周長(zhǎng)標(biāo)

深圳市建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站 廣東 深圳 518030

回彈-取芯法作為結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)的一項(xiàng)主要方法，被寫(xiě)進(jìn)新版GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（以下稱“規(guī)范”）與同條件試件法并行使用[1]。但在工程實(shí)踐中，回彈-取芯法已為必檢項(xiàng)目，而同條件試件法卻淪為雞肋。規(guī)范中僅給出回彈-取芯法的合格性判定標(biāo)準(zhǔn)，并沒(méi)有明確達(dá)不到合格判定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的進(jìn)一步處理程序，各地各企業(yè)的后續(xù)處理方法并不統(tǒng)一，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)混亂，有必要做出進(jìn)一步的闡述。

1 混凝土抗壓強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系

混凝土原材料組合的復(fù)雜性，試驗(yàn)試件形狀尺寸的多樣性，導(dǎo)致強(qiáng)度指標(biāo)的多樣性，再加上施工評(píng)定用指標(biāo)與結(jié)構(gòu)計(jì)算用指標(biāo)的不統(tǒng)一，造成了在混凝土強(qiáng)度問(wèn)題上施工與設(shè)計(jì)之間理解的障礙。

混凝土工程中常用的幾種抗壓強(qiáng)度指標(biāo)分別為：

1）混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值，是所有混凝土抗壓強(qiáng)度表達(dá)中的“母值”。

2）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值，是結(jié)構(gòu)計(jì)算所采用的值。

3）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度，是施工過(guò)程中對(duì)混凝土材料強(qiáng)度質(zhì)量評(píng)定的重要指標(biāo)。

4）回彈值、換算回彈值、芯樣強(qiáng)度值，是結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)的重要指標(biāo)。

經(jīng)驗(yàn)證明，雖然結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)采用的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值只有混凝土材料標(biāo)準(zhǔn)值的0.45～0.48，但如果將實(shí)體檢驗(yàn)時(shí)的高徑比1∶1的芯樣換算成標(biāo)準(zhǔn)棱柱體強(qiáng)度，就與軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值比較接近了，如果檢驗(yàn)不合格，就可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度低于結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的混凝土強(qiáng)度，從而威脅結(jié)構(gòu)安全。試塊強(qiáng)度為正態(tài)分布，但從檢驗(yàn)情況來(lái)看，結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度正態(tài)分布的特征并不明顯，也許是回彈值偏差較大，而芯樣數(shù)量相對(duì)較少的原因，也可能是澆筑過(guò)程和養(yǎng)護(hù)條件的隨機(jī)性沖淡了其正態(tài)分布的特征。

2 回彈-取芯法的理論基礎(chǔ)及優(yōu)缺點(diǎn)

2.1理論基礎(chǔ)

回彈-取芯法利用回彈法簡(jiǎn)潔、快速、覆蓋面廣的優(yōu)點(diǎn)，快速確定結(jié)構(gòu)相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)，再用鉆芯法直接、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)復(fù)核相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)的芯樣強(qiáng)度，合理利用了回彈法與鉆芯法2種方法的優(yōu)點(diǎn)，兼具科學(xué)性、適用性和良好的可操作性[2]。其理論基礎(chǔ)為以下幾點(diǎn)：

1）回彈值與混凝土強(qiáng)度值之間偏差較大，回彈法不宜單獨(dú)作為結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法。

2）回彈法固有的不確定性所造成的偏差不是嚴(yán)格意義上的系統(tǒng)誤差，且在不同的工程中表現(xiàn)為隨機(jī)性，回彈值與芯樣強(qiáng)度值之間未發(fā)現(xiàn)回歸關(guān)系，通過(guò)回歸方法得到芯樣強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)測(cè)區(qū)回彈換算強(qiáng)度之間的換算曲線是行不通的。

3）回彈值與混凝土強(qiáng)度值之間具有正相關(guān)關(guān)系，可通過(guò)回彈確定結(jié)構(gòu)相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)，如相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)的芯樣強(qiáng)度滿足要求，則可“大概率”判定該批實(shí)體混凝土強(qiáng)度滿足要求。

4）該“大概率”是否≥95%，即是否具有95%及以上的保證率，并無(wú)法確定，這就是回彈-取芯法不可作為“評(píng)定混凝土強(qiáng)度最終依據(jù)”的主要原因。

2.2固有缺點(diǎn)

1）不具有評(píng)定功能。因回彈-取芯法不確定具有95%及以上保證率的理論基礎(chǔ)，所以該方法不具有評(píng)定功能，即“只抽檢，不評(píng)定”，只有檢驗(yàn)區(qū)的檢驗(yàn)值，而沒(méi)有批推定值，不可作為評(píng)定結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度的最終依據(jù)。

