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

砌體工程現場檢測技術的應用

孫福田，  郭亞兵2  雷  波3

(1．西安市建設工程質量檢測中心；

2．廣廈建設集團有限責任公司西安分公司；

3．陜西省建筑科學研究設計院710082  西安)

    我國現行《砌體工程施工質量驗收規范}GB／T50203-2002規定，當對砌體的砂漿強度有懷疑時“可采用現場檢驗方法對砂漿和砌體強度進行原位檢測或取樣檢測”。目前，可供選擇的“現場”“原位檢測”方法有我國現行《砌體工程現場檢測技術標準}GB／ T50315—2000與《貫入法檢測建筑砂漿抗壓強度技術規程》JGJ／Tl36-2001，共推薦了用于測定灰縫砂漿強度、砌體抗壓強度和抗剪強度的11種方法，我們可以“根據檢測目的、設備及環境條件”選用。

    盡管如此，在制定檢測方案和選擇檢測方法方面，仍常出現一些問題，例如：設計規范肯定了材料強度一砌體抗壓強度一砌體抗剪強度的相關函數關系，質量驗收規范漿砂漿強度定作強制性驗收條文，那么現場檢驗能否只測定的材料強度?在技術標準限定條件的范圍內，測定同一技術指標的不同方法應如何選用?等等，這方面的問題若處理不當，將影響到檢測結淪的正確性。為此，我們認為有必要就此類問題進行探討。

1、關于用材料強度推定砌體強度

    我國的《砌體結構設計規范》GB50003中，砌體強度設計值是采用砌體的材料強度(等級)一砌體抗壓強度一砌體抗剪強度之間的相關性數學模式來推定的。但由此若認為，現場檢測技術測得的材料強度可以推定砌體強度，則是不可靠的，其風險性很大!

    《砌體結構設計規范))GB50003采用的材料強度一砌體抗壓強度一砌體抗剪強度的相關性數學模式，是我國的科研人員在嚴格的工藝條件下制作的砌體試樣上，采集了大量的實驗數據，經過統計分析得到的結果。這種經驗性數學模式在采用標準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《砌體基本力學性能試驗方法標準》GBJl29—90所規定的標準砌筑工藝，否則便不能成立并且可能出現嚴重的偏差，而GBJl29—90所規定的標準工藝的重復性和再現性即使是在室內試驗中也是很難控制的。各省室內試驗的資料表明，抗壓強度的實測變異系數在13％-24％之間，抗剪強度試驗的還要大些。各省的室內試驗如此，全國的現場將怎樣?該相關數學模式的統計意義在實際工程上很難存在!

    室內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度產生30％～50％的影響。這些都說明，在實際工程上采用材料強度推定砌體強度特別是推定砌體的抗剪強度實非常不可靠的。實際工程砌體的質量指標應當直接測定。

2、施工驗收中的砂漿強度與砌體強度

    在正常的工程驗收中，規范規定，在標準施工工藝下只需要砌體材料的檢驗報告作為驗收依據。但出現以下情況時，可采用現場檢驗方法對砂漿和砌體強度進行原位檢測或取樣檢測，并判定其強度：

    2.1砂漿試塊缺乏代表性或試塊數量不足；2.2對砂漿試塊的試驗結果有懷疑或有爭議；2.3砂漿試塊的試驗結果。不能滿足設計要求。

    《砌體工程施工質量驗收規范》GB50203的本意是施工過程中，嚴格控制施工工藝和各材料強度指標，規范規定的砌體強度就能得到保證，并非砌體強度的不重要，也并非砂漿強度可以代替砌體強度。

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

    其次，GB50203采用單一的“過程控制”的驗收方案，不用直接檢驗砌體的驗收方案，其主要原因在于我國現行的現場檢測技術還不能完全滿足直接檢驗砌體強度的驗收方案的需要，例如：其中用于測定砌體強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行檢驗工作；(現行驗收規范GB 300要求抽樣方案的合格質量水平的α和β均不小于5％；GB50203和GB／T50315規定250m3砌體為一個檢驗批，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于60片墻，其最小樣本量應為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，檢驗所需的參數目前尚處于科研的階段。

    其三，即使是單純的砂漿強度問題也不應單一測定灰縫的砂漿強度。

    目前，我國現行的砂漿測強方法共有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。按規定，其中局部破損法可用于測定砂漿的強度，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樣品；3種非破損法卻只“適宜于砂漿強度均質性普查”，即只宜用于砂漿強度的定性檢測，不能滿足定量測定的需要。因此，在實際工程上對砂漿強度有疑問時，仍應按 GB50203 4．0．13條的規定，采用現場檢驗時應對“砂漿和砌體強度”進行原位檢測。具體實施時，通常以非破損法較廣泛地對砌體中的砂漿強度作均質性檢查，取得砂漿強度的定性資料，然后在整個批量的強弱序列中較均勻地抽取少量樣本，做砌體強度的定量檢測，以期得到較好代表性的砌體強度。

