CN104458494B - 堆石混凝土密实度的测定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堆石混凝土密实度的测定方法及装置，它在堆石混凝土堆放好块石后，采用固定臂（5）固定好测试点处的压力表（1）及测试杆（3），测量测试杆（3）水平面夹角；等待浇筑完成混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器（2）读取单位面积的压力值、测试杆（3）掩埋段长度等测试参数；测试杆（3）在测定完成后退出堆石混凝土；使用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，获取标准试块的密度值；利用这些检测参数通过公式可计算出测试点堆石混凝土的密实度值。该方法使用方便，精度高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及到一种工程建筑物理勘测检测方法及装置，特别是一种堆石混凝土密实度的测定方法及装置，属于工程检测技术领域。
背景技术
在水利水电坝体、复杂构筑物和地基基础等工程中，堆石混凝土作为填筑材料的使用越来越广泛。堆石混凝土是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土而形成的堆石混凝土体。它具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点。在堆石混凝土质量控制中，密实度对堆石混凝土性能的影响是非常显著的，是施工质量的主要控制指标之一，特别是对于免振捣混凝土、钢管混凝土和异形混凝土构件等特殊的混凝土及混凝土构件尤其重要。因此，为保证施工填筑质量，根据相关技术要求，需要对堆石混凝土密实度进行实时检测。
目前常用的混凝土密实度检测方法主要有：外观检查法、钻孔取芯检查法、超声波检查法、预埋管件无损检查法等，各方法均有其局限性，且均是需要在混凝土凝固成型后才能检测，对于混凝土缺陷与否无法实时判定。中国专利文献申请号为201220696673、实用新型名称为“堆石混凝土密实度红外摄像头成像检测装置”的技术资料中公开了一种堆石混凝土密实度的检测装置，它是采用红外摄像，对某一混凝土表面进行红外照片，通过照片观察出混凝土的密实情况，估算混凝土的空隙率，属外观检查法中的一种特殊方法，检测结果受个人的技术水平与判断方式影响较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不破坏堆石混凝土结构，并与混凝土浇筑同步进行测定混凝土密实度的方法及装置，以克服现有技术方案的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：
本发明采用了一种堆石混凝土密实度的插杆式测定装置，它包括一根测试杆，该测试杆的一端设有一个压力表，另一端设有一个可读出该压力表受到的单位面积的压力值的测试仪器；测试杆还设有至少一根可将其在测试点固定住的固定臂。该固定臂从靠近测试仪器的一端附近将测试杆夹住并且在测试点固定住，以便于整个测试过程中压力表在混凝土中的深度和位置保持固定。最好是这样的，测试杆上设有以压力表的中心为起点的刻度以便于读取测试杆淹埋段长度，这样可以比较直观地获取测试杆淹埋段长度数值。
利用这种装置，本发明是这样测定堆石混凝土的密实度的：将压力表置于测试杆的一端，测试杆的另一端设有一个可读出压力表的压力值的测试仪器；检测时先在测点将这种装置的测试杆设有的压力表的一端朝下固定住，混凝土浇筑时使混凝土将测试杆包含压力表的部分掩埋，而测试杆设有测试仪器的一端外露；测定压力表的压力值、测试杆掩埋段长度和测试杆与水平面的夹角，即测试杆与水平面夹角的锐角；用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值；利用从实际浇筑的混凝土中测得的参数与混凝土标准试块的密度值通过公式计算出实际浇筑的混凝土的密实度。
具体步骤如下：
1）在堆石混凝土堆放好块石后，确定测试点，将插杆式测定装置的固定臂固定好测试点处的压力表及测试杆，测量测试杆与水平面夹角a，然后浇筑混凝土；
2）等待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器读取压力表所受单位面积的压力值P；以压力表的中心为零起点，读取混凝土测试杆掩埋段长度L；测试杆在测定完成后按要求退出堆石混凝土；
3）使用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ 0；即将标准试块作为对比组，用对比组的密度来推算实测组的密实度。
在上式中，K为测试点的密实度，单位为%；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm2；ρ 0为标准试块的密度值，单位为g/cm3；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；a为测试杆与水平面的夹角，单位为°；n为深度校正系数；
在上式中，n为深度校正系数，n主要区间为0.9～1.1，一般保留3位小数；K为已知测试点的密实度，已知测试点的密实度可以通过其它常用方法测得，比如混凝土凝固后取芯检查等，单位为%；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm2；ρ 0为标准试块的密度值，单位为g/cm3；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；a为测试杆与水平面的夹角，单位为°。
在采用上述技术方案时，由于这种方法是一种非破坏性的地球物理探测技术，可以安全地用于正在建设中的工程现场的各种工作场地条件，适应性和干扰性强，具有较满意的测试分辨率和精度。
