淺談公路與橋梁建設(shè)中抗壓強(qiáng)度檢測貫入法的應(yīng)用
[摘要]：隨著我國路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工控制水平的快速提高，我們的研究領(lǐng)域不再局限結(jié)構(gòu)和材料范疇，在公路與橋梁建設(shè)中砂漿的抗壓強(qiáng)度直接關(guān)系到公路與橋梁的使用壽命，同時也關(guān)系到使用者的安危。所以砂漿抗壓強(qiáng)度的檢測在路橋建設(shè)中有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。砂漿的抗壓強(qiáng)度的監(jiān)測有許多方法，在這里我主要談一下貫入法的應(yīng)用。
[關(guān)鍵詞]：公路與橋梁建設(shè)；抗壓強(qiáng)度；貫入法
貫入法檢測技術(shù)是指根據(jù)測釘?shù)呢炄肷疃扰c砂漿的抗壓強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)這一原理，采用壓縮工作彈簧加荷，把一特制測釘貫入砂漿中，由測釘?shù)呢炄肷疃葋頇z測砂漿的抗壓強(qiáng)度。砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度是直接影響砌體強(qiáng)度的重要參數(shù)。在實際施工中，由于對砌筑砂漿的質(zhì)量不夠重視，往往發(fā)生質(zhì)量事故。在對質(zhì)量事故進(jìn)行鑒定及對既有建筑物進(jìn)行加固改造時都需要對砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行原位檢測．由于砌體中砌筑砂漿的厚度很薄，強(qiáng)度范圍大，原位檢測比較困難．SJY800型貫入式砂漿強(qiáng)度檢測儀(以下簡稱貫入儀)為檢測砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度提供了一種較為理想的方法。
1.引入貫入儀的使用
貫入法檢測儀器由貫入儀，貫入深度測量表，測釘及測釘量規(guī)組成。檢測時，用搖柄旋轉(zhuǎn)貫入儀的負(fù)載銅螺母，逐漸壓縮工作彈簧，直到掛鉤棘爪鎖住貫入桿為止，此時貫入桿受力；將負(fù)載銅螺母退至貫入桿最頂端，使貫入儀的扁頭對準(zhǔn)灰縫中部，拉起扳手，釋放工作彈簧，測釘即可迅速地貫入砂漿內(nèi)。用貫入深度測量表測量測釘在砂漿中的貫入濃度。測釘用特種鋼制成，每一測釘可使用3O～8O次(視所測砂漿強(qiáng)度的不同而異)。測釘是否廢棄可用測釘量規(guī)來檢查，當(dāng)測釘能夠通過量規(guī)槽時，就應(yīng)當(dāng)廢棄更換。
利用彈簧來提供貫入儀的貫入能量，優(yōu)點是保證了測釘每次貫入的能量能夠保持一致，而且各臺儀器之間的貫入能量也能夠很容易地保持一致，只要在儀器安裝時調(diào)整彈簧的工作長度便可做到。使一臺儀器建立的測強(qiáng)曲線可以適用于任一臺儀器，為貫入法檢測技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供了必要的保證。
貫入儀在新使用和使用一段時間后，應(yīng)送有關(guān)部門進(jìn)行檢定，以確保檢測儀器在正常狀態(tài)下工作。
2.建立砂漿的貫入深度和抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系——測強(qiáng)曲線
貫入試驗前，須建立砂漿的貫入深度和抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系，即測強(qiáng)曲線。在工程質(zhì)量檢測中，將檢測所得的貫入深度通過測強(qiáng)曲線計算出砂漿的抗壓強(qiáng)度。
2．1試塊的制作及試驗
互相對應(yīng)的貫入試驗試塊和抗壓強(qiáng)度試塊應(yīng)是同盤制作，同強(qiáng)度等級，同條件養(yǎng)護(hù)和同齡期試驗
2．1．1貫入試驗。將齡期在28d以上的砂漿試塊以6塊為1組進(jìn)行貫入試驗，每塊進(jìn)行一次貫入試驗，取6塊試塊的平均值為該組試塊貫入深度的代表值。
2．1_2強(qiáng)度試驗。將與貫入試驗對應(yīng)的另一組(未進(jìn)行過貫入試驗)試塊，也以6塊為1組，在壓力試驗機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。取6塊試塊的平均值作為該組試塊強(qiáng)度的代表值。
2．2測強(qiáng)曲線的建立。將貫入深度和試塊的抗壓強(qiáng)度采用Y=axb函數(shù)形式進(jìn)行回歸分析。按砂漿品種不同分為4種，即水泥混合砂漿、水泥砂漿、粉煤灰砂漿和微沫砂漿�；貧w分析時，考慮到與現(xiàn)行<砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范>(GBJ3—88)相符合，以及提高測強(qiáng)曲檢測精度的要求，只對砂漿強(qiáng)讀為0．3～16．0MPa范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算．回歸分析結(jié)果見表1。
