混凝土結構強度檢測中若干問題的探討

郭延平

由于結構混凝土無損檢測技術能較好地反映結構中混凝土的強度、均勻性、連續性等各項質量指標,對保證新建工程質量,以及對已建工程的安全性評價等方面具有無可替代的作用,因而廣泛的應用于工程質量管理與控制之中,越來越受到人們的重視。但在實踐中,由于技術人員對標準的理解不同、各種規范的銜接協調不好等原因,造成在工程結構檢測中出現各種影響檢測結果的不當做法,埋下了質量隱患。筆者試就此作簡單探討。

1 結構檢測的適用范圍與內容

1.1 強度檢測

GBJ 107-87混凝土強度檢驗評定標準規定：當對混凝土試件代表性有懷疑時,可用從結構中鉆取試樣的方法或用非破損檢驗方法,按有關標準對結構或構件中混凝土的強度進行推定。

實際工程中,一般在下列條件下需進行檢測：1)施工控制不嚴,或施工中意外事故發生可能影響混凝土質量及重大質量事故。2)預留同條件試塊及標樣試塊取樣、制作、養護、試驗不符合相關標準要求。3)預留同條件試塊及標樣試塊數量不足。4)試塊與結構混凝土質量不一致,對試塊代表性產生懷疑。5)作為施工過程中質量控制與監視的手段。6)對已建成結構需進行維修及改擴建時。7)混凝土強度綜合評定不合格。8)外界條件如火災、凍害等對混凝土造成局部損傷。

實踐中常見綜合評定不合格或試塊可疑而進行檢測。強度檢測首先考慮回彈法、超聲回彈綜合法。檢測條件、齡期與標準曲線有出入時,用鉆芯法驗證或修正。GB 50202-2002建筑地基基礎施工質量驗收規范規定：當混凝土強度不合格時,應由有資質檢測單位采取鉆芯取樣法檢測,合格后可作為驗收的依據。

1.2 缺陷及其他性能檢測

除強度檢測外,混凝土結構檢測還包括以下方面易被人們所忽視：缺陷存在會使結構、構件整體承載力下降,必須探明缺陷大小、部位、性質。包括局部疏松、蜂窩、孔洞、灌漿粘合不牢、施工縫結合不良;溫度變形、干燥收縮及施工過載形成早期裂縫,須檢測其開展深度及走向;由表及里的層狀損傷,須檢測其受損層厚度與范圍;受力裂縫,檢測其開展深度。其他性能檢測指與結構物使用功能有關的各種性能,如耐久性、鋼筋銹蝕、抗滲性、受凍層深度、脆性等等。

2 結構檢測應以檢驗(測)批為單位組織實施

施工質量驗收中,混凝土強度合格與否是對檢驗批而言的。按驗收批進行檢測,有利于單位工程質量驗收的統一與銜接。當混凝土強度不合格需檢測時,檢驗批隨即變成檢測批。在各專門檢測技術規程中,檢測批指生產工藝條件相同、設計強度等級相同,原材料、配比、成型工藝、養護條件等基本一致且齡期相近的同類構件或結構。齡期相近指齡期相差小于平均測試齡期的15%。檢測時可把一個檢驗批劃分為一個或幾個檢測批。

當監督檢測及隨機的質量檢查中發現個別構件強度偏低時,說明其所在的檢驗批生產工藝、原材料等條件可能偏離了正常施工要求,因此應該對該檢驗批混凝土按批進行檢測、評定及確認。若只對所發現的偏低構件進行檢測,則可能會遺漏該批混凝土中其他質量較差的構件,從而造成質量隱患。所以不論何種情況,均需以檢驗批進行檢測,可有效保證質量。

3 檢測結果的驗收不滿足結構安全及使用功能驗收批的處理

實踐中大都是由于混凝土綜合評定不合格或對試塊代表性懷疑時才進行檢測,此時檢測對象都是檢驗批。經有資質檢測單位檢測鑒定符合設計要求的檢驗批,可予以驗收。經有資質單位檢測不符合設計要求,但經原設計單位核算后確認滿足結構安全與使用功能的驗收批,可予以驗收。

經有資質單位檢測不符合設計要求且經原設計單位核算后確認仍不滿足結構安全與使用功能的驗收批,應對該批所包含的混凝土構件全數加固,不能只對個別強度偏低的構件進行加固。對個別構件加固或返工后再把它放回原檢驗批里重新綜合評定也不合適。混凝土強度概念建立在檢驗批基礎上,同一檢驗批應該有相同生產工藝,當工藝改變后是不能作為一個檢驗批綜合評定的。對個別構件加固或返工后,把它們和原檢驗批里其他構件分開各自重新綜合評定也不妥,違反了統計方法中的隨機原則。

