我國(guó)混凝土抗壓強(qiáng)度的非破損(包括局部破損)檢測(cè)從50年代末開始，至今比較成熟的方法有回彈法、鉆芯法、拔出法、超聲—回彈綜合法等，這些方法已制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在工程實(shí)踐應(yīng)用中取得了很好的效益。但也存在著一定的局限性，回彈法雖然操作簡(jiǎn)單，但受混凝土表面狀況和碳化深度的影響，使得測(cè)試誤差較大；超聲回彈綜合法檢測(cè)時(shí)要求構(gòu)件有相對(duì)的測(cè)試面，現(xiàn)場(chǎng)輔助工作較多；拔出法和鉆芯法屬于局部破損的檢測(cè)方法，檢測(cè)后對(duì)構(gòu)件本身的承載力影響較大，檢測(cè)部位需做修補(bǔ)處理。為此，中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所在參照國(guó)內(nèi)、外混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上，于1997年首先提出了剪壓法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的方法，并研制開發(fā)了相應(yīng)的剪壓儀。剪壓法測(cè)定混凝土強(qiáng)度是利用剪壓儀，對(duì)混凝土構(gòu)件邊緣施加壓力，使構(gòu)件邊緣產(chǎn)生局部剪切破壞，根據(jù)其局部承壓力的大小來(lái)推定構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度，檢測(cè)后的局部破壞面深度小于鋼筋保護(hù)層厚度，檢測(cè)后不影響構(gòu)件本身的承載能力。

根據(jù)中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（2007）建標(biāo)協(xié)字第31號(hào)文的要求，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院、安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院、重慶市建筑科學(xué)研究院、深圳市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心、陜西省建筑科學(xué)研究院、黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院、舟山市博遠(yuǎn)科技開發(fā)有限公司、北京中煤匯峰科技有限公司等單位組成的編制組，負(fù)責(zé)制定《剪壓法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）。在編制過(guò)程中，開展了專題研究，參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 23-2001、現(xiàn)行協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS 02：2005和《后裝拔出法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS 69：94等的基礎(chǔ)上,同時(shí)結(jié)合剪壓法的特點(diǎn)，形成《剪壓法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的條文。在全國(guó)范圍內(nèi)，廣泛征求建筑設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)、監(jiān)督管理等單位的意見，最后由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)組織有關(guān)專家審查。審查委員會(huì)對(duì)《規(guī)程》進(jìn)行了認(rèn)真的審查，認(rèn)為剪壓法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是一項(xiàng)自主創(chuàng)新的技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度提供了一種新的方法；該方法科學(xué)合理，剪壓儀操作簡(jiǎn)便；編制組全面、完整對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入的理論分析、試驗(yàn)研究和工程試點(diǎn)應(yīng)用；編制了剪壓法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度的技術(shù)規(guī)程；該《規(guī)程》豐富了混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

本《規(guī)程》的主要內(nèi)容包括總則、術(shù)語(yǔ)和符號(hào)、 剪壓儀、檢測(cè)技術(shù)、混凝土抗壓強(qiáng)度的計(jì)算及推定、 檢測(cè)報(bào)告等內(nèi)容。

1剪壓法所用剪壓儀的研制

研制一種能對(duì)混凝土施加剪壓力的便攜式的專用機(jī)具是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵所在。根據(jù)工程檢測(cè)的要求，設(shè)備應(yīng)具有體積小、重量輕、不需電源等特點(diǎn)。

1.1 擠壓頭和額定剪壓力的選用

剪壓儀的擠壓頭直徑選用20mm，是因?yàn)閿D壓頭過(guò)大會(huì)使剪切破壞面露出鋼筋，而影響混凝土的局部承壓強(qiáng)度；擠壓頭過(guò)小會(huì)使剪切破壞面變小，混凝土的局部承壓強(qiáng)度不能很好反映構(gòu)件本身的混凝土強(qiáng)度，而影響測(cè)試精度。擠壓頭在工作過(guò)程中會(huì)不可避免地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，選用圓柱形擠壓頭不會(huì)因擠壓頭旋轉(zhuǎn)而影響擠壓接觸面的大小。剪壓儀上設(shè)有限位裝置，只需將剪壓法插入構(gòu)件到極限位置，就能保證擠壓頭圓弧面與構(gòu)件表面相切。