上述測強(qiáng)曲線在檢驗概率x=0．95的條件下，均具有顯著的相關(guān)性。
3.驗證建立的測強(qiáng)趨向一檢測誤差驗證
檢測誤差驗證是為了驗證建立的測強(qiáng)曲線，在進(jìn)行砌體檢測時可能產(chǎn)生的誤差，每種砂漿分別按設(shè)計強(qiáng)度等級為M0．4"M2．5、M7．5、M15進(jìn)行配制．用普通燒結(jié)實心磚砌筑，砌體截面尺寸為240mmx1000mm，每條灰縫一個強(qiáng)度等級．在砌筑的同時，每條灰縫至少預(yù)留一組試塊與砌體進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)．28d以后，在同一齡期對砌體中的灰縫砂漿采用貫入法進(jìn)行砂漿抗壓強(qiáng)度檢測．在貫入試驗的同時將預(yù)留的砂漿試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗取6塊試塊砂漿抗壓強(qiáng)度平均值為代表值．將兩種方法所得的砂漿強(qiáng)度值以試塊的強(qiáng)度值為基準(zhǔn)計算貫入法的檢測誤差．誤差驗證結(jié)果表明，貫入法檢測砌體灰縫砂漿抗壓強(qiáng)度的精度的精度是比較高的，其檢測結(jié)果平均相對誤差為17．2％，最少相對誤差僅3．6％。
4.貫入法檢測技術(shù)的實施
4．1測點布置．在進(jìn)行現(xiàn)場砂漿強(qiáng)度檢測時．一般以相鄰兩軸線間的墻體或獨立構(gòu)件且面積不大與5000mmx5000mm的砌體為一個取樣單位，亦可按有關(guān)單位的要求確定檢測數(shù)量．每一取樣單位內(nèi)的測區(qū)數(shù)為一個，測區(qū)面積不小于1000mmxlO00mm，測區(qū)宜選擇在承重構(gòu)件的可測面上，并避開門窗洞和預(yù)埋鐵件等障礙物．在每一測區(qū)內(nèi)測試16個點，測點在測區(qū)內(nèi)的水平灰縫上隨機(jī)分布。當(dāng)砌體有飾面層、粉刷層、勾縫砂漿、浮漿等應(yīng)清除干凈，待灰縫砂漿暴露后，經(jīng)打磨平整再進(jìn)行檢測。
4．2貫入試驗。貫入試驗時要將貫入儀對準(zhǔn)灰縫中部，并垂直壓在被測砌體灰縫砂漿的表面，然后進(jìn)行貫入試驗。若測點處的砂漿存在空洞、砂漿破損掉邊或測點不在灰縫砂漿中時，應(yīng)將該測點廢棄，重新補(bǔ)測一點。
4．3數(shù)據(jù)處理。將單個測區(qū)內(nèi)的16測點的貫入深度值中的3個較大值和3個較小值剔除，余下的1O個測點取平均值，將平均值代入測強(qiáng)曲線，即可得到測區(qū)的砂漿強(qiáng)度檢測結(jié)果。砂漿強(qiáng)度的評定可參考現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體工程施工及驗收規(guī)范}(GB50203—98)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
5.貫入法對工程檢測的效果
采用sJY800型貫入式砂漿強(qiáng)度檢測儀和建立的測強(qiáng)曲線，在全國各地對工程中遇到的質(zhì)量問題進(jìn)行了檢測鑒定，均取得了滿意的效果。例如，北京某學(xué)院54號宿舍樓工程質(zhì)量檢測，該宿舍樓為5層磚混結(jié)構(gòu)，于1962年建成，建筑面積為476om2。建筑主體用75號磚(相當(dāng)于MU7．5)，1、2層為5O號(相當(dāng)于M5)水泥混合砂漿。3-5層為25號(相當(dāng)于M2．5)水泥混合砂漿。因增層需要對該建筑物現(xiàn)有質(zhì)量進(jìn)行檢測鑒定。其中砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度采用貫入法檢測，其結(jié)果見表2。
檢測結(jié)果表明，砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度離散性較大，且有部分砌體的砂漿強(qiáng)度不能滿足原設(shè)計要求。
通過以上的工程實踐表明，采用貫入法檢測砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度科學(xué)、簡便且能夠得到滿意的結(jié)果。尤其是SJY800型貫入式砂漿強(qiáng)度檢測儀的使用，它在使用中操作簡單，測試快捷，費用低廉，而且對結(jié)構(gòu)物不會造成損壞，是一種易于推廣應(yīng)用的無損檢測儀器。此項技術(shù)使砂漿的檢測更加準(zhǔn)確，從而降低路橋面損傷以及事故的發(fā)生率。
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