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

3、同類現場檢測方法的選用經驗

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

    測定砌體抗壓強度的2種——“原位軸壓法”、“扁頂法”；

    測定砌體抗剪強度的2種——“原位單剪法”、“原位單磚雙剪法”；

    測定砂漿強度的7種——“推出法”、“筒壓法”、“砂漿片剪切法”、“回彈法”、“點荷法”、“射釘法”、“貫入法”。

    在使用它們時，除遵守各自所屬技術標準規定的用途和“限制條件”外，尚有一些特點值得引起我們的重視：

    3.1 GB50315推薦的抽樣數量不能滿足GB300規定的主控項目的質量水平的要求，若要滿足要求，應執行《建筑結構檢測技術標準}GB／TS0344中有關抽樣數量的規定。

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

    3.3關于砌體的抗剪強度的測定方法，“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外，在其它位置很難實施；另一方面，窗洞口下的砌體屬于構造性砌體，施工中亦易受損和后補砌，使抽樣的代表性受到了影響。但由于這種方法所得結果不會受豎縫影響和受上部垂直壓應力的影響，是目前唯一可以測定多孔磚砌體抗剪強度的方法，其結果比較直接，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行試驗，操作也較簡便，但目前還不能用于測定多孔磚砌體的強度，且其結果受“測點上部砌體的平均壓應力”σ。的影響較大，甚至可以使試驗結果失實。這是因為在構造柱的影響下，仃。不是沿墻均布的，且目前既不便定量測定也難以定量計算，當σ。較大時，(例如測定多層建筑的底層砌體時)原本很小的砌體強度就會因σ。的誤差而失實。按照GB／T50315中的有關規定釋放σ。后再作試驗，是目前消除因σ。而產生的附加誤差的最好辦法!

    但是，若將“原位單磚雙剪法”作適當的改變，我們認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)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，直接以破壞強度為砌體的抗剪強度。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。

    3.4對于砂漿強度的測定方法

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

    在抗震設防區，抗剪強度是砌體設計的控制指標。在這個意義上，“推剪法”滿足了砌體現場測強的需要，但這個圈子似乎大了些!這樣做是否有必要?我們認為，若直接將推出法得到的單剪強度作為抗震設防地區評定砌體質量的依據，將更簡單、更直觀。這應當也是可行的！

    3.4.2“筒壓法”、“砂漿片剪切法”、“點荷法”都是屬于局部破損法，都需將灰縫砂漿取出帶回試驗室進行再加工，然后才能用來測定強度，其中：

    “筒壓法”在利用一般材料試驗室的常用設備基礎上再配置一個“承壓筒”就可試驗，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；“點荷法”雖不要專用儀器，但標準中對試驗機配置的規定(“最小度盤宜為50kN以內”)是欠妥的，這個配置太大了!依據試驗機標準，50kN度盤的使用下限是lokN，而強度為l5MPa的“點荷載值”也僅約lkN，當強度不大于5MPa時，其“點荷載值”可小于0．2kN。因此，較適宜的試驗機度盤應在2kN以內，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，比較適用于砂漿強度的定性測定，其中以“回彈法”的操作最簡便，“貫人法”最復雜。“貫入法”的技術標準并未排除作砂漿強度定量檢測的可能性，但我們做的比對試驗結果表明還是將它限定在定性試驗的適用范圍為妥。

4、結論

    4.1砌體現場檢測應以直接測定砌體的強度為主，對抗震設防的砌體結構必須測定砌體的抗剪強度，不應用測得的砂漿強度推定砌體強度和用抗壓強度推定抗剪強度。

    4.2砌體現場檢測的抽樣數量應當不少于GB 50344對主控項目抽樣數量的有關規定。若抽取必要數量的砌體強度檢測試樣有困難，可采用砌體測強和砂漿測強相結合的方法，即：普查砌體的灰縫砂漿強度，在此基礎上再抽樣較少的試樣作砌體強度的定量檢測。

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

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

依據標準及參考文獻：

1.孫明、胡秋谷《磚石結構安全度水平的概率分析》建筑結構安全度及建筑結構設計統一標準專題研究報告集

2.周九儀《砌筑技術水平對磚砌體強度的影響》陜西省建筑科學研究設計院資料

3.周九儀等《施工因素對磚砌體抗剪強度影響的試驗研究》模數多孔磚與建筑應用試驗研究技術資料

4.國家標準《砌體結構設計規范》GB50003—2000編制說明

5.國家標準《建筑結構檢測技術標準》GB／T50344—2004

6.國家標準《砌體工程現場檢測技術標準》 GB／T 50315—2000

7.行業標準《貫人法檢測砂漿抗壓強度技術規程》 JGJ／T l36——2001

8.李衛《構造柱對盯。分布的影響》砌體結構通訊1998—

(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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