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摘要：GB 50203提出了砌體工程現(xiàn)場檢測的要求，GB 50315和JGJ提出了11種包括砌體抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和砂漿強(qiáng)度的現(xiàn)場檢測方法，就此本文提出了應(yīng)用的意見：應(yīng)直接測定砌體強(qiáng)度，不應(yīng)用砂漿強(qiáng)度推定砌體強(qiáng)度，提出了測定砌體抗剪強(qiáng)度的改良方案。...

砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)的應(yīng)用

孫福田，  郭亞兵2  雷  波3

(1．西安市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心；

2．廣廈建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司西安分公司；

3．陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院710082  西安)

    我國現(xiàn)行《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范}GB／T50203-2002規(guī)定，當(dāng)對砌體的砂漿強(qiáng)度有懷疑時“可采用現(xiàn)場檢驗(yàn)方法對砂漿和砌體強(qiáng)度進(jìn)行原位檢測或取樣檢測”。目前，可供選擇的“現(xiàn)場”“原位檢測”方法有我國現(xiàn)行《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)}GB／ T50315—2000與《貫入法檢測建筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ／Tl36-2001，共推薦了用于測定灰縫砂漿強(qiáng)度、砌體抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的11種方法，我們可以“根據(jù)檢測目的、設(shè)備及環(huán)境條件”選用。

    盡管如此，在制定檢測方案和選擇檢測方法方面，仍常出現(xiàn)一些問題，例如：設(shè)計(jì)規(guī)范肯定了材料強(qiáng)度一砌體抗壓強(qiáng)度一砌體抗剪強(qiáng)度的相關(guān)函數(shù)關(guān)系，質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范漿砂漿強(qiáng)度定作強(qiáng)制性驗(yàn)收條文，那么現(xiàn)場檢驗(yàn)?zāi)芊裰粶y定的材料強(qiáng)度?在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限定條件的范圍內(nèi)，測定同一技術(shù)指標(biāo)的不同方法應(yīng)如何選用?等等，這方面的問題若處理不當(dāng)，將影響到檢測結(jié)淪的正確性。為此，我們認(rèn)為有必要就此類問題進(jìn)行探討。

1、關(guān)于用材料強(qiáng)度推定砌體強(qiáng)度

    我國的《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003中，砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是采用砌體的材料強(qiáng)度(等級)一砌體抗壓強(qiáng)度一砌體抗剪強(qiáng)度之間的相關(guān)性數(shù)學(xué)模式來推定的。但由此若認(rèn)為，現(xiàn)場檢測技術(shù)測得的材料強(qiáng)度可以推定砌體強(qiáng)度，則是不可靠的，其風(fēng)險性很大!

    《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范))GB50003采用的材料強(qiáng)度一砌體抗壓強(qiáng)度一砌體抗剪強(qiáng)度的相關(guān)性數(shù)學(xué)模式，是我國的科研人員在嚴(yán)格的工藝條件下制作的砌體試樣上，采集了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得到的結(jié)果。這種經(jīng)驗(yàn)性數(shù)學(xué)模式在采用標(biāo)準(zhǔn)工藝制作的砌體上是適用的，即砌體的砌筑工藝必須完全符合《砌體基本力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GBJl29—90所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)砌筑工藝，否則便不能成立并且可能出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，而GBJl29—90所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工藝的重復(fù)性和再現(xiàn)性即使是在室內(nèi)試驗(yàn)中也是很難控制的。各省室內(nèi)試驗(yàn)的資料表明，抗壓強(qiáng)度的實(shí)測變異系數(shù)在13％-24％之間，抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)的還要大些。各省的室內(nèi)試驗(yàn)如此，全國的現(xiàn)場將怎樣?該相關(guān)數(shù)學(xué)模式的統(tǒng)計(jì)意義在實(shí)際工程上很難存在!

    室內(nèi)的研究成果也已證明，砌筑工人的技能水平、磚的含水率、鋪漿和砌磚的時間間隔、灰縫的飽滿度、砌磚的手法等，每一因素度可能是砌體強(qiáng)度產(chǎn)生30％～50％的影響。這些都說明，在實(shí)際工程上采用材料強(qiáng)度推定砌體強(qiáng)度特別是推定砌體的抗剪強(qiáng)度實(shí)非常不可靠的。實(shí)際工程砌體的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)當(dāng)直接測定。

