周 楊， 李玉生， 樊文勝

(1.江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西 南昌 330000；2.江西交通咨詢有限公司，江西 南昌 330000；3.江西省交通投資集團項目建設管理公司，江西 南昌 330000)

0 引 言

隨著國內公路里程規(guī)模不斷發(fā)展，混凝土結構數(shù)量和規(guī)模也逐年增大。目前公路工程混凝土強度檢測方法有：回彈法、超聲-回彈法、取芯法、標養(yǎng)試塊抗壓法、同條件養(yǎng)護試塊抗壓法等，公路工程混凝土強度評定方法主要依據(jù)《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1)“附錄D水泥混凝土抗壓強度評定法”，即以標準養(yǎng)生28 d齡期的試件、在標準試驗條件下測得的極限強度作為評定方法。但是根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范評定方法，需按要求制作相應數(shù)量的試塊個數(shù)。這又導致滿足混凝土強度評定要求的同時，制作試塊也帶來巨大的浪費和經(jīng)濟損失，以萍蓮高速A3標為例，該標段路基工程包括挖方93.1萬m3，填方26.6萬m3；橋梁工程包括特大橋1 917 m/2座，大橋2 749 m/4座，樁基共計706根，30 m T梁258片，40 m T梁888片；隧道工程包括短隧道左線278 m/右線350 m；涵洞工程包括箱涵58 m/1道。該標段為典型的山嶺區(qū)高速公路建設項目，標段內6橋1隧，橋隧比高達80%。從開工到項目結束，制作試驗室標養(yǎng)試塊40 000余個, 試塊制作及人工試驗等綜合成本共計約214萬。

目前國內外不少學者針對公路工程混凝土強度檢測及評定方法進行了應用研究。張明嬌[1]針對公路工程水泥混凝強度檢測、評定方法進行了相關探討，提出一些有效的改進措施。張科強等[2]基于混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范，總結其與工程實踐中的不合理之處，并通過試驗分析，認為施工企業(yè)加強同條件試塊驗收合格的條件下，可減少回彈取芯法的驗收比例，從而減少損傷結構。尚靜媛等[3]等采用回彈法、鉆芯法、試塊法三種檢測方法對混凝土模擬實體及試塊強度進行測試，探討了三種強度檢測方法之間存在的關系。孫立娜[4]提出對公路工程中的水泥混凝土進行強度檢測，可以有效地評價公路路面的施工質量，同時也決定了公路主體結構的穩(wěn)定性。

綜上所述，現(xiàn)有研究未對現(xiàn)行公路工程混凝土強度評定方法不合理之處進行研究。

1 混凝土強度檢測方法相互間關系

1.1 同條件試塊和標養(yǎng)試塊抗壓強度關系

根據(jù)《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)的要求，標養(yǎng)條件混凝土試塊抗壓強度乘以0.88后，可視為同條件養(yǎng)護的混凝土試塊抗壓強度，因同條件養(yǎng)護下混凝土強度通常低于標準養(yǎng)護條件下的混凝土強度,主要是由于同條件養(yǎng)護試件與標準養(yǎng)護條件的差異，包括溫度、濕度條件的差異，系數(shù)0.88主要是考慮到實際混凝土結構及同條件養(yǎng)護試件可能失水等不利于強度增長的因素,是經(jīng)試驗研究及工程調查確定的。

1.2 結構實體上同一位置回彈法和取芯法強度關系

根據(jù)尚靜媛等[3]的研究，根據(jù)回彈法和鉆芯法檢測強度原理及實驗數(shù)據(jù)，在實體檢測過程中回彈強度值要比鉆芯強度值低，并且隨著混凝土強度等級增大，這種差異越明顯，這是因為回彈法檢測混凝土強度主要是作用在混凝土實體結構的表面，而且由于施工因素及外界環(huán)境作用，會使得表面比內部松散，易發(fā)生混凝土碳化，進而使表面強度低于內部。因此，當混凝土強度等級越高時，回彈法的適用性反而越差，分析14 d和28 d回彈強度和鉆芯強度的差異性，可知隨著齡期的增長這種差異性仍然存在，但此差異逐漸減小。因此,在高強混凝土中回彈法的適用性受到限制，回彈法測試的強度值明顯低于其實體強度。

1.3 結構實體上回彈法和標養(yǎng)試塊強度關系

根據(jù)尚靜媛等[3]的研究，在齡期為28 d時，對立方體施加一定壓力后進行回彈得到的強度值與該試塊抗壓強度值存在差異性較大，標準立方體試塊抗壓強度值與實體回彈強度值也存在較大差異，這些差異性隨著混凝土強度等級的增大而增大，并且回彈法與試塊法之間的差異性大于與鉆芯法的差異性，這是由于在自然養(yǎng)護下，齡期達到28 d時，混凝土實體內部并未水化完全，強度還存在一定增長空間，導致試塊法與鉆芯法測試強度偏差較大，而試塊回彈與實體回彈強度值差異性較小，且此差異不受強度等級的影響。