因采用了这种堆石混凝土密实度测定方法，在测定堆石混凝土密实度时，只要得到测试点的单位面积的压力值P、测试杆掩埋段长度L、测试杆水平面夹角a、标准试块的密度值ρ 0，就可以较准确地计算出测点堆石混凝土的密实度。该方法操作简单，现场仅需1～2人即可工作。试验证明，与其他方法比较，本发明的方法具有理想的测定结果，而且工作量小，工作效率高，综合使用成本低，可用于大型工程、复杂工程多测点的检测工作，同时，工作原理更加简单并易于理解，值得推广。
附图说明
图1是本发明的堆石混凝土检测装置及具体检测方式示意图。
图中：1-压力表，2-测试仪器，3-测试杆，4-堆石混凝土，5-固定臂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
看图1，本发明的这种插杆式的检测装置包括一根测试杆3，该测试杆3的插入端设有一个压力表1，另一端设有一个可读出所述压力表1受到的单位面积的压力值的测试仪器2；测试杆3还设有至少一根可将其在测试点固定住的固定臂5。为读数方便，测试杆3上设有以压力表1的中心为起点的刻度以便于读取测试杆3淹埋段长度。
本发明具体实施时，按照以下的步骤进行：
确定测试点，采用固定臂5固定好测试点处的压力表1及测试杆3，测量测试杆水平面夹角a，然后浇筑混凝土，将压力表1及测试杆3的下半部分掩埋在混凝土中；
等待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，即通过测试仪器2读取单位面积的压力值P；以压力表1中心为零起点，读取混凝土测试杆3掩埋段长度L。测试杆3在测定完成后按要求退出堆石混凝土；
使用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ 0；
得到堆石混凝土的密实度K。
上式中，K为测试点的密实度，单位为%；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm2；ρ 0为标准试块的密度值，单位为g/cm3；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；a为测试杆与水平面的夹角，单位为0；n为深度校正系数；
下面给出深度校正系数n的确定方法。
选择相同深度的堆石混凝土三个测点，在三个测点分别进行上述测试，得到标准试块的密度值ρ 0和单位面积压力值P1、P2、P3；测试杆掩埋段长度L1、L2、L3；测试杆与水平面的夹角a1、a2、a3。
等待堆石混凝土凝固后，采用钻孔取芯的方法在三个测点位置钻孔取芯，利用常规的室内试验获得三个测点的K 1、K 2、K 3。
将上述步骤得到的三个测点的测试参数值ρ 0和P、L、a 、K代入以下公式，分别得到三个测点的深度校正系数n1、n2、n3。
在上式中，n为深度校正系数；K为测试点的密实度，单位为%；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm2；ρ 0为标准试块的密度值，单位为g/cm3；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；a为测试杆与水平面的夹角，单位为0；
根据上述步骤求出的三个测定的率定参数n1、n2、n3，取三个率定参数的算术平均值作为该堆石堆石体的深度校正系数n。
在实际应用中，深度校正系数n可以通过更多测点反复计算确定，若测试深度变化较大，可以采用同样的方法确定不同深度的深度校正系数n。n主要区间为0.9～1.1，一般保留3位小数。深度校正系数n计算选取的测点数按照一定的百分比在总测点数中确定，以3%～10%为宜。
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (3)
1. 一种堆石混凝土密实度的测定方法，其特征在于：它采用了一种插杆式测定装置，将压力表（1）置于测试杆（3）的一端，测试杆（3）的另一端设有一个可读出压力表（1）的压力值的测试仪器（2）；检测时先在测点将这种装置的测试杆（3）设有的压力表（1）的一端朝下固定住，混凝土浇筑时使混凝土将测试杆（3）包含压力表（1）的部分掩埋，而测试杆（3）设有测试仪器（2）的一端外露；测定压力表（1）的压力值、测试杆（3）掩埋段长度和测试杆（3）与水平面的夹角；用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值；利用从实际浇筑的混凝土中测得的参数与混凝土标准试块的密度值通过公式计算出实际浇筑的混凝土的密实度。
2.根据权利要求1所述的堆石混凝土密实度的测定方法，其特征在于它包括如下步骤：
1）在堆石混凝土（4）堆放好块石后，确定测试点，将插杆式测定装置的固定臂（5）固定好测试点处的压力表（1）及测试杆（3），测量测试杆（3）与水平面夹角a，然后浇筑混凝土；
2）等待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器（2）读取压力表（1）所受单位面积的压力值P；以压力表（1）的中心为零起点，读取混凝土测试杆（3）掩埋段长度L；测试杆（3）在测定完成后退出堆石混凝土；
3）使用相同的混凝土在浇筑现场制作标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ 0；
4）将上述步骤得到的单位面积的压力值P、测试杆（3）掩埋段长度L、测试杆（3）水平面夹角a、标准试块的密度值ρ 0代入下式，得出堆石混凝土（4）的密实度K：
在上式中，n为深度校正系数；所述深度校正系数n是用已知测
试点的混凝土密实度K与上述步骤中实际浇筑的混凝土中测得的参数代入下式得到：
。
3.一种堆石混凝土密实度的插杆式测定装置，其特征在于：它包括一根测试杆（3），该测试杆（3）的一端设有一个压力表（1），另一端设有一个可读出所述压力表（1）受到的单位面积的压力值的测试仪器（2）；所述测试杆（3）还设有至少一根可将其在测试点固定住的固定臂（5）；所述测试杆（3）上设有以压力表（1）的中心为起点的刻度以便于读取测试杆（3）淹埋段长度；所述测试杆（3）在测定完成后退出堆石混凝土。
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