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混凝土結構實體檢驗問題的探討
周思清
(陜西建工集團總公司 710003 西安)
國家標準GB50204-2002《混凝土結構工程施工 質量驗收規范》(以下簡稱規范)實施以來,對混凝土結構實體檢驗的性質、檢驗范圍、抽樣方法、強度評定、特定混凝土的養護齡期和鋼筋保護層的檢驗,以及檢驗問題的處置等問題的具體執行存在著不同的理解和看法,以下就此問題的實施進行探討。
1、混凝土結構實體檢驗的范圍
規范規定“對涉及混凝土結構安全的重要部位應 進行結構實體檢驗。”這一規定限制了混凝土結構實體檢驗的范圍。由于規范沒有對結構安全的重要部位 進行界定,實踐中有不同的理解和做法。
常見的做法是對所有混凝土檢驗批每一組標準養護試件都做一組對應的同條件養護試件。這顯然擴大了混凝土檢驗的范圍,對鋼筋保護層的抽樣同樣具 有擴大化的現象。
混凝土結構一般是建筑結構體系中重要的結構部件,影響著結構的安全。混凝土結構實體檢驗的范圍是涉及混凝土結構安全的重要部位,重要部位是指在結構設計中形成結構體系的主要受力部位,一般由構造措施確定的結構部位和由建筑功能需要的混凝土結構部位不應理解為重要部位。對建筑結構而言主要指:基礎、梁、柱、板、懸臂結構、剪力墻等。
規范把混凝土結構實體檢驗的實施和見證的權限交給了施工項目技術負責人和監理工程師,把確定混凝土結構實體檢驗范圍確定責任也賦予了施工項目技術負責人和監理工程師。
針對具體的工程,應由施工單位提出混凝土結構實體檢驗的方案,施工項目技術負責人審核,總監理工程師審批,必要時應征求設計單位的意見。項目施工技術負責人和總監理工程師應對檢驗方案的合理性負責。
對檢驗范圍擴大和縮小,都可能影響檢驗的合理性,甚至會加大漏判和誤判概率。
2、對混凝土結構實體強度驗收的認識
混凝土結構強度驗收既要滿足標準養護試件合格,又要滿足同條件養護試件合格,既要檢驗批檢驗合格,又要結構實體檢驗合格,這是混凝土驗收規范新的規定。
國際上通行用混凝土標準養護試件的強度作為混凝土結構強度驗收的標準,我國的設計和施工驗收標準也是如此。
由于混凝土標準養護試件在試件的尺寸、成型、養護等方面與混凝土實體有相當大的差別,所以這種驗收標準多年來存在較大的爭議。
同條件養護試件是否與混凝土結構實體更接近,更能夠代表混凝土結構的強度特性?應當說,它在養護條件方面與混凝土結構實體是相近的,因此在代表性方面應當比標準養護試件更接近結構實體。
通過對混凝土標準養護試件、同條件養護試件和結構實體中取樣試驗的對比,同條件養護試件強度能夠較好的模擬混凝土結構中強度增長的規律。
因此,采用以標準養護試件檢驗混凝土驗收批強度,以同條件養護試件對混凝土子分部進行強度驗收,是對混凝土結構工程質量的復核性驗收。
以同條件養護試件強度對混凝土進行復核性檢驗,是強化了混凝土工程的驗收手段,避免了采用單一方法驗收出現的失誤,是符合我國建設工程質量驗收實際情況的,作為規范的新要求應當深刻理解,準確執行。
3、混凝土同條件養護試件的抽樣和養護
3.1混凝土同條件養護試件的抽樣
混凝土同條件養護試件是針對每一次具體的混凝土澆筑,是針對具體的混凝土構件或部位而留置的,因此混凝土同條件養護試件必須在事先確定了混凝土澆筑部位后進行取樣。如何確定混凝土部位,如何抽取同條件養護試件,規范附錄D僅做了原則的規定。
