趙 勇，夏躍挺，劉正勇，王遠傳

（1.云南省建筑科學(xué)研究院有限公司 云南省建筑結(jié)構(gòu)與新材料企業(yè)重點實驗室，云南 昆明 650223；2.云南建筑工程質(zhì)量檢驗站有限公司；云南 昆明 650223；3.昆明市結(jié)構(gòu)安全與新技術(shù)重點實驗室，云南 昆明 650223；4.云南移民產(chǎn)業(yè)投融資有限公司，云南 昆明 650051）

0 引言

準確判斷混凝土實體結(jié)構(gòu)強度與設(shè)計強度的符合情況對于實際工程質(zhì)量控制是非常重要的。超聲回彈綜合法是實際工程中常用的抗壓強度無損檢測方法［1］。其原理是采用超聲儀和回彈儀，在構(gòu)件混凝土同一測區(qū)分別測量聲速和回彈值，然后利用已建立起的測強公式推算測區(qū)混凝土抗壓強度的一種方法［2-4］。

在 2020 年 12 月 1 日前，除昆明地區(qū)外，云南省其他地區(qū)均采用中國工程建設(shè)標準化協(xié)會制定的 CECS 02:2005《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱“CECS 02:2005”）的測強曲線。但大量實際應(yīng)用結(jié)果顯示，采用 CECS 02:2005 標準曲線推定混凝土強度遠低于混凝土設(shè)計強度，且已有實踐證明選用該曲線推定混凝土強度嚴重偏低。目前云南省已實施的超聲回彈測強曲線分別為：CECS 02:2005《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》、DBJ 53/T-53-2013《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱“DBJ 53/T-53-2013”）（僅適用昆明地區(qū)）、DBJ 53/T-102-2020《云南省公路工程超聲回彈綜合法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱“DBJ 53/T-102-2020”）。

為了比較 3 部標準推定強度的差異，本文選取位于云南省巧家縣的某房建工程中設(shè)計強度 C35 和 C40 的混凝土構(gòu)件作為研究對象，比較了 3 個標準對應(yīng)的測強曲線推定強度與試塊抗壓強度以及實體結(jié)構(gòu)芯樣強度的差異。相關(guān)結(jié)果可為實際工程混凝土強度無損檢測提供參考。

1 研究對象和方法

本次試驗共涉及 C35 和 C40 兩個混凝土強度等級，所測試構(gòu)件混凝土齡期強度均滿 56 d（由于地下室等位置相較其他區(qū)域而言，混凝土構(gòu)件所處環(huán)境溫度低，28 d 后混凝土強度仍能明顯增長）。超聲回彈數(shù)據(jù)按 CECS 02:2005 要求采集，芯樣按照 JGJ/T 384-2016《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱“JGJ/T 384-2016”）要求鉆取，每個構(gòu)件至多鉆取芯樣一個。C35 混凝土強度等級現(xiàn)場完成 44 個構(gòu)件超聲回彈數(shù)據(jù)采集，共鉆取芯樣 20 個，有效芯樣 14 個。C40 混凝土強度等級現(xiàn)場完成 18 個構(gòu)件超聲回彈數(shù)據(jù)采集，鉆取芯樣 10 個，有效芯樣 8 個。

除以上現(xiàn)場檢測結(jié)合鉆芯外，也抽取 3 組同養(yǎng)試塊（每組 3 塊）進行超聲回彈—抗壓強度驗證，試塊混凝土強度設(shè)計等級均為 C35。該同養(yǎng)試塊先進行回彈值測量，然后再做超聲聲速測試，最后做抗壓強度試驗。

2 試驗結(jié)果

2.1 3 部規(guī)程超聲回彈混凝土強度推定結(jié)果

現(xiàn)場構(gòu)件及同條件養(yǎng)護試塊采集后的回彈值和聲速值分別按 CECS 02:2005、DBJ 53/T-53-2013、DBJ 53/T-102-2020 3 部規(guī)程推定混凝土現(xiàn)齡期強度，結(jié)果如圖1 所示。其中編號 1～62 為工程現(xiàn)場抽取檢測構(gòu)件的混凝土現(xiàn)齡期強度，編號 63～65 為 3 組條件養(yǎng)護試件。構(gòu)件編號 1～44 和同條件養(yǎng)護試塊混凝土強度設(shè)計等級為 C35，編號 45～62 為 C40。