經有資質單位檢測不符合設計要求,且經原設計單位核算后確認仍不滿足結構安全與使用功能的驗收批,也可對該批所含構件全數檢測,按單個構件進行評定,只對不合格構件進行加固。

加固后的驗收批,經設計單位確認滿足結構安全使用功能,可根據技術處理方案及協商文件進行驗收。

4 檢測結果的評定應根據具體情況慎重對待

混凝土強度等級按立方體試塊抗壓強度標準值確定。立方體試塊抗壓強度標準值指按標準方法制作和養護的邊長為150 mm的立方體試塊,在28 d齡期用標準試驗方法測得抗壓強度總體分布中的一個值,強度低于該值的百分率不超過5%。試塊抗壓強度試驗在全世界已沿用80多年,成為鋼筋混凝土結構施工設計及驗收的基本依據。我國混凝土規范體系是建立在150 mm×150 mm×150 mm立方體試塊基礎上的。立方體試塊抗壓強度標準值不僅僅反映了強度這一特性,同時也體現平均材料、成分及其他性質,是設計取值的基礎。檢測結果能反映立方體試塊抗壓強度標準值是最好的。然而,現行各檢測技術規程所給出的強度推定值為結構或構件本身的混凝土強度且具有95%保證率。概念上是結構本身強度,數值上由邊長150 mm立方體試塊根據相關關系換算而來,換算中伴隨著一定誤差。該強度推定值與標準養護試件強度概念上有區別,數值上有差異。

混凝土設計強度等級即標準養護試件強度。由于標準試塊與結構中混凝土強度概念及數值上的不同,所以不能根據檢測結果給出結構構件設計強度等級合格與否的結論。可根據地區經驗綜合考慮,給出是否符合設計要求的結論。

檢測結果是否達到設計強度等級,需要根據結構的齡期及養護條件加以確定。一般情況下,當檢測結果從數值上大于混凝土設計強度等級時,即是達到設計強度等級。而對于大體積混凝土當檢測結果數值上遠大于設計強度等級時,也存在實際上不達設計強度等級的風險。而當檢測結果小于設計強度等級時,也可能是達到設計強度等級的。

5 充分發揮監督檢測作用

監督檢測是建設行政主管部門對工程實體監督的重要手段。隨著檢測機構社會化的發展,檢測機構與施工單位主要成為合同關系,檢測機構對工程質量的約束監督作用有所減弱,個別不法機構甚至出具虛假報告。

GB 50204-2002混凝土工程施工質量驗收規范規定：也可采用合同約定,利用回彈法、超聲回彈綜合法、拔出法、取芯法進行結構實體檢驗。當同條件養護試塊數量不足或評定不合格時,應采用回彈等方法進行檢測。從歷史沿革看,同條件試塊是避免資料合格而實體不合格的一種手段。因此,從技術角度而言,監督檢測其實是一種結構實體檢驗。所以,監督檢測的時間應以混凝土達到600℃?d的齡期為宜,應按批檢測評定。評定時應考慮將檢測值乘以修正系數1.1后按相關檢測規范進行結果判定。

當由于經濟條件限制無法按批監督檢測,則因為檢驗數量少而使漏判概率增大,此時,結果判定采用的修正系數應適當減小。

監督檢測作為驗收必備程序需要進一步規范化,監督機構應嚴格遵照相關專門檢測規程及《混凝土結構工程施工質量驗收規范》關于結構實體檢驗內容進行,尤其對于檢測時間及檢測批劃分需科學地確定。對于結果判定應嚴格執行規范,杜絕無依據地從寬判定合格而造成質量隱患的發生。

當檢測是為了其他目的,其檢測值不應乘以修正系數1.1,結果判定應按合同約定及設計要求進行。

6 結語

只有概念明確,全面理解,深刻把握規范標準,才能靈活運用各種無損檢測手段,得到正確的結論與判斷。工程檢測中一定要嚴格執行各種技術規程與標準,提供可靠度符合要求的檢測結果。

[1] GBJ 107-87,混凝土強度檢驗評定標準[S].

[2] GB/T 50344-2004,建筑結構檢測技術標準[S].

[3] GB 50204-2002,混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[4] GB 50202-2002,建筑地基基礎施工質量驗收規范[S].