè)、運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢測(cè)。施工前期的質(zhì)量檢測(cè),是指在道路橋梁工程項(xiàng)目分項(xiàng)目完工后,對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),其主要目的是判斷各項(xiàng)目的施工質(zhì)量??⒐ず蟮馁|(zhì)量檢測(cè),是指在道路橋梁工程竣工后,按照有關(guān)工程質(zhì)量的規(guī)定,對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查,其主要目的是確保施工質(zhì)量,并作為驗(yàn)收的基礎(chǔ)。運(yùn)營(yíng)階段的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢測(cè),是指道路橋梁工程在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期,并按照其使用質(zhì)量和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。檢測(cè)的主要目的是對(duì)施工項(xiàng)目的使用質(zhì)量和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。道路橋梁的施工質(zhì)量不僅對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目的質(zhì)量有很大的影響,而且對(duì)整個(gè)道路橋梁施工企業(yè)的形象也有很大的影響。近幾年,隨著新技術(shù)和新型檢測(cè)方法的引進(jìn),道路橋梁的檢測(cè)方法也呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢(shì)。在實(shí)際施工中,社會(huì)各界對(duì)施工項(xiàng)目的檢測(cè)質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。加強(qiáng)道路橋梁檢測(cè)的意義主要有以下幾個(gè)方面[1]。
一是通過(guò)對(duì)道路橋梁的檢測(cè),反映出道路橋梁工程的質(zhì)量。近年來(lái),我國(guó)道路橋梁工程質(zhì)量越來(lái)越受到社會(huì)的重視,其工程質(zhì)量的好壞將直接影響其使用壽命。二是通過(guò)對(duì)道路橋梁的檢測(cè),評(píng)價(jià)施工項(xiàng)目的質(zhì)量。道路橋梁工程質(zhì)量驗(yàn)收有其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和程序,其檢測(cè)結(jié)果是一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)。三是通過(guò)對(duì)道路橋梁的檢測(cè),為項(xiàng)目決算提供重要的參考。道路橋梁施工中采用了計(jì)量結(jié)算的方式,其檢測(cè)結(jié)果是結(jié)算的主要依據(jù),也是檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)入下一步工作的依據(jù)。四是通過(guò)對(duì)道路橋梁的檢測(cè),及時(shí)地反映工程的實(shí)際情況。切實(shí)針對(duì)道路橋梁中存在的實(shí)際性問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化處理,以期更好地確保道路橋梁建設(shè)的穩(wěn)定性[2]。
隨著我國(guó)道路建設(shè)的不斷發(fā)展,我國(guó)道路橋梁工程的檢測(cè)技術(shù)也取得了較大的進(jìn)展。道路橋梁工程的檢測(cè)技術(shù)具有如下問(wèn)題:
一是缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。道路橋梁工程的檢測(cè)主要采用超聲波、紅外成像、地面雷達(dá)等手段展開(kāi)檢測(cè),通過(guò)檢測(cè)和比較得出相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。在實(shí)際的道路橋梁檢測(cè)中,有些檢測(cè)儀器是從國(guó)外引進(jìn)的,與我國(guó)現(xiàn)行的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不相符,檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)難以得到統(tǒng)一,而缺乏檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的定義也將會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的精確度產(chǎn)生很大的影響。
二是檢測(cè)數(shù)據(jù)不全面。道路橋梁的檢測(cè)工作就是將檢測(cè)結(jié)果與參考資料進(jìn)行對(duì)比。道路橋梁的施工質(zhì)量也主要是根據(jù)參考資料展開(kāi)對(duì)比的。但是對(duì)于道路橋梁工程所需的新型材料技術(shù)而言,道路橋梁工程技術(shù)檢測(cè)依然存在檢測(cè)不全面、運(yùn)用效果不佳以及所獲取信息內(nèi)容精準(zhǔn)度不高等問(wèn)題。
三是采用了新型的檢測(cè)技術(shù),為提升道路橋梁質(zhì)量提供技術(shù)支持?,F(xiàn)階段,眾多的新型道路橋梁檢測(cè)技術(shù)對(duì)以往不能識(shí)別的病害進(jìn)行了再鑒定,從而提高了道路橋梁的檢測(cè)能力[3]。