2）“相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)”容易被刻意避開(kāi)。因回彈方法的簡(jiǎn)便快捷，預(yù)拌混凝土企業(yè)可快速普查，基本掌握實(shí)體混凝土強(qiáng)度高低區(qū)域的大致分布，當(dāng)施工單位和檢測(cè)機(jī)構(gòu)達(dá)成默契，并在建設(shè)單位和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的默許下，檢驗(yàn)時(shí)完全可以刻意避開(kāi)“相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)”，從而導(dǎo)致回彈-取芯法實(shí)際意義上的失效。數(shù)年來(lái)，社會(huì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)無(wú)一例報(bào)告結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)不合格，而主管部門(mén)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)卻經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不合格，足以說(shuō)明這一情況是真實(shí)存在的。

3 回彈-取芯法在結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)中的地位

混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收分為混凝土材料強(qiáng)度檢驗(yàn)批驗(yàn)收和結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收這2個(gè)階段?，F(xiàn)行規(guī)范將同條件試件強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定劃歸結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)，但在實(shí)際工程中，所有工地都能提供同條件試件符合要求的合格報(bào)告，但所有工程也必須采用回彈-取芯法進(jìn)行檢驗(yàn)。也就是，同條件養(yǎng)護(hù)試件方法已淪為“雞肋”，必須合格，但即使合格也不足以直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)收[3-7]。

同條件試件法是沿用2002年版規(guī)范，因其簡(jiǎn)便易行，被保留下來(lái)。實(shí)際上，同條件試件與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件僅在養(yǎng)護(hù)條件上有所不同，只是在實(shí)際施工環(huán)境下對(duì)混凝土材料強(qiáng)度及配合比的一種“復(fù)驗(yàn)”，更接近于材料檢驗(yàn)批環(huán)節(jié)的把控，并不能反映實(shí)體構(gòu)件在澆筑過(guò)程中因形狀尺寸、成形工藝、配筋密度、振搗情況等對(duì)實(shí)體強(qiáng)度的影響，這是同條件試件法的最大局限性，也是新規(guī)范引入回彈-取芯法進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)的迫切原因。但因同條件試件法執(zhí)行十多年來(lái)，整體執(zhí)行狀況良好，大多數(shù)情況下能夠保證工程實(shí)體質(zhì)量驗(yàn)收的可靠性，而回彈-取芯法剛剛進(jìn)入規(guī)范，仍然需要積累經(jīng)驗(yàn)，所以規(guī)范并沒(méi)有過(guò)于冒進(jìn)，直接摒棄同條件試件法。同條件試件法“整體執(zhí)行狀況良好”是預(yù)拌混凝土整體性能提高的重要表現(xiàn)。

在混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收流程中，回彈-取芯法處于核心位置，是結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度驗(yàn)收最為重要的環(huán)節(jié)，遠(yuǎn)高于“規(guī)范”賦予的地位。同時(shí)由于固有的2大缺點(diǎn)，回彈-取芯法在結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)中“只抽檢，不評(píng)定”，在結(jié)構(gòu)實(shí)體驗(yàn)收中發(fā)揮的作用需要進(jìn)一步認(rèn)真評(píng)估?；炷翉?qiáng)度在時(shí)間上、空間上和數(shù)值上的不均勻性是這種材料本身的固有特性，我們做過(guò)“一孔雙芯”和“一孔三芯”的試驗(yàn)，有的同一孔內(nèi)的芯樣強(qiáng)度值都有較大的不同。所以，在采用回彈-取芯法對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)芯樣值偏差較大，甚至個(gè)別芯樣值低于合格判定標(biāo)準(zhǔn)的情況并不少見(jiàn)。但進(jìn)一步對(duì)所在構(gòu)件和所在檢驗(yàn)批進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定時(shí)，93%以上的推定值都能滿足混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的要求。因此，回彈-取芯法的真正作用不在于直接判定實(shí)體混凝土強(qiáng)度的合格與否，而是篩選大面積、系統(tǒng)性強(qiáng)度偏低的過(guò)程。

深圳地區(qū)主管部門(mén)采用回彈-取芯法監(jiān)督抽檢混凝土實(shí)體強(qiáng)度的初檢不合格率在5%左右，最終評(píng)定不合格率為0.3%左右，不合格率雖不高，但是真實(shí)存在的。社會(huì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)數(shù)量批次數(shù)十倍、百倍于監(jiān)督抽檢，卻一單不合格的情況都沒(méi)有。由此可見(jiàn)，回彈-取芯法在社會(huì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)中使用的效果和真實(shí)性的確存在很大問(wèn)題。