2、施工驗(yàn)收中的砂漿強(qiáng)度與砌體強(qiáng)度

    在正常的工程驗(yàn)收中，規(guī)范規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)施工工藝下只需要砌體材料的檢驗(yàn)報告作為驗(yàn)收依據(jù)。但出現(xiàn)以下情況時，可采用現(xiàn)場檢驗(yàn)方法對砂漿和砌體強(qiáng)度進(jìn)行原位檢測或取樣檢測，并判定其強(qiáng)度：

    2.1砂漿試塊缺乏代表性或試塊數(shù)量不足；2.2對砂漿試塊的試驗(yàn)結(jié)果有懷疑或有爭議；2.3砂漿試塊的試驗(yàn)結(jié)果。不能滿足設(shè)計(jì)要求。

    《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50203的本意是施工過程中，嚴(yán)格控制施工工藝和各材料強(qiáng)度指標(biāo)，規(guī)范規(guī)定的砌體強(qiáng)度就能得到保證，并非砌體強(qiáng)度的不重要，也并非砂漿強(qiáng)度可以代替砌體強(qiáng)度。

    首先，我國的《砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50203采用的就是“過程控制”的驗(yàn)收方案，但它不是單一的砂漿強(qiáng)度驗(yàn)收方案。其中，作為工程驗(yàn)收的依據(jù)的，除砂漿強(qiáng)度外還規(guī)定了材料質(zhì)量、磚含水率、灰縫飽滿度、鋪砌工藝等一系列的質(zhì)量指標(biāo)，合格的砂漿強(qiáng)度只能代表砌筑用砂漿的配合比合格，而只有所有材料、工藝質(zhì)量指標(biāo)的合格，才能認(rèn)為砌體質(zhì)量合格和達(dá)到驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

    其次，GB50203采用單一的“過程控制”的驗(yàn)收方案，不用直接檢驗(yàn)砌體的驗(yàn)收方案，其主要原因在于我國現(xiàn)行的現(xiàn)場檢測技術(shù)還不能完全滿足直接檢驗(yàn)砌體強(qiáng)度的驗(yàn)收方案的需要，例如：其中用于測定砌體強(qiáng)度的方法都屬于局部破損法，在工程上不便于抽取足夠的試樣進(jìn)行檢驗(yàn)工作；(現(xiàn)行驗(yàn)收規(guī)范GB 300要求抽樣方案的合格質(zhì)量水平的α和β均不小于5％；GB50203和GB／T50315規(guī)定250m3砌體為一個檢驗(yàn)批，若以一片墻作為一個樣品，一般居住建筑的一個批量約相當(dāng)于60片墻，其最小樣本量應(yīng)為13，而GB／T50315中推薦的最小樣本量僅為6件)對于已廣泛使用的多孔磚砌體，檢驗(yàn)所需的參數(shù)目前尚處于科研的階段。

    其三，即使是單純的砂漿強(qiáng)度問題也不應(yīng)單一測定灰縫的砂漿強(qiáng)度。

    目前，我國現(xiàn)行的砂漿測強(qiáng)方法共有7種，這些方法大體可分為兩類，一類屬于局部破損法，；另一類屬于非破損法。按規(guī)定，其中局部破損法可用于測定砂漿的強(qiáng)度，但由于不可能較大量地將灰縫砂漿從砌體中取出，也難以取得足夠的檢驗(yàn)樣品；3種非破損法卻只“適宜于砂漿強(qiáng)度均質(zhì)性普查”，即只宜用于砂漿強(qiáng)度的定性檢測，不能滿足定量測定的需要。因此，在實(shí)際工程上對砂漿強(qiáng)度有疑問時，仍應(yīng)按 GB50203 4．0．13條的規(guī)定，采用現(xiàn)場檢驗(yàn)時應(yīng)對“砂漿和砌體強(qiáng)度”進(jìn)行原位檢測。具體實(shí)施時，通常以非破損法較廣泛地對砌體中的砂漿強(qiáng)度作均質(zhì)性檢查，取得砂漿強(qiáng)度的定性資料，然后在整個批量的強(qiáng)弱序列中較均勻地抽取少量樣本，做砌體強(qiáng)度的定量檢測，以期得到較好代表性的砌體強(qiáng)度。

    現(xiàn)場測定的砌體強(qiáng)包括抗壓強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度。若在地震設(shè)防區(qū)，抗剪強(qiáng)度通常是設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)，因此在地震設(shè)防區(qū)的現(xiàn)場檢驗(yàn)必須測定抗剪強(qiáng)度。另一方面，抗剪強(qiáng)度對工藝因素的敏感程度較抗壓強(qiáng)度為大，現(xiàn)場測定抗剪強(qiáng)度對砌體的損傷又較抗壓為小，因此我們認(rèn)為在地震設(shè)防區(qū)，在不需要對砌體抗壓強(qiáng)度定量的情況下，可以只測定砌體抗剪強(qiáng)度而不再測定抗壓強(qiáng)度，以提高檢驗(yàn)效率和減少對工程砌體的損傷。