超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種新型的橋梁檢測(cè)技術(shù),它通過(guò)對(duì)各種材料的超聲傳播速度和頻率進(jìn)行檢測(cè),從而更好地對(duì)道路橋梁的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。但從整體上看,超聲波檢測(cè)技術(shù)在實(shí)踐中也存在著一定的局限性。一是超聲檢測(cè)技術(shù)所需的儀器費(fèi)用較高,給基層檢測(cè)單位造成了很大的負(fù)擔(dān),大部分的道路橋梁檢測(cè)單位都未安裝超聲波探傷設(shè)備。二是超聲波檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)時(shí)存在數(shù)據(jù)不確定的現(xiàn)象。由于超聲檢測(cè)是一項(xiàng)新型的檢測(cè)技術(shù),由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,檢測(cè)效果也會(huì)受到客觀(guān)因素的影響。超聲檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)探測(cè)目標(biāo)內(nèi)聲波的主要頻率變化來(lái)判斷被探測(cè)對(duì)象的內(nèi)在病變。如果被測(cè)物體中存在其他物質(zhì),則會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的精確度產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)由于道路橋梁內(nèi)部的某些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,其檢測(cè)精度也會(huì)隨之降低。三是不能探測(cè)大體積混凝土。聲波傳輸信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)超聲波探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果有很大的影響。由于聲波作用距離的不同,對(duì)大體積混凝土的探測(cè)有一定的局限性[4]。
無(wú)損檢測(cè)的圖像技術(shù)主要是指將全息影像與紅外影像結(jié)合起來(lái),并與相對(duì)應(yīng)的影像資料進(jìn)行對(duì)比與分析。紅外成像技術(shù)是指通過(guò)熱敏器件采集與檢測(cè)結(jié)果有關(guān)的數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析。全息影像與紅外影像技術(shù)的主要特征:一是能夠提升檢測(cè)的精度。全息影像與紅外影像技術(shù)是目前比較成熟的道路橋梁檢測(cè)技術(shù),其檢測(cè)精度高,分析結(jié)果準(zhǔn)確。二是全息影像與紅外影像技術(shù)的檢測(cè)費(fèi)用比較高。其中主要是由于紅外影像導(dǎo)致了全息影像技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備成本變高,進(jìn)而使其整體的普及率難以提升。三是紅外成像技術(shù)對(duì)檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)有較高的要求。紅外成像技術(shù)在道路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用,主要是針對(duì)全息影像與紅外影像所呈現(xiàn)的特定問(wèn)題進(jìn)行分析,要求檢測(cè)人員具備較高的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)[5]。
探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)法,與傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)法相比較,擁有更多的優(yōu)勢(shì)。探地雷達(dá)可以說(shuō)是目前全球范圍內(nèi)最先進(jìn)的、最科學(xué)的、最有效的檢測(cè)技術(shù),尤其在交通運(yùn)輸、城市環(huán)保、災(zāi)后救援以及國(guó)家軍事安全保護(hù)等領(lǐng)域被廣泛使用。探地雷達(dá)能夠在不損害道路橋梁工程跑道面的前提下,對(duì)道路橋梁工程進(jìn)行檢測(cè),具有不破壞道路橋梁工程跑道面、操作步驟簡(jiǎn)單、檢測(cè)速度較快、檢測(cè)效率較高、測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高等諸多優(yōu)勢(shì)。因此,在道路橋梁工程檢測(cè)中,應(yīng)用探地雷達(dá)已經(jīng)成為道路橋梁工程檢測(cè)工作發(fā)展的必由之路。道路橋梁工程檢測(cè)工作具有特殊性,因此對(duì)道路橋梁工程地質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)前要做好充分的準(zhǔn)備工作,保證道路橋梁工程檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確、科學(xué)、有效。檢測(cè)前,應(yīng)對(duì)被檢測(cè)工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,收集設(shè)計(jì)、施工資料,了解工作條件及環(huán)境安全狀況;調(diào)查特殊施工段,記錄結(jié)構(gòu)物位置和影響檢測(cè)工作的障礙物和電磁干擾源的位置;查看已發(fā)病害,并記錄其位置和類(lèi)型;正確連接雷達(dá)系統(tǒng),并在檢測(cè)前進(jìn)行試運(yùn)行;準(zhǔn)確標(biāo)記檢測(cè)里程樁號(hào)及測(cè)線(xiàn)位置;進(jìn)行實(shí)地考察時(shí),需要對(duì)檢測(cè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)、分布等有大致的了解,然后根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出一個(gè)完善的方案,對(duì)重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域多加關(guān)注。預(yù)設(shè)在檢測(cè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,給出相對(duì)應(yīng)的解決方案,以便用最快的速度完成檢測(cè)[6]。
聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)探測(cè)應(yīng)力、裂縫和變形等過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力波的傳播,并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。利用聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫和應(yīng)力進(jìn)行快速的分析和探測(cè)。具有如下特征:一是對(duì)應(yīng)力裂縫的探測(cè)結(jié)果進(jìn)行精確的分析。聲發(fā)射技術(shù)是通過(guò)探測(cè)到的內(nèi)部材料應(yīng)力改變而引起的聲波反射來(lái)判斷缺陷,因此對(duì)被探測(cè)到的應(yīng)力類(lèi)型裂縫的變化非常敏感。二是可以監(jiān)測(cè)被測(cè)物體的內(nèi)部裂縫類(lèi)型和道路橋梁的外部幾何尺寸的變形。利用聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行裂縫和變形的檢測(cè)是比較精確的,適合裂縫的變形監(jiān)測(cè)。三是聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)比較復(fù)雜。
目前,在我國(guó)道路橋梁檢測(cè)中,依然存在一些指標(biāo)不規(guī)范的問(wèn)題。比如,在道路橋梁施工中,往往采用回彈指數(shù)作為基礎(chǔ)施工的主要參數(shù),從而更加有效地控制基礎(chǔ)的強(qiáng)度。但在實(shí)際施工中,常常沒(méi)有按工程的實(shí)際壓實(shí)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),造成實(shí)際施工與原設(shè)計(jì)參數(shù)不一致,導(dǎo)致道路橋梁的施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。施工單位要制定嚴(yán)格的指標(biāo)和規(guī)范管理體系,在施工和檢測(cè)中確保各項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)范性,并嚴(yán)格遵守各項(xiàng)指標(biāo)的要求。在施工中,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和檢查,對(duì)出現(xiàn)偏差的地方要及時(shí)改正,確保工程的質(zhì)量。
目前道路橋梁的檢測(cè)通常都是采用目測(cè)的方法,在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,再用儀器對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的檢查,檢測(cè)出來(lái)的準(zhǔn)確率并不高。首先,目測(cè)是一種非常主觀(guān)的檢測(cè)手段,由于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、天氣狀況、周?chē)h(huán)境、交通狀況等因素的影響,無(wú)法保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性和規(guī)范化,進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)很大的偏差。其次,使用儀器進(jìn)行檢測(cè)的準(zhǔn)確性也不能得到保證。這主要是由于一些檢測(cè)單位的檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備的水平并不高,檢測(cè)人員的操作不合規(guī)范,難以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以,在檢測(cè)中,要加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員技術(shù)水平的監(jiān)管,同時(shí)還需要針對(duì)不同的工程特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段,為提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性奠定良好的基礎(chǔ)。
在道路橋梁檢測(cè)中,一些檢測(cè)指標(biāo)不能真實(shí)、完整地反映工程的實(shí)際狀況,也將導(dǎo)致無(wú)法充分發(fā)揮各項(xiàng)指標(biāo)的效用。比如,在檢測(cè)道路橋梁回彈彎時(shí),采用貝克曼梁法進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試,僅反映了靜態(tài)響應(yīng),而不能反映動(dòng)力學(xué)效果。而落錘式彎沉計(jì)方法則反映了路面在豎向撞擊作用下發(fā)生的瞬時(shí)變形。所以,僅靠單一的檢測(cè)手段,很難準(zhǔn)確地反映道路的實(shí)際狀況,使檢測(cè)效果失效。因此,在進(jìn)行檢測(cè)時(shí),應(yīng)將多種檢測(cè)手段有機(jī)地結(jié)合,根據(jù)不同的檢測(cè)結(jié)果,全面地了解工程建設(shè)狀況,從而達(dá)到檢測(cè)的目的。
