GB50010—2002,GB50010—2010《混凝土結構設計規范》關于構件強度修正系數的論述基本沒有區別,原文為:考慮到結構中混凝土的實體強度與立方體試件混凝土強度之間的差異,根據以往經驗,結合試驗分析并參考其他國家有關規定,對混凝土試件強度修正系數取為0.88。
為探討混凝土結構實體強度與同條件試塊強度、標準養護試塊強度之間的關系,《混凝土結構工程施工驗收規范》修訂組于2000—2001年進行系統試驗研究。共試驗立方體試件1496組,實體墻12個,強度等級C20~C80;測強齡期14,28,60,90,180,365d,量測強度包括標養強度、同條件試塊強度、鉆芯強度等,得到的結論是:不同強度等級、不同齡期的同條件強度與芯樣強度的比值為1.007,較好的代表實體強度。實體強度與標準養護試塊強度間的比值為0.88,驗證《混凝土結構設計規范》中試件強度修正系數取為0.88的準確性。
1混凝土結構工程施工質量驗收規范的規定
GB50204—2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》第10.1節規定結構實體檢驗的具體內容和方法。其中,10.1.3條規定,混凝土強度檢驗應以混凝土澆筑地點制備并與結構實體同條件養護的試件強度為依據,也可采用非破損或局部破損的檢測方法,按照國家現行有關標準規定進行。并規定,同條件試塊的強度代表值應根據強度試驗結果按照現行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》的規定確定后,乘折算系數取用;折算系數宜取1.10,也可根據當地試驗統計結果作適當調整。并在條文解釋中進一步說明,結構實體混凝土強度通常低于標準養護條件下的混凝土強度,折算系數1.10主要考慮實際混凝土結構及同條件養護試件可能失水等不利于強度的增長因素,經試驗研究及工程調查確定。各地也可根據當地試驗統計結果對折算系數作適當調整,但需增大折算系數時應持謹慎態度。
GB50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》10.1.2條規定,結構實體混凝土強度應按不同強度等級分別檢驗,檢驗方法宜采用同條件養護試件方法;當未取得同條件養護試件強度或同條件試塊強度不符合要求時,可采用回彈-取芯法進行檢驗。10.1.2條條文說明解釋,應優先選用同條件養護試件方法檢驗結構實體強度。附錄C.0.3規定,對同一強度等級的同條件養護試件,強度值應除以0.88后按現行國家標準GB/T50107《混凝土強度檢驗評定標準》的有關規定進行評定,評定結果符合要求時可判結構實體混凝土強度合格。附錄C.0.3條文說明解釋,結構混凝土強度通常低于標準養護條件下的混凝土強度,主要是由于同條件養護試件與標準養護條件的差異,包括溫度、濕度條件的差異。系數0.88主要是考慮到實際混凝土結構及同條件養護試件可能失水等不利于強度增長的因素,經試驗研究及工程調查確定的。附錄D.0.7規定鉆芯取樣的合格條件:3個芯樣的抗壓強度算術平均值不小于設計要求的混凝土強度等級值的88%;3個芯樣抗壓強度的最小值不小于設計要求的混凝土強度等級值的80%。附錄D.0.7條文說明解釋,根據編制組開展的試驗研究,并參考國外標準,規定實體強度的合格要求。規范編制組分別在北京、新疆、海南、哈爾濱、昆明、舟山等地區的十余項工程中進行回彈-取芯法實體混凝土強度檢驗,表明本附錄方法具有較好的可操作性。并能夠較好的反映混凝土的實際強度。
2工程實踐中的矛盾沖突
在近年來的工程實踐中,多個項目發生這一問題:施工現場依據GB50204—2002,GB50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》制作標準養護試件、同條件養護試件,并依據《混凝土強度檢驗評定標準》驗收合格,但是業主方或監督站委托采用非破損或局部破損的檢測方法進行實體強度檢驗,得到的數據常常達不到設計強度的要求,有時只能達到設計強度的0.5倍甚至更低。這一結果直接導致混凝土結構工程的施工質量驗收工作陷入困境,為此我站應用寶鋼文化中心改擴建工程的深基坑混凝土支撐,做了一次科學試驗研究,用來對比混凝土實體強度與標準養護試塊的強度差異。
3試驗過程
自2012年11月15日—2013年4月9日期間,隨著工程施工的進展,隨機在施工現場混凝土澆筑地點抽取商品混凝土樣品,并記錄抽取樣品時混凝土的澆筑位置,以便將來檢測同一構件、同一位置的實體混凝土強度。共制作混凝土標準養護試塊15組。商品混凝土的抽樣、試塊制作、養護、抗壓強度檢測工作由上海星欣科技發展有限公司完成,該公司通過計量認證、具有建設工程質量檢測機構資質證書,所檢測數據具有法律效力。
自2013年6月13日—2013年10月17日,對上述構件混凝土強度進行實體檢測。檢測方法采用回彈法,檢測標準采用JGJ/T23—2001《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》;鉆芯法檢測標準采用DG/TJ08—2020—2007《上海建設規范結構混凝土抗壓強度檢測技術規程》。共對15個構件進行實體強度檢測,鉆取芯樣15組共45個。本次檢測工作由寶鋼工程質量監督站檢測中心實施,該中心通過計量認證、具有建設工程質量檢測機構資質證書,所檢測數據具有法律效力。
4數據分析
實體強度的數據以芯樣為準,對比回彈數據與芯樣強度,用于判定回彈準確性,另文分析,本文僅對芯樣強度與標準養護試塊強度進行對比分析。數據如表1所示。
5結語
1)本次試驗檢測實體構件強度時,齡期都超過60d,累計氣溫都>600d℃,理論上,芯樣強度應>600d℃同條件試塊的強度。但是,本次試驗數據顯示,Fx/fcu的平均值為83.8%,<88%。主要是由于試件與實體構件存在尺寸上的差異,試塊的制作振搗更充分,骨料含量更多,砂率相對較小,內部結構密實。用試塊抗壓強度代表實體構件強度,存在高估混凝土構件強度的風險。
2)從本次試驗數據可以看出,當經歷較長日歷天數,尤其經過高溫夏季以后,實體強度有明顯補增長,混凝土后期強度的增長,可以在一定程度上緩解實體構件強度和試塊強度間的差距。本次試驗的構件是基坑支撐,本身是要拆除的,芯樣數據卻非常理想。通常,主體分部實體檢驗時,常出現的設計強度50%左右的芯樣在本次試驗中并未出現。本次試驗的混凝土供應商,也是普通的市場水平,數據較為理想,說明回彈-鉆芯法在實際工程中是可以操作使用的。但是,應當給予混凝土充分的強度增長時間。畢竟,國內還是有一些工程,因為芯樣強度不足,拆除了已完成的主體結構,造成的人類財富的損失、資源的浪費。
GB50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》附錄D.0.3條文說明解釋,在確定取芯位置時,當位于鋼筋較密的部位時,可采取直徑70mm的芯樣。事實上,實體強度檢驗一般選取重要的構件,較多選取框架柱,幾乎沒有任何一個框架柱,柱主筋間距>70mm,也即鉆芯必然切斷柱主筋。遇到箍筋層,取芯一般會失敗,造成很大的結構損傷。所以,規范優先考慮使用同條件試塊的驗收方法。所以,施工企業一定要加強混凝土標準養護試塊的管理,加強同條件試塊的管理,試塊驗收合格的條件下,結構安全,可減少回彈取芯法的驗收比例,減少損傷結構,順利完成驗收工作。