3、同類現(xiàn)場檢測方法的選用經(jīng)驗(yàn)

    GB／T50315—2000和JGJ／Tl36推薦的11種現(xiàn)場檢測方法包括：

    測定砌體抗壓強(qiáng)度的2種——“原位軸壓法”、“扁頂法”；

    測定砌體抗剪強(qiáng)度的2種——“原位單剪法”、“原位單磚雙剪法”；

    測定砂漿強(qiáng)度的7種——“推出法”、“筒壓法”、“砂漿片剪切法”、“回彈法”、“點(diǎn)荷法”、“射釘法”、“貫入法”。

    在使用它們時，除遵守各自所屬技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用途和“限制條件”外，尚有一些特點(diǎn)值得引起我們的重視：

    3.1 GB50315推薦的抽樣數(shù)量不能滿足GB300規(guī)定的主控項(xiàng)目的質(zhì)量水平的要求，若要滿足要求，應(yīng)執(zhí)行《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)}GB／TS0344中有關(guān)抽樣數(shù)量的規(guī)定。

    3.2測定砌體抗壓強(qiáng)度時，砌體的變形較大，“扁頂法”設(shè)備的行程有限，常難以適應(yīng)且容易損壞扁頂；“原位軸壓法”設(shè)備雖較笨重，但其行程較大，設(shè)備也不易受損，故較適用。但若測定砌體的垂直壓應(yīng)力或彈性模量，用“扁頂法”則更為優(yōu)越。

    3.3關(guān)于砌體的抗剪強(qiáng)度的測定方法，“原位單剪法”需要開一個寬約lm高約0.4m的洞口，對墻體的破壞較大，除了在窗洞口下的砌體上做試驗(yàn)外，在其它位置很難實(shí)施；另一方面，窗洞口下的砌體屬于構(gòu)造性砌體，施工中亦易受損和后補(bǔ)砌，使抽樣的代表性受到了影響。但由于這種方法所得結(jié)果不會受豎縫影響和受上部垂直壓應(yīng)力的影響，是目前唯一可以測定多孔磚砌體抗剪強(qiáng)度的方法，其結(jié)果比較直接，附加誤差小。

    原位單磚雙剪法對砌體的破損較小，以至可以抽取足夠大小的樣本進(jìn)行試驗(yàn)，操作也較簡便，但目前還不能用于測定多孔磚砌體的強(qiáng)度，且其結(jié)果受“測點(diǎn)上部砌體的平均壓應(yīng)力”σ。的影響較大，甚至可以使試驗(yàn)結(jié)果失實(shí)。這是因?yàn)樵跇?gòu)造柱的影響下，仃。不是沿墻均布的，且目前既不便定量測定也難以定量計(jì)算，當(dāng)σ。較大時，(例如測定多層建筑的底層砌體時)原本很小的砌體強(qiáng)度就會因σ。的誤差而失實(shí)。按照GB／T50315中的有關(guān)規(guī)定釋放σ。后再作試驗(yàn)，是目前消除因σ。而產(chǎn)生的附加誤差的最好辦法!

    但是，若將“原位單磚雙剪法”作適當(dāng)?shù)母淖儯�我們認(rèn)為此法目前存在的問題(σ。的影響和不能做多孔磚砌體試驗(yàn))便可得到解決，即：改雙剪為單剪，改剪一塊磚為整個墻厚的一排磚，直接以破壞強(qiáng)度為砌體的抗剪強(qiáng)度。這樣，由于排除了σ。和豎縫的影響，就得到了“原位單剪法”同樣的效果，但又沒有“原位單剪法”的缺點(diǎn)。

    3.4對于砂漿強(qiáng)度的測定方法

    3.4.1“推出法”實(shí)質(zhì)上是用單剪法測定砌體抗剪強(qiáng)度，直接建立剪力與砂漿強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)式，推定砂漿的強(qiáng)度。由于抗剪強(qiáng)度受工藝因素的影響極大，實(shí)際工程上的工藝因素又難以控制，因此所推得的砂漿強(qiáng)度已非原來意義上的強(qiáng)度；但它源自抗剪強(qiáng)度，所以能說明灰縫砂漿強(qiáng)度可以滿足砌體強(qiáng)度的需要，雖不是說明原來意義上的灰縫砂漿強(qiáng)度是否合格。

