回彈—鉆芯綜合法在既有建筑結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測中的研究

盧婧 蔣海 鄭州市建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司

一、回彈—鉆芯綜合法的工作原理

相比回彈法或鉆芯法，回彈—鉆芯綜合法的特點(diǎn)如下：

1.通過其中的回彈法，可以充分反映混凝土的表層情況，且對構(gòu)件的檢測范圍廣泛、連續(xù)，隨后利用鉆芯法可以將構(gòu)件混凝土的內(nèi)部狀態(tài)、強(qiáng)度準(zhǔn)確反映出來，最后將回彈法與鉆芯法的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，兩者相互印證，不僅能夠提高檢測的全面性，還能保住檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.能夠結(jié)合兩種不同的檢測方法，揚(yáng)長補(bǔ)短，很大程度上彌補(bǔ)了單一檢測法的不足，能夠更全面、更準(zhǔn)確地將混凝土的內(nèi)外情況反映出來，且檢測結(jié)果的可信度極高。

二、工程概況

某建筑工程共27 層，屬于高層建筑，主體結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻，結(jié)構(gòu)構(gòu)件澆筑采用的混凝土根據(jù)設(shè)計(jì)，某些樓層之間的混凝土等級有所差別，混凝土輸送方式采用的是泵送，該建筑物地上為26 層，地下1 層，主體結(jié)構(gòu)高度96m，周圍有裙房，高4 層，建筑物總建筑面積為6.4 萬m2，設(shè)計(jì)使用年限為50 年。

為了研究回彈—鉆芯綜合法在混凝土強(qiáng)度推定的準(zhǔn)確度及影響因素，本文在全面掌握該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度情況的基礎(chǔ)下，根據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)定，對該建筑地面以上26 層、地面以下1 層，總共27 層的混凝土構(gòu)件（包括柱、墻、梁、板）抽樣檢測，通過抽樣檢測的結(jié)果與已知混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行比較，最終提出影響回彈—鉆芯綜合法準(zhǔn)確度的因素，并提出一些建議來完善回彈—鉆芯綜合法。

三、回彈—鉆芯綜合法檢測要點(diǎn)

（一）回彈法檢測

根據(jù)規(guī)定，對待檢構(gòu)件抽樣時應(yīng)滿足對同一混凝土強(qiáng)度等級的柱、墻、梁、板抽取構(gòu)件最小數(shù)應(yīng)符合規(guī)定，并應(yīng)均勻分布；對抽取構(gòu)件的外觀及尺寸要求應(yīng)滿足梁的高度不宜少于300mm；柱的邊長不宜少于300mm；對板的回彈檢測時，回彈面應(yīng)在板底，及應(yīng)在班底進(jìn)行回彈。

根據(jù)規(guī)范要求，在被抽中的梁、板待檢構(gòu)件中，測區(qū)應(yīng)在混凝土澆筑的側(cè)面，每個構(gòu)件選取對稱兩個側(cè)面，每個側(cè)面選取5 個測區(qū)，每個測區(qū)面積為0.2mx0.2m，每個測區(qū)布置16 個測點(diǎn)進(jìn)行回彈檢測，所以相當(dāng)于對每個被抽中的混凝土梁、板進(jìn)行了160次回彈，對抽中的混凝土板構(gòu)件在板底進(jìn)行回彈，混凝土墻選擇一個側(cè)面進(jìn)行回彈，每個構(gòu)件選取5 個測區(qū)，每個測區(qū)面積為0.2mx0.2m，每個測區(qū)布置16 個測點(diǎn)進(jìn)行回彈檢測，故每個板構(gòu)件回彈80 次，通過這樣大量的回彈數(shù)據(jù)樣本，使得檢測結(jié)果更加可靠，且使人信服。

為了研究用回彈值來推定混凝土強(qiáng)度的方法及其二者之間所存在的聯(lián)系，我們根據(jù)該建筑結(jié)構(gòu)施工圖，按同一混凝土強(qiáng)度等級的柱、墻分為5 批，梁、板分為3 批，共八個批次進(jìn)行抽樣并進(jìn)行回彈。

