徐平榮，繩欽柱，張建鵬，馮 謙

（1.五蓮縣建筑工程管理服務中心，山東 日照 262300；2.山東省建筑科學研究院有限公司，山東 濟南 250031；3.山東省建筑質量檢驗檢測中心有限公司，山東 濟南 250031；4.中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

回彈法檢測混凝土強度是基于構件表面硬度，并采用碳化深度進行修正間接推定混凝土強度的一種方法，回彈法具有對結構無損傷、簡單、高效的優(yōu)點，被廣泛應用于工程實際，當混凝土內外質量差異較大時，此時表面浮漿過多，回彈較低，表面質量代表不了內部質量，其測強結果誤差較大。鉆芯法是直接從結構實體上鉆取試驗芯樣來測其抗壓強度，具有直接、準確、可靠的優(yōu)點，但鉆芯法對結構實體具有一定損傷，影響結構外觀質量，對工程具有一定破壞性，因此，工程實例中一般情況下不應對結構鉆取過多的芯樣。鉆芯修正回彈法是采用回彈法檢測混凝土強度，根據(jù)現(xiàn)場混凝土回彈的均勻性實際情況，在部分對應區(qū)域采取鉆芯法鉆取一定混凝土芯樣，最終通過混凝土芯樣樣本抗壓強度值對應修正回彈法混凝土推定值的一種方法。

工程實際中，對同一批或同一個混凝土構件，當僅采用回彈法這一種測強方法，最終得到的混凝土強度推定值往往不滿足原設計強度等級的要求。當采取鉆芯測強方法時，混凝土抗壓強度雖然會高于回彈測強方法 30 % 甚至以上，且符合設計要求，然而大批量進行取芯，對結構實體有較大的損壞。在實際工程中，在保證結構安全的前提下，又應盡量減少對結構實體的破壞；另一方面，還需消除三方的疑慮和猜測。本文結合山東地區(qū)工程實況對鉆芯修正法進行介紹，并對鉆芯法和回彈法測強產生差異的原因進行了總結闡述，為施工單位控制工程質量提供參考。

1 同一混凝土構件對比

本文以山東某一住宅工程為例，該工程設計為-2層，地上 16 層剪力墻結構，基礎采用筏板基礎。混凝土強度等級：基礎墊層為 C15，基礎為 C30，-2 層～1 層墻、柱為 C35，2 層及以上墻、柱均為 C30，主體結構梁板均為 C30，目前主體結構已施工完成。

由于建設單位懷疑-1 層剪力墻混凝土強度等級達不到原設計強度 C35 要求，現(xiàn)場委托第三方對該工程 -1 層剪力墻混凝土強度進行現(xiàn)場檢測并采集數(shù)據(jù)，其中隨機抽取 8 個構件，共有 7 個構件不滿足設計強度要求，實測回彈強度推定值為 29.7～36.0 MPa，實測鉆芯法強度為 35.7～39.9 MPa［1，2］（具體詳見表 1 及圖 1），芯樣樣本強度平均值為 38.4 MPa，鉆芯法測強結果均比回彈法測強結果高，提高百分比在 8.5 %～45.1 %，且均高于設計強度。

表1 鉆芯法與回彈法檢測測強結果對比（同一構件對應測區(qū)）

圖1 鉆芯法與回彈法對應測區(qū)對比圖

2 回彈法和鉆芯法測強強度存在異同原因分析

基于實際工程中，對于同一混凝土構件，當采用回彈法和鉆芯法兩種檢測方法檢測混凝土強度時，強度推定值會存在一定差異，具體原因分析如下。

1）各方為了趕工期，各類混凝土構件澆筑不到 24 h

就拆模，且未及時養(yǎng)護，構件表面水分散失過快，水泥膠凝材料來不及充分反應，此時內外質量相差較大，現(xiàn)場回彈值較低。

2）工程中采用的混凝土模板大部分為膠合板，過程中周轉頻率較高，表面存在不同程度損傷，模板表面未及時進行維護，最終導致澆筑的混凝土表面質量差，回彈強度偏低。

3）部分泵送混凝土施工過程中隨意加過量的水，導致混凝土坍落度較大，僅靠自身流淌即可充滿模板，這樣會導致混凝土表面浮漿過多，碳化深度普遍較大，回彈值普遍偏低，表面普遍不密實。

4）部分泵送混凝土添加過多粉煤灰、礦粉等摻加料，導致混凝土前期強度較低，回彈值偏低。

3 鉆芯法和回彈法對比分析

回彈法為間接測強方法，簡單快捷，雖然測強結果與真實值有一定偏差，但適合混凝土強度檢驗批普查，且具有一定可靠性。鉆芯法為直接檢測內部質量，能真實反映混凝土強度的方法，但對結構有一定局部損傷，且需要很大的勞動強度。當回彈法檢測強度不滿足設計強度要求時，可采用鉆芯修正的方法，采取兩種方法進行互補，這樣既能達到普查混凝土強度的目的，又能提高混凝土強度的準確度。對比結果具體如表 2 所示。

表2 回彈法與鉆芯法優(yōu)缺點對比

4 鉆芯修正法適用情況

1）當采用回彈法檢測混凝土強度，對其結果存在懷疑時。

2）當混凝土表面存在經(jīng)受火災、凍融或其他化學腐蝕，不能反應結構內部真實質量的情況下。

3）建設年代比較久遠，整體強度較大，需要對建筑物材料有個全面真實的掌握時。

4）當現(xiàn)場混凝土為大批量澆筑、流動性較大時。

5）當齡期超過回彈規(guī)范所允許的檢測齡期時。

5 鉆芯修正回彈法介紹［3］

通過對比以上兩種檢測方法的優(yōu)缺點，充分利用兩者的優(yōu)點，補充另外一種方法的不足和缺點，取長補短，提高混凝土強度測強的精度和效率，這就是現(xiàn)場實際檢測中所用鉆芯修正法的原理，其中鉆芯修正回彈法主要包括修正量法和修正系數(shù)法兩種形式。