圖1 3 種規(guī)程超聲回彈推定強度

由圖1 可知：采用 CECS 02:2005 規(guī)程推定出來的混凝土強度值比云南省內(nèi)其他兩本規(guī)程低，大致低 1～2 個強度等級，且強度推定值基本不滿足設(shè)計要求；按 DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程推定的混凝土強度除 62 號構(gòu)件稍微低于設(shè)計要求，其他構(gòu)件均滿足設(shè)計要求；按 DBJ 53/T-102-2020 規(guī)程推定的混凝土強度值基本滿足設(shè)計要求，雖整體低于 DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程推定值，但兩部地方規(guī)程的混凝土強度推定值偏差大小不一。

2.2 地方規(guī)程比較

由于兩本地方規(guī)程推定強度值偏差不一，故選擇部分典型數(shù)據(jù)結(jié)合計算公式做進一步分析。雖然標準差作為強度推定的要素之一，但無論何種推定公式，其大小趨勢不變，最后所得的標準差偏差不大，故該要素不單獨列表，根據(jù)強度推定值偏差極大值或極小值列出對應(yīng)的回彈及超聲平均值做分析比較。本文選取兩本規(guī)程強度推定值偏差在 5 MPa 以上和 2 MPa 以下數(shù)據(jù)列表分析，按偏差值由小到大的順序排列，如表1 所示。

DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程計算公式見式（1）：

DBJ 53/T-102-2020 規(guī)程計算公式見式（2）：

根據(jù)表1 可知：當混凝土實測聲速值趨于回彈值對應(yīng)的正常聲速區(qū)間范圍內(nèi)，兩本規(guī)程推定出來的混凝土強度偏差不大；相反，當實測聲速值低于回彈值對應(yīng)的正常聲速區(qū)間范圍，按 DBJ 53/T-102-2020 規(guī)程推定的混凝土強度值比 DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程推定的混凝土強度值小，隨著聲速越小，前者推定的強度無限遠離后者推定的強度。結(jié)合兩本規(guī)程計算公式可知，超聲聲速在 DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程推定的抗壓強度中所占的權(quán)重較 DBJ 53/T-102-2020 規(guī)程低，混凝土強度檢測中混凝土密實性等與混凝土抗壓強度相關(guān)性較低。

表1 地方規(guī)程超聲回彈比較

2.3 芯樣及試塊驗證結(jié)果

現(xiàn)場超聲回彈綜合法檢測后，選取便于鉆取芯樣的構(gòu)件，每個構(gòu)件按 JGJ/T 384-2016《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》鉆取芯樣加工后做抗壓強度試驗，芯樣及試塊抗壓強度如表2 所示，用每個標準推定強度減去芯樣強度得到的偏差數(shù)據(jù)的分布點直方圖如圖2 所示。

圖2 分布點直方圖

由表2 可知，與實際芯樣強度相比，CECS 02:2005 推定的強度普遍較芯樣強度偏低，DBJ 53/T-53-2013 推定的強度普遍較芯樣強度則偏高。而用 DBJ 53/T-102-2020 推定的強度與芯樣強度則最接近，具體表現(xiàn)為平均值、中位值更接近 0，且第一、第三分位點均勻分布在 0 點兩側(cè)。

表2 芯樣、試塊抗壓強度及對應(yīng)推定強度

2.4 相對誤差比較

根據(jù)各規(guī)程條文或條文說明中給出的數(shù)據(jù)，各規(guī)程推定強度與抗壓強度相對誤差值如表3 所示。由表3 可知：DBJ 53/T-102-2020 規(guī)程相對誤差是最小的。鑒于此，筆者建議實際工程中選擇相對誤差較小的 DBJ 53/T -102-2020 作為強度推定的依據(jù)。

表3 各標準強度相對誤差平均值

3 結(jié)論

按 CECS 02:2005 規(guī)程中測強曲線推定的混凝土強度大多低于混凝土芯樣實際強度?？紤]芯樣在鉆取、加工等過程中，由于設(shè)備、操作人員等因素影響，芯樣強度一般低于構(gòu)件實際強度，繼續(xù)使用該規(guī)程推定混凝土強度誤判可能性較大，因此不建議使用。兩本地方規(guī)程相比而言，超聲聲速值在 DBJ 53/T-53-2013 規(guī)程推定的抗壓強度值權(quán)重相對較低，用 DBJ 53/T-102-2020 推定的強度與芯樣強度更為接近。建議實際工程中使用相對誤差較低的 DBJ 53/T-102-2020 作為強度推定的依據(jù)。Q