同條件試件法守住混凝土拌和物的質(zhì)量關(guān)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)性的原材料和配合比問(wèn)題；回彈-取芯法復(fù)驗(yàn)結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度，評(píng)估施工條件對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響，這是規(guī)范對(duì)混凝土施工質(zhì)量管控的制度設(shè)計(jì)。如盲目抬高回彈-取芯法在實(shí)體檢驗(yàn)中的地位，而將同條件試件法淪為雞肋，回彈-取芯法在執(zhí)行過(guò)程中又刻意回避相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)，勢(shì)必造成兩項(xiàng)把關(guān)措施效果的同時(shí)打折甚至失效，發(fā)生混凝土質(zhì)量事故而茫然不知。

2019年“長(zhǎng)沙問(wèn)題混凝土”事件中，涉事項(xiàng)目C10棟12—27層混凝土強(qiáng)度存在問(wèn)題，按5～6 d/層的施工速度，該問(wèn)題持續(xù)時(shí)間達(dá)3個(gè)月之久，因發(fā)現(xiàn)構(gòu)件開(kāi)裂才組織現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，同條件試件法顯然處于失效狀態(tài)。2020年深汕合作區(qū)某住宅項(xiàng)目，多棟塔樓的15—32層混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，也是同條件試件法形同虛設(shè)，沒(méi)有起到前期把關(guān)作用。而回彈-取芯法又因?yàn)辇g期和批次等因素，滯后數(shù)月，造成了混凝土強(qiáng)度問(wèn)題的堆積，最終導(dǎo)致大范圍的質(zhì)量事故。

4 回彈-取芯法應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

4.1回彈構(gòu)件的數(shù)量應(yīng)滿足要求

回彈-取芯法是結(jié)合回彈法的普查與鉆芯法的準(zhǔn)確于一體，首先是通過(guò)回彈普查找出相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)，再通過(guò)鉆芯驗(yàn)證。如果回彈構(gòu)件數(shù)量不夠，則普查面太窄，找出的3個(gè)最低回彈區(qū)也許并不能代表“相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)”，芯樣強(qiáng)度值即使合格，但此次回彈-取芯法檢測(cè)的可靠度仍相對(duì)較低。建議各責(zé)任主體在規(guī)范附錄D的基礎(chǔ)上，根據(jù)各自質(zhì)量水平的高低合理確定回彈構(gòu)件數(shù)量，不得全部按規(guī)范的最小值選取。

4.2 回彈構(gòu)件及構(gòu)件上的測(cè)區(qū)位置應(yīng)隨機(jī)選取均勻分布

回彈構(gòu)件及構(gòu)件上的測(cè)區(qū)位置的隨機(jī)選取、均勻分布，也是“相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)”是否具有代表性的前提條件。如果檢測(cè)前，責(zé)任主體已通過(guò)快速回彈普查，基本掌握了實(shí)體混凝土強(qiáng)度高低區(qū)域的大致分布，檢驗(yàn)時(shí)刻意避開(kāi)“相對(duì)低強(qiáng)度區(qū)”，從而導(dǎo)致回彈-取芯法實(shí)際意義上的失效。在工程實(shí)踐中，該現(xiàn)象比較普遍，主管部門(mén)應(yīng)引起重視。

4.3同一構(gòu)件上出現(xiàn)多個(gè)相對(duì)低回彈區(qū)的也應(yīng)鉆芯

工程檢測(cè)過(guò)程中，同一構(gòu)件上的5個(gè)回彈測(cè)區(qū)，按照規(guī)范最多只能有一個(gè)最小平均回彈值測(cè)區(qū)有資格最終排序進(jìn)入鉆芯行列。也經(jīng)常遇到這樣一種情況：即同一構(gòu)件上出現(xiàn)2個(gè)及以上平均回彈值測(cè)區(qū)從數(shù)值上可排進(jìn)最小的3個(gè)測(cè)區(qū)，而并沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)行抽芯驗(yàn)證，如果該構(gòu)件上的那個(gè)測(cè)區(qū)芯樣值不滿足要求，則該構(gòu)件的強(qiáng)度就非常值得懷疑，建議也要對(duì)此種情況下的該構(gòu)件的其他較低測(cè)區(qū)進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證。

5 回彈-取芯法失敗后的處理程序

回彈-取芯法失敗，指的是芯樣強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)范附錄D中的合格性標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法按照規(guī)范對(duì)該批次結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度判為合格。同時(shí)，由于回彈-取芯法的固有缺陷，無(wú)法給出批推定值，從而也無(wú)法直接判為不合格。此時(shí)，回彈-取芯法失敗，不可再次采用該方法繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)，需采用其他方法進(jìn)行評(píng)定。

