任何一个土木工程项目的质量安全，都涉及原材料、结构、施工、竣工、运营及养护等多个环节，每一个环节出现质量问题，都会影响到工程的质量安全，甚至引发工程灾害。因此，工程建设的每一步都必须进行质量及安全检测，保证工程的安全施工；竣工后的运营、养护管理严重影响工程的使用寿命，长期的工程监测是确保工程质量及安全的主要手段。   
土木工程检测应用   
    土木工程检测技术的运用非常广泛，从工程的勘察、设计、施工及运营等不同的阶段，需要对工程质量安全的不同参数进行检测。由于各种因素的影响，需要正确评价工程材料、结构、施工的可靠等级，以便进一步采取措施，这就离不开完善的结构检测与评价技术。土木工程的检测是工程质量可靠性鉴定工作中的重要环节，内容一般有原材料、结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸和钢筋位置及直径的检测、结构及构件的开裂和变形情况检测、施工过程中基础环节、工程验收整体结构检测以及后期的运营环节检测等。   
一、原材料及结构检测   
    原材料及结构检测是利用仪器设备对结构物或试验对象，以各种试验技术为手段，在施加各种作用（荷载，机械扰动、模拟地震风力、温度、变形等）的工况下，通过量测和试验对象工作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率等）和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，确保工程材料的安全性能。目前用于土木工程建设的材料很多，但是最主要的还是混凝土及钢材，其他的都是辅助性材料，用来提高混凝土或钢材的强度，以适应不同的工程质量需求。   
（一）混凝土结构检测   
    混凝土，简称为“砼”，是由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，是目前土木工程中应用最广的材料：   
混凝土在土木工程中的应用可以追溯到古老的年代，其所用的胶凝材料主要为黏土、石灰、石膏、火山灰等。自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，由多种材料配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛。60年代以来，混凝土中广泛应用减水剂，出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料逐渐进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；随着土木工程使用要求的提高，多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。  
    由于混凝土是水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。混凝土拌和用水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响，而且集料在起到填充作用的同时，对混凝土的容重、强度变形等性质有重要影响。为改善混凝土的某些性质，常在混凝土中加入外加剂，为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能，节约水泥，在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料——掺合料。  
    因此，混凝土中水、外加剂、集料及掺合料等性质和数量，影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。如果混凝土的一些物理、化学及力学性质达不到土木工程设计要求，就会存在工程质量安全隐患，在使用之前，必须进行检测。  
1. 混凝土强度  
    凝土强度有立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗拉强度。混凝土的抗拉强度低，只有混凝土抗压强度的1110 - 1/20，随着混凝土强度等级的提高，比值有所降低(‘)通常我们所说的混凝土强度主要是指混凝土的抗压强度，其强度等级以混凝土立方体抗压强度标准值划分，采用符号c与立方体抗压强度标准值（单位以N/rrirri2或MPa计）表示。20世纪初水灰比等学说的实验成功，初步奠定了混凝土强度的理论基础。混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。  
    混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，通常指混凝土轴心抗拉强度，是指试件受拉力后断裂时所承受的最大负荷载除以截面积所得的应力值，即试件抗压强度(MPa)=试件破坏荷载(N)/试件承压面积(IIlII12)。从混凝土强度表达式不难看出，混凝土抗压强度与混土用水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配不变时，用增加水，泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩缩和变形。所以说，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥质量和混凝土的水灰比两个主要环节。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强度。现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法、落球法等。射击法可到一定深度，但也不是全部，且属破坏检测，而且有一定的危险性；取芯法，最直观的反应结果，但是破坏最大，且代表性亦有限。回弹法要求混凝土匀质，否则碳化表层对结果影响较大，也就是无法检测内部，是无损检测；超声回弹综合法，可以判别混凝土的匀质性，内部缺陷等，也属于无损检测。  
