刘兴远,王彬炜,刘洋,王虎彪
(1重庆市建筑科学研究院,重庆 400016;2重庆市綦江区住房和城乡建设委员会,重庆 401420)
刘兴远,王彬炜,刘洋,等.砌筑砂浆抗压强度实体检测探讨[J].重庆建筑,2019(7):37-40.
当前重庆市城区范围内建筑工程采用砌体结构作为主要承重结构已逐渐减少,村镇建设采用砌体结构作为主要承重结构所占比例较大,加之以往工程建设历史,重庆地区仍存在相当数量的砌体承重结构。此外,《建筑工程施工质量验收统一标准》[1]GB 50300-2013中第4章建筑工程质量验收的划分中所述附录B、附录C涉及砌体工程,其中,附录B中分部工程序号2主体结构中的子分部工程砌体结构涵盖的分项工程有:砖砌体、混凝土小型空心砌块砌体、石砌体、配筋砌体及填充墙砌体,此处重点强调的填充墙砌体(注:暂不讨论此划分是否合理)是作为主体结构中的分项工程进行验收的,附录C中挡土墙、围墙等也可能涉及砌体结构,砌体结构中砌筑砂浆抗压强度实体检测是经常遇到的检测项目,《砌体结构设计规范》[2]GB 50003-2011中砌体结构的强度技术指标必须与砂浆强度等级相匹配,为此,工程技术人员及质量监督机构对砌体结构中砌筑砂浆实体抗压强度检测及评定给予了高度重视。
《砌体结构工程施工质量验收规范》[3]GB 50203-2011第5章砌体工程中,第5.2.1条(强条)指出:砖和砂浆的强度等级必须符合设计要求;在第4章砌筑砂浆中的第4.0.13条指出:当施工中或验收时出现下列情况,可采用现场检验方法对砂浆或砌体强度进行实体检测,并判定其强度:①砂浆试块缺乏代表性或试块数量不足;②对砂浆试块的试验结果有怀疑或有争议;③砂浆试块的试验结果,不满足设计要求;④发生工程事故,需要进一步分析事故原因。因此,在相应长的一段时间内,砌体结构中砌筑砂浆实体抗压强度检测及评定依然是建筑工程实践中需要完成的工作,如何正确实施砌体结构中砌筑砂浆实体抗压强度的检测及评定工作是检测机构工程技术人员关心的问题,本文以国家现行技术标准为先导,理清砌体结构中砌筑砂浆实体抗压强度检测方法及特点,讨论其使用中应注意的问题,其工程经验可供相关工程技术人员参考。
经砌体结构工作者的长期研究,我国已提出多种砌体结构砌筑砂浆实体抗压强度检测方法,并形成了相应的国家标准,现据已有技术标准[4-8]给出的检测方法,将其用途、抽样数量、检测设备及限制条件等列于表1。从表1可见,目前我国既有技术标准提供了8种砌体结构砌筑砂浆实体抗压强度现场检测方法(各种方法限制条件要点见表1),具体使用时应按相应的技术标准执行。
虽然我国既有技术标准提供了多种砌体结构砌筑砂浆实体抗压强度现场检测方法,但在重庆市建筑工程实践中常用的现场检测方法为:砂浆回弹法,点荷法和贯入法,其他方法的应用相对偏少。其主要原因是检测技术人员对有关技术标准所述方法不够熟悉、相应检测设备不齐、砂浆品种差异及无专用测强曲线,特别是无专用特定砂浆测强曲线。建立专用砂浆测强曲线需花费较大的人力、物力、财力及时间,且通常只有社会效益,经济效益不显著,故科研机构、企业及国家有关部门难以提供相应的资金支持。
根据建筑工程实践中砌体结构砌筑砂浆实体抗压强度现场检测情况就以下问题进行讨论,讨论仅在技术层面上进行,人为因素编造的虚假检测数据,不作讨论。
表1 砌体工程砌筑砂浆实体抗压强度检测方法及特点
《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011中第3.0.20条明确规定了砌体结构工程检验批划分应同时满足以下3个条件:①所用材料类型及同类材料的强度等级相同;②不超过250m3砌体;③主体结构砌体一个楼层(基础砌体可按一个楼层计),填充墙砌体量少时可多个楼层合并。注意《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011中检验批划分未明确砌筑时间差异问题,对施工时间差异的限制在《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013第4.0.5条中也未作明确规定。砌体工程检验批划分,当连续实施时,应严格按《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011中第3.0.20条划分检验批,应当注意的是当同一个楼层砌体施工量大于250m3砌体时应当划分多个检验批,检验批划分的分段位置需同时符合《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011和《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013的规定。对于施工时间差异控制问题的把控,标准[1,3]虽未具体规定,但应当注意的是当施工中途因故停工,随后再开工建设的砌体工程,即使为同一楼层也应划分成不同的检验批。