通過相關(guān)規(guī)范對現(xiàn)場所有構(gòu)件抽樣檢測，統(tǒng)計(jì)得到現(xiàn)場共抽檢了501 個構(gòu)件，根據(jù)每個構(gòu)件回彈測區(qū)的布置和每個測區(qū)的回彈次數(shù)，一共得到了40000 多個回彈值，把測得的這些回彈值數(shù)據(jù)根據(jù)前面按混凝土構(gòu)件的不同和強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級不同分批次歸類，把每一批次中得到的平均回彈值按大小分區(qū)間，統(tǒng)計(jì)出在每個區(qū)間內(nèi)回彈值個數(shù)，從而得到該項(xiàng)目中所有構(gòu)件的平均回彈值的分布直方圖，通過這些構(gòu)件平均回彈值分布直方圖發(fā)現(xiàn)其規(guī)律。根據(jù)這些回彈結(jié)果，我們按混凝土澆筑的不同構(gòu)件以及不同強(qiáng)度等級，按批次找出每一批次中所有平均回彈值中的最大值和最小值，并對不同標(biāo)準(zhǔn)回彈值和實(shí)測值進(jìn)行對比分析。

（二）鉆芯法檢測

本文的主要研究內(nèi)容就是檢驗(yàn)回彈一鉆芯檢測法推定混凝土強(qiáng)度的準(zhǔn)確度以及提出一些完善回彈一鉆芯檢測法的建議。為了使得檢測及分析結(jié)果的可靠性，我們選取了整個項(xiàng)目中所有構(gòu)件按規(guī)范抽樣進(jìn)行了現(xiàn)場回彈，在回彈的基礎(chǔ)上，決定按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行抽樣取芯，并進(jìn)行芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（1）芯樣抽取

在前期對所有抽檢構(gòu)件回彈值數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對同一批次相同強(qiáng)度等級的混凝土，選擇平均混凝土強(qiáng)度最低的構(gòu)件。然后將每個構(gòu)件5 個測區(qū)中的最小測區(qū)平均回彈值進(jìn)行排序，選擇里面平均回彈值最小的3 個測區(qū)，每個測區(qū)各鉆取1個芯樣，即每個批次共鉆取三個芯樣，現(xiàn)場共鉆取了芯樣的構(gòu)件共計(jì)24 個。

（2）芯樣加工處理及試驗(yàn)

現(xiàn)場芯樣鉆取是采用了帶水冷卻裝置的薄壁空心鉆鉆取，其直徑為70mm，根據(jù)國家規(guī)范，其尺寸不小于混凝土骨料最大粒徑的3 倍，符合相關(guān)規(guī)定。芯樣試件的高度與直徑之比實(shí)測值小于0.95，也不大于1.05，芯樣加工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。芯樣加工過程包括對現(xiàn)場鉆取芯樣進(jìn)行編號；然后按照規(guī)范要求的高度對芯樣進(jìn)行切割；對切割好的芯樣進(jìn)行打磨；最后得到可以達(dá)到抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)對芯樣的精度要求的芯樣。

（3）芯樣抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

對加工符合國家標(biāo)準(zhǔn)的24 個芯樣在標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，對所有芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對現(xiàn)場所有構(gòu)件抽樣檢查后，通過對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，在相同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級條件下，基本可以認(rèn)定混凝土的最大平均回彈值與最小平均回彈值的大小與構(gòu)件類型無關(guān)。同樣的，在相同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級條件下，根據(jù)最小值與平均值的比值基本都在80%以上，所以基本可以認(rèn)為在使用回彈法時，同一批次的平均回彈最小值達(dá)到平均值的80%以上，就可以認(rèn)定該回彈數(shù)值是準(zhǔn)確有效的。

根據(jù)研究表明，隨著混凝土強(qiáng)度等級提高，通過回彈得到的平均回彈值最小值逐漸接近合格所需回彈值，可以驗(yàn)證對于強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級不低于C40 的混凝土，基本可以認(rèn)定其回彈值能夠真實(shí)反映混凝土的強(qiáng)度。

經(jīng)分析可知，對于強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級不低于C40 的混凝土，根據(jù)其回彈值推定的混凝土強(qiáng)度值與其鉆芯取樣抗壓強(qiáng)度值基本相等，可以認(rèn)為回彈值能夠基本反映混凝土的真實(shí)情況，而對于低于C40 的混凝土，其回彈值推定的混凝土強(qiáng)度值基本低于其鉆芯取樣抗壓強(qiáng)度值的10%到20%，回彈值推定結(jié)果偏低，所以一般應(yīng)以其鉆芯取樣抗壓強(qiáng)度值為準(zhǔn)。

四、結(jié)語

綜上所述，回彈—鉆芯綜合法把回彈法與鉆芯法的結(jié)合使用，即通過回彈法反映混凝土的表層狀態(tài)，又通過鉆芯法反映混凝土的內(nèi)在真實(shí)情況，這樣一種由表及里的綜合檢測方法，能在較為確切地反映混凝土的真實(shí)強(qiáng)度的同時，也盡可能減少了對結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷，從而實(shí)現(xiàn)了兩種檢測方法的優(yōu)勢互補(bǔ)。