混凝土剪壓破壞時(shí)的強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)成正比。根據(jù)剪壓試驗(yàn)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60時(shí)，所需擠壓力往往不大于56kN。一般而言，儀器設(shè)備的使用范圍在20％～80％的量程時(shí)較準(zhǔn)確，平時(shí)使用時(shí)，剪壓儀的剪壓力宜控制在56kN之內(nèi)。因此，將剪壓法所用剪壓儀的額定擠壓力定為70kN。

1.2 額定油壓選用

    機(jī)具的自重及外形尺寸與工作油壓成反比，選用較高的額定油壓有利于降低自重、縮小外形尺寸。但提高油壓后對(duì)制作及零配件質(zhì)量要求也要隨之提高，根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)常用液壓設(shè)備的制作水平，將剪壓儀的額定油壓控制在36MPa范圍內(nèi)。

1.3 回程方式選用

    回程方式有液壓回程與彈簧回彈兩種。液壓回程，雖然回程力大，但機(jī)體內(nèi)要設(shè)置四道密封和二個(gè)油口，所用液壓源需要二條油路，液壓源體積大；彈簧回程其回程力小，機(jī)體內(nèi)只有二道密封和一個(gè)油口，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，操作也稍方便，所用液壓源體積小，能減輕整套設(shè)備的重量。

1.4 剪壓儀的主要技術(shù)參數(shù)

剪壓儀的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1  剪壓儀的主要技術(shù)參數(shù)

2剪壓法測(cè)強(qiáng)對(duì)構(gòu)件尺寸的要求及其適用范圍

對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的試塊破壞面大小的比較，可知，混凝土強(qiáng)度等級(jí)愈高，其相應(yīng)的破壞面也較大，但承壓平面內(nèi)的寬度不超過(guò)100mm，距承壓面的深度不超過(guò)80mm。如果對(duì)邊長(zhǎng)為100mm的立方體試塊進(jìn)行局部承壓試驗(yàn)，試驗(yàn)表明其局部承壓破壞有時(shí)出現(xiàn)不確定性。因此，用剪壓法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件厚度不宜小于80mm，相鄰兩測(cè)試點(diǎn)的距離不宜小于100mm。

    剪壓法測(cè)強(qiáng)的適用范圍如下：

1）檢測(cè)普通混凝土抗壓強(qiáng)度（10～60MPa ）；

2）適用于截面具有直角邊、可施加剪壓力的結(jié)構(gòu)，即所檢測(cè)構(gòu)件應(yīng)具有2個(gè)平行的面，另一側(cè)面需與2個(gè)平行面垂直；

3）齡期不應(yīng)少于14d；

4）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件厚度不應(yīng)小于80mm；

5）水泥、砂、石、模板等適合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；

6）適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量一致的結(jié)構(gòu)。

3 抽檢數(shù)量以及測(cè)位布置

按檢驗(yàn)批抽樣檢測(cè)時(shí)，構(gòu)件抽樣數(shù)不應(yīng)少于同批構(gòu)件的10%；當(dāng)同一檢驗(yàn)批中構(gòu)件間混凝土外觀質(zhì)量有較大差異或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大抽樣數(shù)。測(cè)位數(shù)量與布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）在所檢測(cè)構(gòu)件上應(yīng)均勻布置3個(gè)測(cè)位，當(dāng)3個(gè)剪壓力中的最大值與中間值之差及中間值與最小值之差均超過(guò)中間值的15%時(shí)，應(yīng)再加測(cè)2個(gè)測(cè)位；