在道路橋梁檢測(cè)時(shí),要從材料檢測(cè)入手,嚴(yán)格規(guī)范材料質(zhì)量和性能檢測(cè),確保檢測(cè)數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確性和可靠性。在實(shí)際操作過(guò)程中,為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),要充分把握道路橋梁工程的真實(shí)要求,嚴(yán)格來(lái)料檢驗(yàn),從源頭上加強(qiáng)材料質(zhì)量控制,果斷杜絕不合格材料的采用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,有必要對(duì)測(cè)試材料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。特別是在材料發(fā)生重大變化的情況下,必須檢查材料的質(zhì)量,以滿(mǎn)足道路橋梁工程的要求。同時(shí)除了常規(guī)檢測(cè)外,有時(shí)還需要對(duì)各種原材料進(jìn)行非常規(guī)檢測(cè),以確定材料是否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)要求。裝配前應(yīng)向監(jiān)理單位報(bào)告,并提供所用材料的全檢報(bào)告、出廠(chǎng)合格證或質(zhì)量合格證等。其中道路橋梁工程竣工驗(yàn)收抽樣檢測(cè)是檢驗(yàn)工程實(shí)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。目前,我國(guó)大部分道路橋梁工程竣工驗(yàn)收前很少進(jìn)行驗(yàn)收抽測(cè)。檢測(cè)及監(jiān)理抽檢屬于施工過(guò)程控制,可以保證道路橋梁工程所用原材料、中間產(chǎn)品的質(zhì)量,而竣工驗(yàn)收抽測(cè)屬于施工質(zhì)量的結(jié)果控制。施工過(guò)程中影響工程實(shí)體質(zhì)量因素很多,如現(xiàn)場(chǎng)施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)條件、天氣、人員等,驗(yàn)收抽測(cè)可以評(píng)價(jià)工程實(shí)體的最終質(zhì)量,包括混凝土強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、工程內(nèi)部缺陷等,開(kāi)展道路橋梁工程竣工驗(yàn)收抽測(cè)為道路橋梁工程驗(yàn)收提供最終數(shù)據(jù)是具有必要性的。除此之外,還需要對(duì)道路橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)人員要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定評(píng)審準(zhǔn)則及各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)培訓(xùn),使其能夠準(zhǔn)確掌握檢測(cè)程序,嚴(yán)格按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作。
平整度檢測(cè)包含兩種應(yīng)用形式:一是斷面類(lèi)檢測(cè)法。斷面類(lèi)檢測(cè)法通過(guò)對(duì)路表凹凸?fàn)顟B(tài)的測(cè)量,實(shí)現(xiàn)了路表平面度的有效控制。一般而言,3m 直尺、連續(xù)平面度儀是檢測(cè)中常用的儀器,而且隨著截面檢測(cè)技術(shù)的不斷完善,現(xiàn)代激光平整度儀已逐步得到推廣和應(yīng)用;二是反應(yīng)類(lèi)檢測(cè)法。反應(yīng)類(lèi)檢測(cè)是在截面檢驗(yàn)實(shí)踐基礎(chǔ)上提出的,在檢測(cè)過(guò)程中,車(chē)輛顛簸振動(dòng)是主要研究?jī)?nèi)容,車(chē)載顛簸累積儀、連續(xù)平整度計(jì)是最常見(jiàn)的檢測(cè)設(shè)備。
需要注意的是,連續(xù)平整度儀的應(yīng)用較為廣泛,應(yīng)注重以下要點(diǎn)的把控:其一,路面平整度車(chē)輛的行程必須連續(xù)運(yùn)行;其二,對(duì)不同路面上的車(chē)輛位置要進(jìn)行有效選擇,如老路面的測(cè)量位置要保證在路面中段;其三,重視多點(diǎn)探測(cè)原理的系統(tǒng)控制,利用連續(xù)平整度儀對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)時(shí),檢測(cè)人員要在路面中間位置設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),通過(guò)多次檢測(cè),求平均值,進(jìn)一步減小檢測(cè)誤差。在連續(xù)平整度儀測(cè)量過(guò)程中,檢測(cè)段、測(cè)量點(diǎn)連接、儀器校正、儀器定位等均為其主要控制內(nèi)容。
總而言之,道路橋梁建設(shè)的質(zhì)量是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,將現(xiàn)代化的檢測(cè)技術(shù)融入到道路橋梁質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中,能夠更好地識(shí)別其中的病害,并采取優(yōu)化措施進(jìn)行針對(duì)性?xún)?yōu)化,為提升道路橋梁建設(shè)的穩(wěn)定性奠定良好的基礎(chǔ)。為此,應(yīng)加大對(duì)道路橋梁的試驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)的研究,發(fā)展新型的檢測(cè)技術(shù),建立健全的測(cè)試體系,促進(jìn)道路橋梁的檢測(cè)技術(shù)向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展?;诂F(xiàn)代使用頻率較高的超聲波檢測(cè)技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)的圖像技術(shù)、探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)、聲發(fā)射法檢測(cè)技術(shù)類(lèi)型,對(duì)在道路橋梁檢測(cè)中的具體應(yīng)用路徑進(jìn)行分析,以期更好地消除道路施工過(guò)程中的安全隱患,進(jìn)而為延長(zhǎng)道路橋梁的使用期限奠定良好的基礎(chǔ)。