根據(jù)規(guī)范10.1.5條，應(yīng)委托具有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用較多的檢測(cè)方法是鉆芯修正回彈法。鉆芯修正回彈法雖然不能通過(guò)鉆芯修正來(lái)保證每個(gè)回彈測(cè)區(qū)換算強(qiáng)度的準(zhǔn)確性，但可以做到修正后的回彈檢測(cè)結(jié)果與鉆芯法檢測(cè)結(jié)果在統(tǒng)計(jì)意義上一致。更具體地說(shuō)，該方法修正過(guò)的單個(gè)檢測(cè)值不一定準(zhǔn)確，但批推定值基本準(zhǔn)確，可以采信。

采用鉆芯修正回彈法對(duì)回彈-取芯法失敗的檢驗(yàn)批進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定時(shí)，需分別給出整個(gè)檢驗(yàn)批的強(qiáng)度推定值，以及達(dá)不到回彈-取芯法合格判定標(biāo)準(zhǔn)的芯樣所在構(gòu)件的強(qiáng)度推定值，且在該芯樣鉆孔附近需有重新鉆芯。重新取樣后，檢測(cè)鉆芯修正回彈法批推定值是否不小于強(qiáng)度等級(jí)值、達(dá)不到回彈-取芯法合格判定標(biāo)準(zhǔn)的芯樣所在構(gòu)件的強(qiáng)度推定值是否不小于強(qiáng)度等級(jí)值、重新鉆芯取樣的芯樣強(qiáng)度值是否大于0.88倍的強(qiáng)度等級(jí)值。如果同時(shí)滿足3個(gè)條件，則可進(jìn)行驗(yàn)收。

如果鉆芯修正回彈法批推定值或達(dá)不到回彈-取芯法合格判定標(biāo)準(zhǔn)的芯樣所在構(gòu)件的強(qiáng)度推定值不滿足判定標(biāo)準(zhǔn)，則要求設(shè)計(jì)按推定值能夠達(dá)到的混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)值所對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)的強(qiáng)度降低等級(jí)進(jìn)行計(jì)算復(fù)核；如果重新鉆芯取樣的芯樣強(qiáng)度值不滿足判定標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度局部不均勻性進(jìn)行設(shè)計(jì)復(fù)核。只有當(dāng)相關(guān)復(fù)核結(jié)果滿足要求時(shí)，方可驗(yàn)收，如果復(fù)核不通過(guò)，則分別加固處理。

標(biāo)養(yǎng)試塊強(qiáng)度、同條件試塊強(qiáng)度和芯樣強(qiáng)度都是立方體抗壓強(qiáng)度，只能與混凝土材料標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較和判定，而結(jié)構(gòu)計(jì)算使用的是軸心受壓強(qiáng)度，來(lái)源于棱柱體試件強(qiáng)度。棱柱體試件強(qiáng)度無(wú)論是在施工過(guò)程中的材料強(qiáng)度檢驗(yàn)還是在結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)中均未被采用，規(guī)范中結(jié)構(gòu)計(jì)算使用的軸心受壓強(qiáng)度從混凝土強(qiáng)度等級(jí)給出。因此設(shè)計(jì)無(wú)法對(duì)檢驗(yàn)強(qiáng)度值直接進(jìn)行復(fù)核，應(yīng)按照推定值能夠達(dá)到的混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)所對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。在工程實(shí)踐中，在沒(méi)有評(píng)定推定值的情況下，設(shè)計(jì)院僅對(duì)單個(gè)或者多個(gè)鉆芯芯樣強(qiáng)度直接進(jìn)行復(fù)核，進(jìn)而判斷整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性能的現(xiàn)象非常普遍，這種做法是錯(cuò)誤的。

6 結(jié)語(yǔ)

回彈-取芯法相較于原來(lái)的回彈法更加準(zhǔn)確，比抽芯法抽樣更加有針對(duì)性，是結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)方法的一次明顯進(jìn)步，但“只能抽檢，不予評(píng)定”的缺點(diǎn)，注定該方法仍然是結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)的過(guò)程手段而不是最終判決。規(guī)范在該方法檢驗(yàn)不通過(guò)時(shí)的后續(xù)處理程序又沒(méi)有給出具體規(guī)定，所以在執(zhí)行過(guò)程中，不少部門(mén)和企業(yè)誤將此方法作為結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，盲目夸大該方法的作用和地位，想方設(shè)法規(guī)避出現(xiàn)不合格的檢測(cè)結(jié)果，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的失真，喪失了篩選和發(fā)現(xiàn)大面積、系統(tǒng)性強(qiáng)度偏低等重大質(zhì)量問(wèn)題的機(jī)會(huì)。再加上同條件試件法逐漸失去檢驗(yàn)地位，前期材料把關(guān)失手，造成了混凝土強(qiáng)度問(wèn)題的堆積，最終導(dǎo)致大范圍的質(zhì)量事故不斷發(fā)生。本文對(duì)回彈-取芯法進(jìn)行介紹，就是希望能在工程中避免大范圍質(zhì)量事故的發(fā)生，以切實(shí)確保建筑工程的質(zhì)量。