2）測(cè)位宜沿構(gòu)件縱向均勻布置，相鄰兩測(cè)位宜布置在構(gòu)件的不同側(cè)面上。測(cè)位離構(gòu)件端頭不應(yīng)小于0.2m，兩相鄰測(cè)位間的距離不應(yīng)小于0.3m；

3）測(cè)位處混凝土應(yīng)平整，無(wú)裂縫、疏松、孔洞、蜂窩等外觀缺陷。測(cè)位不得布置在混凝土成型的頂面；

4）測(cè)位處相鄰面的夾角應(yīng)在88o～92o之間，當(dāng)不滿足這一要求時(shí)，可用砂輪略做打磨處理；

5）測(cè)位應(yīng)避開預(yù)埋件和鋼筋。

4 壓法測(cè)強(qiáng)曲線的建立

本規(guī)程剪壓法測(cè)強(qiáng)曲線是根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院、安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院、陜西省建筑科學(xué)研究院、重慶市建筑科學(xué)研究院、黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院、深圳市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心等試驗(yàn)結(jié)果建立全國(guó)統(tǒng)一測(cè)強(qiáng)曲線。

采用同條件試塊分別進(jìn)行剪壓試驗(yàn)和立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，建立混凝土測(cè)強(qiáng)曲線。試塊分別按齡期為14、28、60、90d進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)齡期的每組由6個(gè)試塊組成。局部承壓試驗(yàn)按下列要求進(jìn)行：

1）剪壓試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)布置在試塊成型側(cè)面；

2）剪壓試驗(yàn)破壞荷載取3個(gè)試塊強(qiáng)度的平均值；

3）試塊混凝土強(qiáng)度代表值按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ107－87的規(guī)定取值；

4）將各齡期的各組立方體的局部承載荷載與混凝土立方體的抗壓強(qiáng)度值，按最小二乘法原理進(jìn)行回歸分析；

5）建立混凝土立方體強(qiáng)度與剪壓力間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其回歸方程為：

                              （1）

式中    ——混凝土強(qiáng)度換算值（MPa）；

          ——試驗(yàn)破壞時(shí)的剪壓力（kN）。

5 混凝土強(qiáng)度的推定

本《規(guī)程》參照已修訂的《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GB50107－87的強(qiáng)度評(píng)定方法，對(duì)混凝土強(qiáng)度的推定作出了相應(yīng)的規(guī)定。取構(gòu)件中各測(cè)位強(qiáng)度換算值的平均值作為該構(gòu)件混凝土強(qiáng)度代表值，當(dāng)按檢驗(yàn)批檢測(cè)時(shí)，需計(jì)算檢驗(yàn)批中混凝土強(qiáng)度代表值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

5.1 單個(gè)構(gòu)件的檢測(cè)

當(dāng)按單個(gè)構(gòu)件檢測(cè)時(shí)，將構(gòu)件混凝土強(qiáng)度代表值除以1.15后的值作為構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值。

5.2 檢驗(yàn)批中所抽檢構(gòu)件數(shù)少于10個(gè)的檢測(cè)

表2  混凝土強(qiáng)度判定系數(shù)

 取式（4）和（5）中的較小值作為該檢驗(yàn)批的混凝土強(qiáng)度推定值。

     對(duì)按檢驗(yàn)批檢測(cè)的構(gòu)件，當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度代表值的標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，該批構(gòu)件應(yīng)全部按單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)：

1） 當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度代表值的平均值 ＜25.0MPa時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差 ＞4.50MPa；

2） 當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強(qiáng)度代表值的平均值 ≥25.0MPa時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)差 ＞5.50MPa。

6 結(jié)  語(yǔ)

2010年7月1日，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布《剪壓法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，編號(hào)為CECS 278：2010，自2010年9月1日起施行。

參考文獻(xiàn)

[1] GBJ107－87，混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JGJ/T 23-2001，回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

作者簡(jiǎn)介： 袁海軍，男，教授級(jí)高工，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，《剪壓法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的主要編制人之一，主要從事結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定工作。