5.1 修正量法

修正量法是采用芯樣樣本強度和回彈樣本強度之差，修正后混凝土推定強度等于回彈樣本的檢測強度加上修正量。具體修正公式見式（1）：

5.2 修正系數(shù)法

修正系數(shù)法是采用芯樣樣本參數(shù)與回彈樣本參數(shù)的比值而得到的修正系數(shù)，修正系數(shù)乘以回彈樣本檢測強度等于修正后混凝土強度。具體修正公式見式（2）：

5.3 修正量法和修正系數(shù)法對比分析

從數(shù)學方面來講，兩種修正方法區(qū)別在于，修正量法是對回彈強度測強曲線截距進行修正，曲線斜率未改變。修正系數(shù)法不僅對截距進行修正，測強曲線斜率也隨之改變。實際工程中，宜采用修正量法，修正過程中，鉆芯法并未對檢測樣本標準差進行檢驗，僅對平均值進行了對比修正，所以修正也僅針對平均值，但總體修正量法有限制，修正方法的選用與所取芯樣換算強度樣本平均值有關，當采用總體修正量法時，芯樣抗壓強度均值應滿足式（1）～（2）推定區(qū)間，推定區(qū)間置信度為 0.90（錯判、漏判率均為 0.05），且推定區(qū)間上下限值差不宜大于相鄰混凝土等級差值和推定區(qū)間上下限值平均值的 10 % 兩值中較大值［4］。

式中：m為芯樣抗壓強度樣本平均值，精確至 0.1 MPa；k為推定系數(shù)；s為樣本標準差，精確至 0.1 MPa；μ1、μ2為均值（0.5 分位值）μ推定區(qū)間上下限值。

對比各種修正方法中，宜優(yōu)先選用總體修正量法進行修正，總體修正量法具體公式見式（5）、式（6）：

依據(jù) GB/T 50344－2019《建筑結構檢測技術標準》有關規(guī)定，當鉆芯修正法不能滿足總體修正量的方法時，可采取修正系數(shù)法進行修正，此時，所取直徑為 100 mm 的混凝土芯樣數(shù)量不少于 6 個，當工程實際中鉆取直徑為 100 mm 的混凝土芯樣較為困難時，可鉆取直徑≥70 mm 芯樣樣本，且數(shù)量不應少于 9 個。修正系數(shù)法具體公式見式（7）：

6 實例計算

以表 1 所列工程為例，采用修正量法和修正系數(shù)法進行模擬鉆芯修正回彈法檢測混凝土強度。

6.1 修正量法

芯樣樣本抗壓強度平均值m為 38.4 MPa，標準差為1.25 MPa。

μ1=m+ks=38.4+0.67×1.25=38.4（MPa）

μ2=m-ks=38.4-0.67×1.25=37.6（MPa）

μ1-μ2=38.4-37.6=0.8（MPa）

0.8 M Pa＜5 M Pa，0.8 M Pa＜38.4 M Pa×0.1=3.84 MPa，因此，此工程適合總體修正量法。

修正量 Δtot=f ccor，m-f ccor，m0=38.4-29.9=8.5（MPa），經(jīng)計算，該工程修正后混凝土強度滿足設計強度 C35 的要求，具體混凝土強度換算值如表 3、表 4 所示。

表3 修正量法測區(qū)換算強度值

表4 修正量法檢驗批混凝土強度

6.2 修正系數(shù)法

每個構件選擇兩個區(qū)，并在這兩對應回彈區(qū)域進行鉆取芯樣樣本，測區(qū)強度推定値應乘以修正系數(shù)，經(jīng)計算，該工程修正系數(shù)為 1.21，修正后混凝土強度滿足設計強度 C35 的設計要求。修正系數(shù)、測區(qū)強度推定値、檢驗批混凝土強度如表 5～表 7 所示。

表5 修正系數(shù)計算

表6 修正系數(shù)法測區(qū)換算強度值

表7 修正系數(shù)法檢驗批混凝土強度

7 結語

本文首先介紹了回彈法和鉆芯法兩種檢測混凝土強度方法，并對其優(yōu)缺點進行闡述，然后引出鉆芯修正回彈法，著重介紹鉆芯修正回彈法的兩種方法，并對計算程序進行了闡述。最后通過工程實例，采用修正量法和修正系數(shù)法對同一批混凝土強度進行修正對比，可以得出，兩種修正方法修正后強度平均值及推定值基本接近，兩種方法修正后的混凝土強度均值與芯樣樣本均值不相同，但修正量法對標準差無影響，這表明鉆芯修正回彈法既保留了回彈法反映混凝土檢驗批質量均勻情況，又掌握了混凝土實際強度。修正系數(shù)法改變了標準差，在實際工程中，建議優(yōu)先使用修正量法，當修正量法不適用時可再考慮使用修正系數(shù)法。鉆芯修正回彈法結合了回彈法和鉆芯法的優(yōu)勢，既利用了回彈法大量測量而不損傷結構的特點，又利用了測區(qū)直接取芯提高檢測精度的特點，為工程實際提供了參考。Q