混凝土结构强度检测中若干问题的探讨

郭延平

由于结构混凝土无损检测技术能较好地反映结构中混凝土的强度、均匀性、连续性等各项质量指标,对保证新建工程质量,以及对已建工程的安全性评价等方面具有无可替代的作用,因而广泛的应用于工程质量管理与控制之中,越来越受到人们的重视。但在实践中,由于技术人员对标准的理解不同、各种规范的衔接协调不好等原因,造成在工程结构检测中出现各种影响检测结果的不当做法,埋下了质量隐患。笔者试就此作简单探讨。

1 结构检测的适用范围与内容

1.1 强度检测

GBJ 107-87混凝土强度检验评定标准规定：当对混凝土试件代表性有怀疑时,可用从结构中钻取试样的方法或用非破损检验方法,按有关标准对结构或构件中混凝土的强度进行推定。

实际工程中,一般在下列条件下需进行检测：1)施工控制不严,或施工中意外事故发生可能影响混凝土质量及重大质量事故。2)预留同条件试块及标样试块取样、制作、养护、试验不符合相关标准要求。3)预留同条件试块及标样试块数量不足。4)试块与结构混凝土质量不一致,对试块代表性产生怀疑。5)作为施工过程中质量控制与监视的手段。6)对已建成结构需进行维修及改扩建时。7)混凝土强度综合评定不合格。8)外界条件如火灾、冻害等对混凝土造成局部损伤。

实践中常见综合评定不合格或试块可疑而进行检测。强度检测首先考虑回弹法、超声回弹综合法。检测条件、龄期与标准曲线有出入时,用钻芯法验证或修正。GB 50202-2002建筑地基基础施工质量验收规范规定：当混凝土强度不合格时,应由有资质检测单位采取钻芯取样法检测,合格后可作为验收的依据。

1.2 缺陷及其他性能检测

除强度检测外,混凝土结构检测还包括以下方面易被人们所忽视：缺陷存在会使结构、构件整体承载力下降,必须探明缺陷大小、部位、性质。包括局部疏松、蜂窝、孔洞、灌浆粘合不牢、施工缝结合不良;温度变形、干燥收缩及施工过载形成早期裂缝,须检测其开展深度及走向;由表及里的层状损伤,须检测其受损层厚度与范围;受力裂缝,检测其开展深度。其他性能检测指与结构物使用功能有关的各种性能,如耐久性、钢筋锈蚀、抗渗性、受冻层深度、脆性等等。

2 结构检测应以检验(测)批为单位组织实施

施工质量验收中,混凝土强度合格与否是对检验批而言的。按验收批进行检测,有利于单位工程质量验收的统一与衔接。当混凝土强度不合格需检测时,检验批随即变成检测批。在各专门检测技术规程中,检测批指生产工艺条件相同、设计强度等级相同,原材料、配比、成型工艺、养护条件等基本一致且龄期相近的同类构件或结构。龄期相近指龄期相差小于平均测试龄期的15%。检测时可把一个检验批划分为一个或几个检测批。

当监督检测及随机的质量检查中发现个别构件强度偏低时,说明其所在的检验批生产工艺、原材料等条件可能偏离了正常施工要求,因此应该对该检验批混凝土按批进行检测、评定及确认。若只对所发现的偏低构件进行检测,则可能会遗漏该批混凝土中其他质量较差的构件,从而造成质量隐患。所以不论何种情况,均需以检验批进行检测,可有效保证质量。

3 检测结果的验收不满足结构安全及使用功能验收批的处理

实践中大都是由于混凝土综合评定不合格或对试块代表性怀疑时才进行检测,此时检测对象都是检验批。经有资质检测单位检测鉴定符合设计要求的检验批,可予以验收。经有资质单位检测不符合设计要求,但经原设计单位核算后确认满足结构安全与使用功能的验收批,可予以验收。

经有资质单位检测不符合设计要求且经原设计单位核算后确认仍不满足结构安全与使用功能的验收批,应对该批所包含的混凝土构件全数加固,不能只对个别强度偏低的构件进行加固。对个别构件加固或返工后再把它放回原检验批里重新综合评定也不合适。混凝土强度概念建立在检验批基础上,同一检验批应该有相同生产工艺,当工艺改变后是不能作为一个检验批综合评定的。对个别构件加固或返工后,把它们和原检验批里其他构件分开各自重新综合评定也不妥,违反了统计方法中的随机原则。

