立式芯模水泥制管机生产顶管质量检测

顶管虽然是水泥管的一个分支，但与普通水泥管相比具有不开挖施工、铺设周期短、工程造价低、设备单一、操作简便等特点，适用于横穿公路、建筑物、铁路等无法开挖路面的排水管道施工。为了避免顶管在安装铺设及使用过程中发生质量问题，我们对成品管中随机抽取了一部分进行外压荷载试验及质量检验，结果如下：

一、顶管概况及检测项目

1. 概况

试验的水泥管为Ⅲ级管，产品型号：DRCP2200*2500mm，内径2.2m，管壁厚220mm，长度2.5m。配有双层钢筋骨架，纵筋为Φ10预应力混凝土用钢棒，fy=1420N/mm2，内外两侧各24根，环向筋为Φ8HPB235级螺旋箍筋，fy=505N/mm2，ft=345N/mm2，钢筋配置见图1，排水管采用立式芯模水泥制管机振捣成型，制作工艺见图2。混凝土采用蒸汽养护，试验时龄期为50d。

2. 检测项目

2.1 外观质量及试件几何尺寸

通过检测，管内、外表面比较平整，无蜂窝、粘皮、露筋、麻面、塌落、空鼓、裂缝等现象。试件的内径、厚度及长度的实测结果与规范值的偏差如表1所示。

序号	类别	允许偏差	实测偏差	序号	类别	允许偏差	实测偏差
1	D0（内径）	+8/-12	+2.35	3	L（长度）	+18/-12	+13.27
2	t（厚度）	+12/-4	-3.06

2.2 混凝土强度及钢筋信息检测

混凝土强度采用回弹仪进行检测，水泥管钢筋数量、间距及保护层厚度采用PS200钢筋探测仪进行检测。现场无损检测情况见图 3、图 4，图5为双层纵筋保护层厚度、间距、钢筋扫描图像，图中纵坐标为保护层厚度，横坐标为钢筋间距，线条为钢筋图像。

由于水泥管纵筋及环向钢筋在管内、外侧均双层配置，因此，内外钢筋位置、保护层等信息以图像高低不同进行区分，即图像较高（保护层厚度较小）为外侧钢筋。

图6为环向钢筋信息扫描图像，因钢筋探测仪根据电磁感应原理工作，检测时探头应垂直于钢筋位置，而水泥管的环向钢筋与纵轴线有一定倾斜角度，故钢筋检测扫描图像中纵坐标保护层厚度非直线，说明保护层厚度因角度不同存在偏差，但呈对称分布，中间最高处为环向筋实际保护层厚度，水泥管混凝土强度及钢筋检测结果见表2。

项目	混凝土强度/MPa	纵向受力钢筋/mm				箍筋/mm
		内侧		外侧		直径	间距	直径
		间距	保护层厚度	间距	保护层厚度
设计值	50	253	25	321	25	10	60	8
实测值	60	232	29	298	31	9.98	52.8	7.96

二、外压荷载试验

采用“三点法”对水泥管进行加载试验，测试水泥管的裂缝荷载和破坏荷载，外压荷载试验的加载装置如图7所示。在上承钢梁集中一点加荷，通过钢梁对试件施加均布线荷载，为保证荷载均匀，在钢梁与试件间设置橡胶垫板，试件下方的两个下支承梁与上承梁的轴线相互平行。规范规定裂缝宽度达到0.2mm时的荷载为管的裂缝荷载，当试件丧失承载能力时为破坏荷载。试验加载速度每分钟30kN/m，试验时裂缝宽度应用裂缝测宽仪测读，裂缝测量见图8。试件加载过程中，试件内壁顶部和底部几乎同时开裂，内壁顶部裂缝宽度比底部发展快，在试件的轴线附近有明显的主裂缝。外壁水平侧面相对开裂较晚，有2条明显的主裂缝，内壁侧面未发现裂缝。当加载至破坏荷载时，在管口部位出现沿管壁的环向裂缝，并伴有炸裂声响，说明混凝土与钢筋间发现相对滑移，试件达到极限破坏。部分裂缝分布见图9，外压荷载试验检测结果见表3。

图7 试验加载                                          图8 裂缝宽度测量

图9 管顶、管底、管侧向裂缝分布

表3 外压荷载试验检测结果