2. 强度检测方法——回弹法  
    回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土表面进行，所以应属于一种表面硬度法，是基于混凝土表面硬度和强度之间存在相关性而建立的一种检测方法。  
    由于混凝土的抗压强度与其表面硬度之间存在某种相关关系，而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度（通过回弹仪读得回弹值）与混凝土表面硬度成一定的比例关系（图1-1）。因此以回弹值反映混凝土表面硬度，根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。 

当有下列情况之一时，可按回弹法评定混凝土强度，并作为混凝土强度检验的依据之一。 
(1) 当标准养护试件或同条件试件数量不足或未按规定制作试件时。 
(2) 当所制作的标准养护试件或同条件试件与所成型的构件在材料用量、配合比、水灰 
(3) 当标准养护试件或同条件试件的试验结果，不符合现行标准、规范规定的对结构或 
3．使用回弹仪时应遵循的原则 
    国家颁布的回弹法行业标准JGJ/T23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中明确规定测量时应遵循的原则如下： 
(1) 为避免单点测量出现较大的误差，必须将被测结构分成若干个测区且测区数不应<n于10个。每个测区内选择16个测点，测得16个回弹值，将最大的3个和最小的3个剔除，将剩余10个的算数平均值作为该测区的测量结果，从而降低测量误差。 
(2) 测点不应选在气孔、外露的骨料上。据外露的钢筋和预埋件的距离不应小于30mm，从而尽可能避免这些因素对测量结果的影响。 
(3) 同时要测量混凝土表面的碳化深度，根据碳化深度对测量结果进行换算调整。 
(4) 使用回弹仪进行检测时，要将混凝土表面打磨光滑平整，保持回弹仪与被测混凝土表面水平垂直，如果无法水平垂直，要根据入射角度对测量结果进行换算调整。 
(5) )为尽可能获得准确的结果，要根据实际情况正确选择测强曲线对测量结果进行换算。 <n于10个。每个测区内选择16个测点，测得16个回弹值，将最大的3个和最小的3个剔除，将剩余10个的算数平均值作为该测区的测量结果，从而降低测量误差。 (2) 测点不应选在气孔、外露的骨料上。据外露的钢筋和预埋件的距离不应小于30mm，从而尽可能避免这些因素对测量结果的影响。 (3) 同时要测量混凝土表面的碳化深度，根据碳化深度对测量结果进行换算调整。 (4) 使用回弹仪进行检测时，要将混凝土表面打磨光滑平整，保持回弹仪与被测混凝土表面水平垂直，如果无法水平垂直，要根据入射角度对测量结果进行换算调整。 (5) )为尽可能获得准确的结果，要根据实际情况正确选择测强曲线对测量结果进行换算。 
4．回弹仪的局限性
    回弹值实际上反映的是混凝土的表面硬度。混凝土表面硬度与强度有一定的相关性，因此，通过一系列换算，能够用回弹值推导出混凝土的强度。
    从回弹仪的基本工作原理看，通过回弹距离推断混凝土的强度有很大的局限性，因为回弹距离与弹击锤的动能和动能被吸收的方式有关。弹击锤的一部分动能在其运动过程中被机械摩擦吸收，这部分动能与回弹距离无关。另一部分动能在弹击过程中被混凝土吸收，这部分动能与回弹距离直接相关。混凝土吸收的能量与其应力—应变有关，也就是与混凝土的强度和硬度相关。强度和硬度都较低的混凝土所吸收的动能比强度和硬度都较高的混凝土所吸收的动能多，作用于弹击锤使其回弹的动能就少，因此回弹距离短。这样就带来了一个问题，如果混凝土的强度相同而硬度不同，回弹仪的回弹距离就可能不同，因此测定的强度也有可能不同的。同理，如果混凝土的强度不同而硬度相同，回弹距离有可能是相同的，因此测密d<1己鼠睁柏可能是相同的。更有甚者，如果混凝十的强度低而硬度高，，回弹仪测得的强度可能大于那些强度高而硬度低的混凝土。
    由于回弹仪仅仅作用于混凝土表面的一点，因此，弹击点附近混凝土的性能对测量结果影响很大。如果弹击点刚好位于一个硬度较大的骨料之上，测得的回弹值就会较大。同样，如果弹击点刚好打在一个空穴之上，由于该点的硬度较低，因此回弹值就会较小、。如果弹击点刚好打在钢筋之上且混凝土保护层较薄，此点的硬度会较大，测得的回弹值也会较大。同样，如果弹击点刚好打在一个空穴之上，由于该点的硬度较低，因此回弹值就会较小。如果弹击点刚好打在钢筋之上且混凝土保护层较薄，此点的硬度会较大，测得的回弹值也会较大。由此可见，单次测量的误差可能很大。从混凝土的角度看，对回弹值的影响主要来源于1昆凝土的表层，混凝土内曾性能对回从辊璇土的角度看，对回弹值的影响主要来源于混凝主要来源于混凝土的表层，混凝土内部的性能对回弹值影响较小。如果混凝土表面有碳化层，由于碳化层的密实度较高，硬度较大，因此测得的回弹值也就较大；干燥的混凝土表面测得的回弹值会比潮湿表面测得的回弹值，如果表面较粗糙，在弹击时可能会造成表面局部出现微小的开裂或破碎，从而吸收的动能较大，使回弹距离减少，导致测得的强度与实际强度不符；被测混凝土结构的稳定性也会影响测量结果，如果在弹击瞬间结构发生振动，会影响对动能的)吸收，从而影响回弹距离，因此影响测量结果。