以萍蓮高速為例，選取7個標段共151個設計C35墩柱及216片設計C50梁板的標養(yǎng)試塊強度與對應結構實體28 d回彈強度數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，C35墩柱28 d回彈強度平均值約為0.913倍標養(yǎng)試塊強度平均值、C50梁板28 d回彈強度平均值約為0.916倍標養(yǎng)試塊強度。隨著混凝土強度等級增大，標準立方體試塊抗壓強度值與實體回彈強度值差異性也隨之增大。具體數(shù)據(jù)見表1，如圖1、圖2所示。

表1 C35墩柱及C50梁板標養(yǎng)試塊強度與結構實體28天回彈強度數(shù)據(jù)對比表

圖1 萍蓮高速各標段C35墩柱標養(yǎng)試塊強度與回彈強度對比圖

圖2 萍蓮高速各標段標C50梁板養(yǎng)試塊強度與回彈強度對比圖

1.4 結構實體上取芯法和同條件養(yǎng)護試塊強度關系

因兩種方法檢測的均為處于外部條件下結構實體，故兩種方法檢測得到的強度結果基本一致。

2 混凝土強度評定方法

2.1 現(xiàn)有的混凝土強度評定方法

現(xiàn)有的混凝土強度評定規(guī)范包括國標《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)及公路行業(yè)標準《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)，其中：

(1)《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)針對結構實體檢驗要求：對涉及混凝土結構安全的有代表性的部位應進行結構實體檢驗。結構實體檢驗應包括混凝土強度、鋼筋保護層厚度、結構位置與尺寸偏差以及合同約定的項目，必要時可檢驗其他項目。結構實體檢驗應由監(jiān)理單位組織施工單位實施，并見證實施過程。施工單位應制定結構實體檢驗專項方案，并經(jīng)監(jiān)理單位審核批準后實施。除結構位置與尺寸偏差外的結構實體檢驗項目，應由具有相應資質的檢測機構完成。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(yǎng)護試件方法，當未取得同條件養(yǎng)護試件強度或同條件養(yǎng)護試件強度不符合要求時，可采用回彈-取芯法進行檢驗。同條件養(yǎng)護試塊強度評定標準參考《混凝土強度檢驗評定標準》(GB/T 50107—2010)。

(2)《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)對于混凝土結構強度檢查方法要求按照附錄D進行，而附錄D要求評定水泥混凝土的抗壓強度應以標準養(yǎng)生28 d齡期的試件、在標準試驗條件下測得的極限強度為準，每組試件3個，同批試件組數(shù)大于或等于10組時，應以數(shù)理統(tǒng)計方法評定，同批試件組數(shù)小于10組時，可用非數(shù)理統(tǒng)計方法評定。該方法適用于做配合比試驗時使用，具有基礎指導性，有利于造價計算的統(tǒng)一。

2.2 公路工程混凝土強度評定方法存在的問題

(1)《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)針對結構實體混凝土強度要求宜采用同條件養(yǎng)護試件方法，當未取得同條件養(yǎng)護試件強度或同條件養(yǎng)護試件強度不符合要求時，可采用回彈-取芯法進行檢驗?！豆饭こ藤|量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)卻僅提供標準養(yǎng)生28 d齡期的試件測得的極限強度評定混凝土強度這一種檢測方法，該規(guī)范未對結構實體混凝土強度的檢測及驗收方法進行規(guī)定，實體結構混凝土強度評定存在盲區(qū)。而目前公路行業(yè)普遍的做法是采用標準養(yǎng)生28 d齡期的試件測得的強度作為實體結構混凝土強度的評定標準，這明顯不符合工程現(xiàn)場實際情況。

(2)《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)中，將標養(yǎng)條件混凝土試塊抗壓強度與同條件養(yǎng)護的混凝土試塊抗壓強度的換算系數(shù)定為0.88值得商榷。因中國地域遼闊，各地方氣候條件差異較大，結構實體混凝土所處溫濕度環(huán)境都不一樣，僅按0.88的通用換算系數(shù)應用到具體工程結構實體混凝土評定中并不嚴謹。

(3)混凝土強度應探索應用無損檢測評定的新方法，而非一味地做試塊，這也是節(jié)約資源和環(huán)境保護的需要。

3 建 議

公路工程混凝土評定方法建議：

(1)建議《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)明確通過制作同條件養(yǎng)護試塊強度對實體結構混凝土強度進行評定。探索重要結構物強度采用無損檢測手段對其整體結構強度進行評定的可能性。

(2)建議《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)增加當不制作同條件養(yǎng)護試塊的情況下，同條件養(yǎng)護的結構混凝土試塊抗壓強度可用標養(yǎng)條件結構混凝土試塊抗壓強度乘以換算系數(shù)后進行換算，進而參照《混凝土強度檢驗評定標準》(GBT 50107—2010)進行評定和驗收，各項目宜根據(jù)地方氣候條件、結構實體混凝土所處環(huán)境的不同，通過試驗及數(shù)理統(tǒng)計確定不同的溫濕度區(qū)間內的同條件養(yǎng)護試塊抗壓強度與標養(yǎng)試塊抗壓強度換算系數(shù)。

(3)建議進一步完善公路工程混凝土評定及驗收標準體系，重要結構采用同條件試塊進行評定的同時，其他非重要結構可考慮采用現(xiàn)場強度檢驗方法替代試塊強度評定法。