经有资质单位检测不符合设计要求,且经原设计单位核算后确认仍不满足结构安全与使用功能的验收批,也可对该批所含构件全数检测,按单个构件进行评定,只对不合格构件进行加固。

加固后的验收批,经设计单位确认满足结构安全使用功能,可根据技术处理方案及协商文件进行验收。

4 检测结果的评定应根据具体情况慎重对待

混凝土强度等级按立方体试块抗压强度标准值确定。立方体试块抗压强度标准值指按标准方法制作和养护的边长为150 mm的立方体试块,在28 d龄期用标准试验方法测得抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5%。试块抗压强度试验在全世界已沿用80多年,成为钢筋混凝土结构施工设计及验收的基本依据。我国混凝土规范体系是建立在150 mm×150 mm×150 mm立方体试块基础上的。立方体试块抗压强度标准值不仅仅反映了强度这一特性,同时也体现平均材料、成分及其他性质,是设计取值的基础。检测结果能反映立方体试块抗压强度标准值是最好的。然而,现行各检测技术规程所给出的强度推定值为结构或构件本身的混凝土强度且具有95%保证率。概念上是结构本身强度,数值上由边长150 mm立方体试块根据相关关系换算而来,换算中伴随着一定误差。该强度推定值与标准养护试件强度概念上有区别,数值上有差异。

混凝土设计强度等级即标准养护试件强度。由于标准试块与结构中混凝土强度概念及数值上的不同,所以不能根据检测结果给出结构构件设计强度等级合格与否的结论。可根据地区经验综合考虑,给出是否符合设计要求的结论。

检测结果是否达到设计强度等级,需要根据结构的龄期及养护条件加以确定。一般情况下,当检测结果从数值上大于混凝土设计强度等级时,即是达到设计强度等级。而对于大体积混凝土当检测结果数值上远大于设计强度等级时,也存在实际上不达设计强度等级的风险。而当检测结果小于设计强度等级时,也可能是达到设计强度等级的。

5 充分发挥监督检测作用

监督检测是建设行政主管部门对工程实体监督的重要手段。随着检测机构社会化的发展,检测机构与施工单位主要成为合同关系,检测机构对工程质量的约束监督作用有所减弱,个别不法机构甚至出具虚假报告。

GB 50204-2002混凝土工程施工质量验收规范规定：也可采用合同约定,利用回弹法、超声回弹综合法、拔出法、取芯法进行结构实体检验。当同条件养护试块数量不足或评定不合格时,应采用回弹等方法进行检测。从历史沿革看,同条件试块是避免资料合格而实体不合格的一种手段。因此,从技术角度而言,监督检测其实是一种结构实体检验。所以,监督检测的时间应以混凝土达到600℃◦d的龄期为宜,应按批检测评定。评定时应考虑将检测值乘以修正系数1.1后按相关检测规范进行结果判定。

当由于经济条件限制无法按批监督检测,则因为检验数量少而使漏判概率增大,此时,结果判定采用的修正系数应适当减小。

监督检测作为验收必备程序需要进一步规范化,监督机构应严格遵照相关专门检测规程及《混凝土结构工程施工质量验收规范》关于结构实体检验内容进行,尤其对于检测时间及检测批划分需科学地确定。对于结果判定应严格执行规范,杜绝无依据地从宽判定合格而造成质量隐患的发生。

当检测是为了其他目的,其检测值不应乘以修正系数1.1,结果判定应按合同约定及设计要求进行。

6 结语

只有概念明确,全面理解,深刻把握规范标准,才能灵活运用各种无损检测手段,得到正确的结论与判断。工程检测中一定要严格执行各种技术规程与标准,提供可靠度符合要求的检测结果。

[1] GBJ 107-87,混凝土强度检验评定标准[S].

[2] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].

[3] GB 50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4] GB 50202-2002,建筑地基基础施工质量验收规范[S].