實踐中,有不同的做法。做法一:對每一組標準養護試件都做一組同條件養護試件,然后進行混凝土強度評定。做法二:隨機抽取n組同條件養護試件進行強度評定。做法一擴大了混凝土結構實體檢驗的范圍。做法二沒有確定結構部位,不能滿足“結構安全的重要部位”的規定。
按照新規范對混凝土結構實體檢驗要求的原則和附錄D的規定,混凝土結構實體檢驗部位的確定和同條件養護試件的抽樣應參照下列原則:
a)根據工程結構的特點確定“涉及結構安全使用的部位”。
b)根據結構構件的數量確定抽取的構件(部位)數量,數量的確定原則應是GB50300—2001第3.0.5條中對主控項目的風險系數(錯判、漏判概率為5%),建議抽取2~10%的結構構件。對各混凝土強度等級的構件都要抽取,抽取的部位應由項目技術負責人和監理工程師在圖紙中事先劃定,必要時應征求設計單位意見。
c)在施工過程中,對劃定的結構構件或部位按照 GB50204—2002第7.4.1條規定抽取同條件養護試件。對同一強度等級的混凝土同條件養護試件留置的最少數量,規范要求不宜少于l0組,不應少于3組。這個規定是要求在混凝土強度評定時盡量采用統計方法,至少應能按非統計方法進行評價。同條件養護試件的抽取部位應做詳細的記錄,以便于追溯。
3.2同條件養護試件的養護
同條件養護試件的關鍵是養護,養護要求與結構的養護條件相同,結構構件或部位的不同位置,養護條件并不相同,有些向陽溫度高,有些背陰溫度低,有些迎風易失水,有些溫度濕度條件好,對試件養護條件的掌握有可能影響試驗結果。
規范規定,試件應“放置在靠近相應結構構件或結構部位的適當位置,并采取相同的養護方法。”“靠近”相應的結構構件,保證了養護的大環境的正確,“適當的位置”保證了養護位置具有代表性,“相同的養護方法”保證了養護方法的一致性。因此同條件養護試件一般應放置在結構構件的溫度適宜、便于養護、背風的部位,施工中應采取標識和保護措施防止試件的損壞。
4、同條件養護試件的養護齡期
規范附錄D.0.2條規定了“同條件養護試件應在達到等效養護齡期時進行試驗。”規范規定的等效養護齡期是以日平均氣溫累計達到6000C.d時所對應的齡期計算的。其中0℃以下不計人。同時又規定“等效養護齡期不應小于l4d,也不宜大于60d。”
這一條規定主要是使同條件養護試件的養護溫度基本達到標準養護的溫度,使得試驗的結果有相應的對應關系。
當前混凝土施工技術發展很快,除早強、快硬混凝土外,一種低發熱、小收縮的混凝土也在大量使用,這種混凝土的特點是發熱量低,收縮小,早期強度低,28d后混凝土強度還在增長,常用于大體積和超長結構的混凝土中。對這種特殊配合比的混凝土等效養護齡期應通過積累的數據來分析確定,建議采取較長的養護齡期,可取60d為等效養護齡期。
對冬期施工、人工熱養護的結構構件的等效養護齡期,可按照等效養護齡期確定的原則有項目施工技術負責人和監理共同確定。
5、結構實體檢驗的混凝土強度評定
按照混凝土結構實體檢驗方案和實際抽樣的同條件養護試件試驗的結果,就可以進行混凝土結構實體的強度評定。評定是按照GBJl07-87標準進行的,考慮到兩種養護方法的差異,規范提出了折算系數,即將同條件養護試件試驗結果乘以1.1的系數作為同條件養護試件的代表值進行評定。
《混凝土強度檢驗評定標準))GBJl07—87對混凝土驗收批及強度檢驗評定是有條件的,GBJl07—87中規定:“一個驗收批的混凝土應由強度等級相同、齡期相同、生產工藝的配合比基本相同的混凝土組成。”因此在結構實體檢驗時,應考慮混凝土的生產工藝和配合比的組成,不能將不同工藝、不同配合比的試件數據混在一起進行評定,否則就有可能影響評價的合理性。
