浅谈公路与桥梁建设中抗压强度检测贯入法的应用

浅谈公路与桥梁建设中抗压强度检测贯入法的应用贯入法检测技术是指根据测钉的贯入深度与砂浆的抗压强度呈负相关这一原理，采用压缩工作弹簧加荷，把一特制测钉贯入砂浆中，由测钉的贯入深度来检测砂浆的抗压强度。砌筑砂浆的抗压强度是直接影响砌体强度的重要参数。在实际施工中，由于对砌筑砂浆的质量不够重视，往往发生质量事故。在对质量事故进行鉴定及对既有建筑物进行加固改造时都需要对砌筑砂浆的抗压强度进行原位检测．由于砌体中砌筑砂浆的厚度很薄，强度范围大，原位检测比较困难．SJY800型贯入式砂浆强度检测仪(以下简称贯入仪)为检测砌筑砂浆的抗压强度提供了一种较为理想的方法。1、引入贯入仪的使用贯入法检测仪器由贯入仪，贯入深度测量表，测钉及测钉量规组成。检测时，用摇柄旋转贯入仪的负载铜螺母，逐渐压缩工作弹簧，直到挂钩棘爪锁住贯入杆为止，此时贯入杆受力；将负载铜螺母退至贯入杆最顶端，使贯入仪的扁头对准灰缝中部，拉起扳手，释放工作弹簧，测钉即可迅速地贯入砂浆内。用贯入深度测量表测量测钉在砂浆中的贯入浓度。测钉用特种钢制成，每一测钉可使用3O～8O次(视所测砂浆强度的不同而异)。测钉是否废弃可用测钉量规来检查，当测钉能够通过量规槽时，就应当废弃更换。利用弹簧来提供贯入仪的贯入能量，优点是保证了测钉每次贯入的能量能够保持一致，而且各台仪器之间的贯入能量也能够很容易地保持一致，只要在仪器安装时调整弹簧的工作长度便可做到。使一台仪器建立的测强曲线可以适用于任一台仪器，为贯入法检测技术的推广和应用提供了必要的保证。贯入仪在新使用和使用一段时间后，应送有关部门进行检定，以确保检测仪器在正常状态下工作。2、建立砂浆的贯入深度和抗压强度之间的相关关系——测强曲线贯入试验前，须建立砂浆的贯入深度和抗压强度之间的相关关系，即测强曲线。在工程质量检测中，将检测所得的贯入深度通过测强曲线计算出砂浆的抗压强度。2．1试块的制作及试验互相对应的贯入试验试块和抗压强度试块应是同盘制作，同强度等级，同条件养护和同龄期试验2．1．1贯入试验。将龄期在28d以上的砂浆试块以6块为1组进行贯入试验，每块进行一次贯入试验，取6块试块的平均值为该组试块贯入深度的代表值。2．1_2强度试验。将与贯入试验对应的另一组(未进行过贯入试验)试块，也以6块为1组，在压力试验机上进行抗压强度试验。取6块试块的平均值作为该组试块强度的代表值。2．2测强曲线的建立。将贯入深度和试块的抗压强度采用Y=axb函数形式进行回归分析。按砂浆品种不同分为4种，即水泥混合砂浆、水泥砂浆、粉煤灰砂浆和微沫砂浆。回归分析时，考虑到与现行砌体结构设计规范(GBJ3—88)相符合，以及提高测强曲检测精度的要求，只对砂浆强读为0．3～16．0MPa范围内的数据进行计算．回归分析结果见表1。表1不同砂浆的回归分析结果上述测强曲线在检验概率x=0．95的条件下，均具有显著的相关性。3、验证建立的测强趋向一检测误差验证检测误差验证是为了验证建立的测强曲线，在进行砌体检测时可能产生的误差，每种砂浆分别按设计强度等级为M0．4M2．5、M7．5、M15进行配制．用普通烧结实心砖砌筑，砌体截面尺寸为240mmx1000mm，每条灰缝一个强度等级．在砌筑的同时，每条灰缝至少预留一组试块与砌体进行同条件养护．28d以后，在同一龄期对砌体中的灰缝砂浆采用贯入法进行砂浆抗压强度检测．在贯入试验的同时将预留的砂浆试块进行抗压强度试验取6块试块砂浆抗压强度平均值为代表值．将两种方法所得的砂浆强度值以试块的强度值为基准计算贯入法的检测误差．误差验证结果表明，贯入法检测砌体灰缝砂浆抗压强度的精度的精度是比较高的，其检测结果平均相对误差为17．2％，最少相对误差仅3．6％。4、贯入法检测技术的实施4．1测点布置．在进行现场砂浆强度检测时．一般以相邻两轴线间的墙体或独立构件且面积不大与5000mmx5000mm的砌体为一个取样单位，亦可按有关单位的要求确定检测数量．每一取样单位内的测区数为一个，测区面积不小于1000mmxlO00mm，测区宜选择在承重构件的可测面上，并避开门窗洞和预埋铁件等障碍物．在每一测区内测试16个点，测点在测区内的水平灰缝上随机分布。当砌体有饰面层、粉刷层、勾缝砂浆、浮浆等应清除干净，待灰缝砂浆暴露后，经打磨平整再进行检测。4．2贯入试验。贯入试验时要将贯入仪对准灰缝中部，并垂直压在被测砌体灰缝砂浆的表面，然后进行贯入试验。若测点处的砂浆存在空洞、砂浆破损掉边或测点不在灰缝砂浆中时，应将该测点废弃，重新补测一点。4．3数据处理。将单个测区内的16测点的贯入深度值中的3个较大值和3个较小值剔除，余下的1O个测点取平均值，将平均值代入测强曲线，即可得到测区的砂浆强度检测结果。砂浆强度的评定可参考现行国家标准《砌体工程施工及验收规范}(GB50203—98)中的有关规定进行。5、贯入法对工程检测的效果采用sJY800型贯入式砂浆强度检测仪和建立的测强曲线，在全国各地对工程中遇到的质量问题进行了检测鉴定，均取得了满意的效果。例如，北京某学院54号宿舍楼工程质量检测，该宿舍楼为5层砖混结构，于1962年建成，建筑面积为476om2。建筑主体用75号砖(相当于MU7．5)，1、2层为5O号(相当于M5)水泥混合砂浆。3-5层为25号(相当于M2．5)水泥混合砂浆。因增层需要对该建筑物现有质量进行检测鉴定。其中砌筑砂浆的抗压强度采用贯入法检测，其结果见表2。检测结果表明，砌筑砂浆的抗压强度离散性较大，且有部分砌体的砂浆强度不能满足原设计要求。通过以上的工程实践表明，采用贯入法检测砌筑砂浆的抗压强度科学、简便且能够得到满意的结果。尤其是SJY800型贯入式砂浆强度检测仪的使用，它在使用中操作简单，测试快捷，费用低廉，而且对结构物不会造成损坏，是一种易于推广应用的无损检测仪器。此项技术使砂浆的检测更加准确，从而降低路桥面损伤以及事故的发生率。