天津地铁既有线结构现状评估

【摘要】通过对天津地铁既有线结构的棍凝土强度、碳化深度以及钢筋强度、伸长率及锈蚀程度的检测，给出天津地铁既有线结构现状评估结论。

【关键词】天津地铁既有线;现状评估

目前 ，天津地铁既有线在运营了将近二十年后，为了配合天津地铁一号的施工，已于2001年10月7日晚开始停运。

停运后，对内部的机电等设施进行了拆除，既有线内部水、电供应均已中断。在这种情况下，对天津地铁既有线中有代表性的三个车站进行了检测。

1混凝土强度检测

本次混凝土强度检测中采用了回弹法及钻芯法两种检测 方法 ，并且利用钻芯法检测结果对回弹法检测结果进行了修正，以下是检测结果:

按《规程p规定，得出钻芯法检测混凝土强度如下: Fc=fk/1.4=14.1( N/mm

2)

式中: Fck一混凝土轴心抗压强度标准值;

Fc一混凝土轴心抗压强度设计值;

1.4一混凝土材料分项系数。

与混凝土回弹法测得的数据相比，钻芯法测得的混凝土轴心抗压强度略微偏小，其中的原因主要为以下儿点:

(1)棍凝土表面碳化而引起混凝土表面强度提高。

(2)由于混凝土表层有骨料的存在，在现场进行回弹法检测时，如果回弹仪的撞针打到骨料的上面或附近，都有可能使测得的回弹值偏高。

(3)由于混凝土回弹法检测时的碳化深度值的测量误差所引起的测量结果的波动。

而混凝土强度钻芯法检测由于受取样及试验等因素的 影响 相对较小，所以其结果也要相对精确一些。2混凝土碳化深度检测

本次天津地铁既有线混凝土隧道结构的碳化深度的测量主要在既有线的三个车站内进行，碳化深度平均值如表3。

与国内外所测得的各种混凝土结构碳化深度数据相比，天津地铁既有线混凝土结构的碳化系数要远远小于其他工程，其中原因[3]主要为以下几点:

(2)气体的扩散速度和碳化反应受温度影响较大，并且随环境温度升高碳化加速度加快。而地铁工程常年处于地下水位之下，环境温度要低于普通地上工程。

(3)水灰比及水泥用量是决定混凝土性能重要参数。水灰比基本上决定了混凝土的孔结构，水灰比越大，混凝土内部孔隙率就越大。由于CO2扩散是在混凝土内部的气孔和毛细孔中进行的，因此，水灰比在一定程度上决定了CO2在混凝土中的扩散速度，水灰比越大，混凝土碳化速度也就越快。根据天津地铁既有线原有的设计，其混凝土结构水灰比≤0.55，水泥用量≥350kg/m3，并在混凝土中添加UFF一2(7%一7.5%0),混凝土密实性好，会降低混凝土的碳化速度。

(4)另外，比较重要的一点是，天津地铁既有线工程(即707工程)最初是按人防工程修建的，其修建时的施工质量很高，在混凝土浇注、振捣及养护等方面做的较好，因此相对来说，混凝土强度高，密实性好，减少了CO2在混凝土中的扩散路径，抗碳化性能强

式中:Ti一钢筋开始锈蚀时间;

c-混凝土保护层厚度。

则Ti ≥ 2500( a )，远远大于结构的使用年限，表明由混凝土碳化所引起的钢筋锈蚀几乎没有，钢筋的锈蚀情况良好，而之后的钢筋检测结果也验证了我们的这一推断。

3钢筋检测部分3.1钢筋抗拉强度检测

根据《规范》[4] , HIZB335 ( 20MrSi )钢筋强度标准值为335N/mm2，设计值为300N/mm2，说明天津地铁既有线隧道及车站结构的钢筋强度能满足设计强度要求。

3.2钢筋伸长率数据处理

钢筋抗拉实验后，对钢筋伸长率进行了测量，见表5。

根据《规范》[4] , HRB335 ( 20MnSi )钢筋伸长率应不小于16%,说明天津地铁既有线隧道及车站结构的钢筋伸长率能满足规范要求。

3.3钢筋锈蚀程度检测

众所周知，混凝土碳化是一般大气环境下混凝土中钢筋发生锈蚀的前提条件，而对混凝土碳化深度的检测结果表明，天津地铁既有线钢筋混凝土结构的混凝土碳化深度远远没有到达钢筋表面。但是，混凝土开裂或钢筋表面氯离子浓度超过临界值等原因也可能导致钢筋的锈蚀。因此，钢筋的锈蚀程度在一定程度上可以反映整体结构的耐久性状况。

在天津地铁部分车站及相邻隧道区间的拆除过程中，对钢筋的锈蚀状况进行了直接观察。发现在混凝土破除后，所露出的钢筋绝大多数都没有发生锈蚀现象，部分钢筋产生的表面浮锈层是因为工地的湿度较大和直接暴露于空气中所致。极少数钢筋的锈蚀也仅仅是点状锈蚀，截面损失小于1%,钢筋的位置位于车站结构的底板上层

4结语

在对天津地铁既有线的现场勘测后，发现车站结构的整休情况良好，车站顶板、侧壁以及车站的梁、柱等构件未发现有明显的裂缝。构件除表面抹灰有部分轻微脱落外，构件本身未发现混凝土有脱落、开裂及钢筋外露等病害。而通过对既有线结构的混凝土强度、碳化深度以及钢筋各项性能的检测结果，认为天津地铁既有线工程中的各主要材料的各项性能均能满足规范或设计要求，结构耐久性良好。

参考 文献 [2]CECS03: 88，转芯法检测混凝土强度技术规程[s].

[3]金伟良，赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京: 科学 出版社，2002.[5]惠云玲，等.锈蚀钢筋性能试验 研究 分析 [J]. 工业 建筑，1997,

(6):27.