6、鋼筋保護層的檢驗
對混凝土結構實體檢驗中鋼筋保護層的檢驗,規范附錄E規定比較詳細,也不容易產生異議。
與混凝土同條件養護試件抽樣相同,也應由項目技術負責人和監理首先選定“涉及結構安全的重要結構構件”,與混凝土強度試件不同之處,當結構構件的類型確定后,抽取鋼筋保護層的構件應隨機選取。抽取的數量,對梁板類構件規范規定不少于2%,且不少于3個試件,其中對懸臂構件給予了特別的重視,在選取的構件中懸臂梁、懸臂板的數量不少于50%。
對梁類構件鋼筋保護層測定的位置和根數,規范也做了要求。對每一個構件而言,全部縱向受力鋼筋都要檢測,檢測的部位應是有代表性的部位,所謂的代表性部位應是指結構件受力較大的部位,如:簡支梁的跨中,懸臂梁的根部等。
鋼筋保護層的檢測分破損和非破損檢驗方式,應優先選用非破損檢驗方式,必要時選用局部破損檢驗方式,應盡量減少檢驗對結構的損壞影響。非破損檢驗的儀器應通過計量檢定,以保證檢驗數據的準確性。
鋼筋保護層厚度根據施工水平不同,離散的程度是不同的,有時還是較大的。規范規定當合格點為90%及以上時為合格,當合格點在80%~90%之間時可進行二次檢測,對兩次檢測的數據綜合評定達到90%及以上也評定為合格。兩次檢驗的方法,避免了由于檢測造成的誤判。
7、混凝土結構實體檢驗結果的處置
混凝土結構實體檢驗是在混凝土檢驗批驗收基礎之上進行的,混凝土檢驗批驗收合格,表明混凝土施工的工藝過程是得到控制的,在正常情況下,混凝土結構實體檢驗應當能夠順利的通過檢驗。
混凝土結構實體檢驗不通過,表明施工過程的控制出現了問題,需要重新核定和確認混凝土檢驗批質量驗收的結果。
規范規定:“當未能取得同條件養護試件強度、同條件養護試件強度被判為不合格或鋼筋保護層厚度不滿足要求時,應委托具有相應資質等級的檢測機構按國家有關標準的規定進行檢測。
這一條規定,說明了混凝土結構不經過實體檢驗或驗收不符合是不能進行子分部工程質量驗收的,當沒有取得同條件養護試件時應進行結構實體原位檢測,當結構實體檢驗確認不符合時,就進入了 GB50300第5.0.6條規定的程序。檢測應由具有相應檢測資質的機構進行,以確認不符合結果的有效性、不符合的原因、不符合的范圍,不符合對結構安全使用的影響程度等,根據檢測的結果,研究和確定下一步的處置方法。
8、結語
通過對混凝土結構實體檢驗實施問題的分析探討,認識到規范對混凝土子分部強化了驗收手段,明確了混凝土結構實體檢驗的性質是復核性驗收,混凝土實體檢驗的范圍應嚴格按照規范的要求確定,對檢驗范圍的擴大和縮小都可能影響錯判或漏判概率,混凝土同條件養護試件的構件或部位應事先確定,鋼筋保護層的位置應隨機抽取,抽樣應符合GB50300—2001第3.0.5條和GB50204-2002附錄D和7.4.1條要求,應按照混凝土配合比和實際養護的條件確定等效養護齡期,在混凝土強度評定時應對檢驗批的劃分的合理性進行確認,混凝土結構實體檢驗出現不符合后應如何處置等問題。
參考文獻:
【1】國家標準《建筑工程施工質量驗收統一標準》 GB50300一2001
【2】國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002
(本文來源:陜西省土木建筑學會 文徑網絡:文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
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