    在抗震設(shè)防區(qū)，抗剪強(qiáng)度是砌體設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。在這個意義上，“推剪法”滿足了砌體現(xiàn)場測強(qiáng)的需要，但這個圈子似乎大了些!這樣做是否有必要?我們認(rèn)為，若直接將推出法得到的單剪強(qiáng)度作為抗震設(shè)防地區(qū)評定砌體質(zhì)量的依據(jù)，將更簡單、更直觀。這應(yīng)當(dāng)也是可行的！

    3.4.2“筒壓法”、“砂漿片剪切法”、“點(diǎn)荷法”都是屬于局部破損法，都需將灰縫砂漿取出帶回試驗(yàn)室進(jìn)行再加工，然后才能用來測定強(qiáng)度，其中：

    “筒壓法”在利用一般材料試驗(yàn)室的常用設(shè)備基礎(chǔ)上再配置一個“承壓筒”就可試驗(yàn)，但對砌體的破損范圍較大，檢測操作較繁雜，檢測周期也較長(一般不少于3天)；

    “砂漿片剪切法”和“點(diǎn)荷法”對砌體的損傷較“筒壓法”略小。“砂漿片剪切法”需要專用儀器；“點(diǎn)荷法”雖不要專用儀器，但標(biāo)準(zhǔn)中對試驗(yàn)機(jī)配置的規(guī)定(“最小度盤宜為50kN以內(nèi)”)是欠妥的，這個配置太大了!依據(jù)試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，50kN度盤的使用下限是lokN，而強(qiáng)度為l5MPa的“點(diǎn)荷載值”也僅約lkN，當(dāng)強(qiáng)度不大于5MPa時，其“點(diǎn)荷載值”可小于0．2kN。因此，較適宜的試驗(yàn)機(jī)度盤應(yīng)在2kN以內(nèi)，對M5級砂漿則宜用lkN度盤。

    3.4.3“回彈法”、“射釘法”和“貫入法”都屬于非破損法，比較適用于砂漿強(qiáng)度的定性測定，其中以“回彈法”的操作最簡便，“貫人法”最復(fù)雜。“貫入法”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并未排除作砂漿強(qiáng)度定量檢測的可能性，但我們做的比對試驗(yàn)結(jié)果表明還是將它限定在定性試驗(yàn)的適用范圍為妥。

4、結(jié)論

    4.1砌體現(xiàn)場檢測應(yīng)以直接測定砌體的強(qiáng)度為主，對抗震設(shè)防的砌體結(jié)構(gòu)必須測定砌體的抗剪強(qiáng)度，不應(yīng)用測得的砂漿強(qiáng)度推定砌體強(qiáng)度和用抗壓強(qiáng)度推定抗剪強(qiáng)度。

    4.2砌體現(xiàn)場檢測的抽樣數(shù)量應(yīng)當(dāng)不少于GB 50344對主控項(xiàng)目抽樣數(shù)量的有關(guān)規(guī)定。若抽取必要數(shù)量的砌體強(qiáng)度檢測試樣有困難，可采用砌體測強(qiáng)和砂漿測強(qiáng)相結(jié)合的方法，即：普查砌體的灰縫砂漿強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上再抽樣較少的試樣作砌體強(qiáng)度的定量檢測。

    4.3砌體的抗壓強(qiáng)度宜用“原位軸壓法”測定；砌體的抗剪強(qiáng)度除“原位單剪法”和“原位單磚雙剪法”外，若用本文設(shè)定的“原位單排單剪法”測定，應(yīng)更為適宜。

    4.4“推出法”可用于砂漿強(qiáng)度的現(xiàn)場檢驗(yàn)；“回彈法”、“射釘法”和“貫入法”宜用于砂漿強(qiáng)度的定性檢驗(yàn)，其中尤以“回彈法”為簡便。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)：

1.孫明、胡秋谷《磚石結(jié)構(gòu)安全度水平的概率分析》建筑結(jié)構(gòu)安全度及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)專題研究報告集

2.周九儀《砌筑技術(shù)水平對磚砌體強(qiáng)度的影響》陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院資料

3.周九儀等《施工因素對磚砌體抗剪強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究》模數(shù)多孔磚與建筑應(yīng)用試驗(yàn)研究技術(shù)資料

4.國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003—2000編制說明

5.國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB／T50344—2004

6.國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 GB／T 50315—2000

7.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《貫人法檢測砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》 JGJ／T l36——2001

8.李衛(wèi)《構(gòu)造柱對盯。分布的影響》砌體結(jié)構(gòu)通訊1998—

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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