《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011使用检测单元的概念间接认定检验批的划分,该标准规定检测单元为:每一楼层且总量不大于250m3的材料品种和设计强度等级均相同的砌体。《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011与《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011认定的检测单元有差异,使用中宜在合同中事先约定,否则,有可能将引起事后争议。
实体砌体工程施工质量检验中,抽样数量不足可能主要由以下因素所致:①检验批划分错误,检测人员未按《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011的规定划分检验批,致使检验批划分的数量偏少,产生此问题可能是检测人员知识水平不足或能力有限所致;②由低价中标引发的问题,因低价中标,故意人为减少检验批数量,如因检测配合劳务费、检测费及交通费等不足,主客观上使掌握技术标准规定的检测机构也不一定愿意按标准[1-8]执行,此时只能从监管部门加强监管、群众举报(投诉)及加大违规成本等手段加以控制和缓解。③时间差异控制及信息不对称等问题引起的检验批划分错误,由于施工资料遗失、人为瞒报等因素的影响,可能致使检验批划分错误。此类问题有时可通过对检测数据的分析,发现检验批划分错误问题,此时,应通过核查检测过程、检测数据及重新划分检验批等手段加以解决。检验批划分正确后,应当按所选定的检测方法规定的抽样数量进行现场检测,不得人为减少抽样数量。
复检有2种情况:①计算、分析和强度推定过程中,出现异常情况或测试数据不足时,应及时补充测试[3];②当发现检测数据推定结果不符合设计要求,或对检测结果有异议时,需重新检测。复检也是再检测的一种方式,复检结果的使用,在《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013中第5.0.6条第3款和第4款给出了具体规定。
对第1种情况,不同检测技术标准对砌筑砂浆抗压强度推定略有差异[4-8],但多数技术标准的基本表述为:当检测结果的变异系数较大(具体数据不同技术标准规定不同)时,应检查产生离散性的原因,且当离散性是因检测单元划分不当造成的,应重新划分检测单元进行检测,并可增加测区数进行补测,然后重新推定;当离散性是其他原因造成的,可根据实际情况采取相应的措施。
当对检测数据或结果有异议时处理较为复杂,涉及到对检测方法的可信性评价问题,同时,复检的抽样方法、数量,不同检测技术标准的规定也有所不同,为此,现场检测前应事先约定复检方法、抽样数量及检测数据处理方法,不宜事后商议;若无特殊要求,可不做检测批检测结果的评价,只对单个构件的砂浆抗压强度进行评定[5-7]。
砌体工程砌体砂浆实体抗压强度现场检测在既有国家标准中提供了多种检测方法,各检测方法特点不一,本文表1汇总了现行有效的检测方法及限制条件,《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011中第3.4.2条第4款主要推荐的检测方法为:推出法、筒压法、砂浆片剪切法、砂浆回弹法、点荷法及砂浆片局压法(共计6种)。
从技术标准的角度出发,需要说明的是各种检测方法在确认适用条件时,应特别注意各方法的限制条件,限制条件也是技术标准适用范围的附加约束条件;如各地区均需要建立地区测强曲线,《钻芯法检测砌体抗剪强度及砌筑砂浆强度技术规程》JGJ/T 368-2015在重庆地区使用时,应建立重庆地区钻芯法测强专用曲线,否则,《钻芯法检测砌体抗剪强度及砌筑砂浆强度技术规程》JGJ/T 368-2015在重庆地区无法使用,此例说明即使有检测方法有技术标准,若无特定地区砌体工程砌体砂浆实体抗压强度测强曲线,该检测方法也无法使用。
砌体工程砌体砂浆抗压强度现场检测方法有多种,技术标准并未明确(或推荐)哪种方法的可信性更高,因此,当对检测结果有异议时,难以确定采用何种检测方法的检测结果作为最终推定结果,此时,宜按本文第3.2节所述办法进行处理,也可事先按各种检测方法的特点约定2种复检方法进行比对,确认最后检测结果,或编制检测专项方案,经专家论证通过后再实施。
