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結果討論與工程案例探討

達波形圖後;如圖 5-1 所示。可發現透地雷達剖面圖形中央有明 顯的對稱傾斜條紋,和製作混凝土冷縫長樑試體之冷縫位置一 致,而且兩種不同方向掃描之雷達波形圖顯示對稱及高度一致的 特性;並根據冷縫澆置線於混凝土冷縫長樑試體之冷縫位置,可 量出冷縫之傾斜面和施測面之距離約為 5cm~10cm,和掃描所得 之雷達剖面圖相吻合,因此可判定此即為冷縫之位置;之後應用 相同方法去掃描冷縫製作時間差為 1 天、3 天、5 天、7 天、9 天、

14 天的雷達波形圖;如圖 5-2、圖 5-3、圖 5-4、圖 5-5、圖 5-6、

圖 5-7 所示。也顯示出類似的模式;由此可驗證透地雷達方法可 以檢測出因澆置時間差不同所產生之冷縫位置。

2. 根據不同時間差的混凝土冷縫長樑試體,1 小時、8 小時、1 天、

3 天、5 天、7 天、9 天、14 天,比較相同養護時間的雷達波形圖 時,由 1 小時之透地雷達波形圖中;如圖 5-8 所示。無明顯的傾 斜冷縫的條紋產生;但在 8hrs~14days 之雷達波形圖中;如圖 5-9、

圖 5-10、圖 5-11、圖 5-12、圖 5-13、圖 5-14、圖 5-15 所示。則 明顯有傾斜之冷縫條紋出現;由此可說明在 1 小時並沒有澆置界 面的產生,而混凝土長樑試體表面的色差應只是澆置線而非冷縫 界面;但在 8 小時後澆置界面已形成,所以可以研判混凝土冷縫 可能發生之時間是在澆置混凝土時間差在 1 小時~8 小時之間,與

混凝土材料初凝時間約為 2 小時相當吻合。

3. 在養護期間 10 天,針對 8 組澆置時間差不同之混凝土冷縫長樑 試體,固定每天進行透地雷達掃描;同時,在養護期間研判及分 析混凝土冷縫長樑試體在相同測線之冷縫條紋變化情形。在分析 時間差為 1 小時之冷縫混凝土試體之透地雷達剖面圖中,發現 1 天à10 天(10 次)的透地雷達剖面圖,其圖形都不會有太大的 變化;如圖 5-16 所示。而在 8 小時~14 天透地雷達圖中,以相同 的方式分析比較透地雷達圖的連續變化性,也無顯著冷縫條紋的 變化;如圖 5-17、圖 5-18、圖 5-19、圖 5-20、圖 5-21、圖 5-22、

圖 5-23 所示。因此可說明混凝土的冷縫澆置界面黏結於混凝土初 凝時期即已形成,無論事後外觀修復及補強都無法有效的防止冷 縫的弱面產生,因此在工程上澆置時間差之掌握是非常重要的。

4. 根據澆置時間差 1 小時之混凝土冷縫試體所檢測出的透地雷達圖

(透地雷達施測面與冷縫線同側);如圖 5-24 所示。由於冷縫面 會在透地雷達圖上產生垂直的冷縫條紋,但在剖面圖卻無法顯示 混凝土冷縫長樑試體冷縫的位置;以相同的方法掃描分析 8 小時

~14 天透地雷達圖;如圖 5-25、圖 5-26、圖 5-27、圖 5-28、圖 5-29、

圖 5-30、圖 5-31 所示。皆無法判定冷縫位置,因此可研判透地雷 達施測面與冷縫線同側進行檢測時,無法明顯的定位冷縫。

5-1-2 超音波非破壞檢測

利用超音波波速之改變檢測混凝土內部是否含有孔洞、蜂窩,裂 縫,已是相當成熟之技術,但在應用超音波檢測冷縫澆置線的區別,

則較少有相關之研究。本研究將應用超音波非破壞檢測混凝土冷縫長 樑試體進行探討冷縫定位問題。首先應用超音波直接傳遞法檢測結果 所得到之數據;如表 5-1 所示,再使用超音波表面傳遞法 A、B 量測 混凝土冷縫長樑試體之波速時間;如表 5-2、5-3 所示。可得 a.根據表 5-1 所得之波速時間可繪製成波速-時間之關係圖;如圖 5-32 所示。

由圖中可知不同澆置時間差之混凝土冷縫長樑所換算得到之波速,並 無明顯之不同,皆在 3500m/s~4000m/s 之間,因此可研判超音波直接 傳遞法無法量測出冷縫因不同澆置時間差所產生的差異性。b.根據表 5-2、表 5-3 所得之波速時間,可繪製出距離-時間之關係圖;如圖 5-33、圖 5-34 所示。由圖中可知超音波到達之時間和距離成正比關 係,因圖中每個試體所測得時間-距離之曲線幾乎重疊在一起,因此 可得知超音波到達之時間並無隨著澆置時間差之改變而產生變化,所 以研判表面傳遞法無法檢測出因不同澆置時間差所造成之冷縫之間 的差別。

5-2 實際工程案例探討

台中高鐵隧道工程灌漿施工過程中,在澆置混凝土拆模後,發現 在隧道上部之內襯有部分位置發生色差條紋,因此為了探討是因為冷 縫或是澆置線所造成的色差原因,所以針對此部分進行非破壞性檢 測,以確保結構物之安全性。

在工程實務上,如何判別冷縫或是澆置線將會對工程的進度有相 當大的影響。而最常使用的破壞性檢測方法即為在色差位置進行鑽心 試體,但因鑽心或拉拔試驗都會破壞結構體;因此,如何運用非破壞 性透地雷達或超音波技術進行冷縫定位則越顯重要及其必要性。

在台中高鐵隧道進行檢測時發現;如圖 5-35 所示。隧道混凝土 之內襯,有明顯的不均勻現象,且在混凝土表面上有明顯色差產生;

如圖 5-36 所示。在混凝土不均勻與色差位置進行透地雷達檢測;如 圖 5-37 所示。本案例利用 1GHz 透地雷達進行 22 條測線檢測;如圖 5-38 所示。經過透地雷達施測後,發現在 A 及 B 透地雷達測線所得 之剖面圖;如圖 5-39、圖 5-40 所示。有明顯的不連續區域,但在此 區域兩側都呈現連續的現象,再從混凝土表面去觀察後發現其位置有 色差的現象產生,因此可以確定此處有冷縫造成的界面發生。

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