砌体工程砌体砂浆实体抗压强度现场检测时,目前复核检测数据的有效性时遇到的主要问题如下:①检测原始记录中对检测点的位置信息及状态信息记录不全(或不准确),对检测数据推定结果有异议时,复检验证存在困难(暂无相应技术标准作为支撑);②测点的代表性难以确认,《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011第3.4.4条给出了测点选择原则,但因测点位置信息不足,难以认定测点的代表性;③测点或试样的真实性、有效性难以确认,有几种情况,一是人为因素虚构检测数据或试样,此情况不做讨论,二是现场试样选择问题具有一定的人为因素,现有标准并未做详细规定,如《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011中第13章点荷法,第3.1.2条规定“从每个测点处,宜取出两个砂浆大片,应一片用于检测,一片备用”,而对其他限制条件未作规定,在现场检测抽取砂浆片时,只有2片或几片砂浆片完整,其他多数情况,砂浆松散无法获得砂浆片,这样获取的试样试验数据理应无效,但现有技术标准中缺少具体规定(或条文说明),给人为操作留下了空间。
在检测数据处理时,《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011中第15章给出了具体要求,但应注意砌体工程修建时间问题,不同时间修建的砌体工程砂浆抗压强度的推定公式不同,使用者有时可能未注意到此细节;同时该标准第15.0.6条及第15.0.7条对砌筑砂浆强度推定值也做了限制,而《钻芯法检测砌体抗剪强度及砌筑砂浆强度技术规程》JGJ/T 368-2015无相应限制,《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》JGJ/T 136-2017对砂浆抗压强度检测强度的限制范围为0.4~16.0MPa(《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011未对贯入法检测砌筑砂浆抗压强度进行规定)。
砌体工程应用存在其普遍性和广泛性,因不同的历史时期材料性能等因素有所差异,已建成了不同质量水平的砌体工程,低强度砌筑砂浆砌体工程仍具有一定的普遍性,准确确定低强度砌筑砂浆实体抗压强度值仍存在一定困难,因此,《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011第15章第5.0.6条指出:当砌筑砂浆强度检测结果小于2.0MPa或大于时15MPa时,不宜给出具体检测值,可仅给出检测值范围f2<2.0MPa或f2>15MPa。但实际砌体工程安全性验算时,又需要有砌筑砂浆抗压强度的具体数值,此时,建议采用国家行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》JGJ/T 136-2017对低强度砌筑砂浆抗压强度进行检测。另外需注意的是:目前所有的砌体工程砌筑砂浆抗压强度现场实体检测方法均为间接法,均需要建立测强曲线,方可推定砌筑砂浆抗压强度。
工程实践中,因未预留砂浆抗压强度检验试件等原因或其他不同需求,需要获得实体砂浆抗压强度实测值,如岩土工程锚杆灌注砂浆的抗压强度、注浆地基砂浆抗压强度等,当不同检测机构的检测人员采用 《砌体工程现场检测技术标准》GB/T 50315-2011中的检测方法检测实体砂浆抗压强度 (如点荷法)时,这种检测数据有效吗?《建筑结构检测技术标准》[9]GB/T 50344-2004中第3.3.5条给出了采用扩大相应检测标准适用范围的检测方法时应符合的条件,遗憾的是相应检测机构工程技术人员并未按此规定执行,检测数据的合法性不成立,属违规检测行为。因检测数据无效或违规提供的检测数据引起工程事故时,检测机构理应承担相应的法律责任,此点应引起检测机构高度重视,故此,采用扩大相应检测标准适用范围的检测方法时,应按 《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004的有关规定执行。
砌体结构砌筑砂浆实体抗压强度现场检测有不同的方法,各种检测方法技术特点不同,适用范围和限制条件也有所差别,使用时工程技术人员应认真学习相应的技术标准,正确使用技术标准。本文对应用中常见的问题进行了讨论,可供工程技术人员参考,同时,需强调指出的是,现场检测测区、测点和测样应提供完整的信息,抽样试件应具有随机性 (不是随意性)和代表性,数据处理应符合技术标准规定,不得随意扩大相应检测标准的适用范围。