砌體結構抗壓與抗剪性能評定方法研究

李建軍

砌體結構在民用住宅、學校、醫院等工程中有著十分廣泛的應用[1],其砌筑質量及建筑材料的優劣對能否完成其設計規定的各項功能有著重要影響。就砌體結構而言,抗壓強度和抗剪強度的現場原位檢測則是其性能評價的首要工作。從目前眾多的砌體結構工程事故來看,施工質量差,砂漿強度達不到設計要求是誘發工程事故的主要因素,而造成這一現象的主要原因則是現場檢測評定管理的缺失。因此,加強砌體結構驗收過程中抗壓強度和抗剪強度檢測的現場評定與管理,推進砌體結構抗壓強度和抗剪強度檢測的規范化,對于提高我國砌體結構的工程質量,消除工程隱患具有重要的現實意義。

1 砌體強度檢測方法

砌筑材料和施工水平是影響砌體質量的兩個主要因素,因此在砌體結構工程的驗收中應著重考慮砌體結構抗壓強度和抗剪強度的現場檢測評定與管理,利用現場檢測技術來獲得砌體結構的綜合質量,同時,現場原位檢測程序應滿足文獻[2]的要求。

1.1 間接檢測法

一般情況下,借助于砌體結構材料的強度通過計算來推定砌體結構的抗壓強度和抗剪強度指標的檢測方法稱之為間接檢測法。砂漿強度的測試方法有:點荷法、回彈法、沖擊法等。砌塊強度的測試方法有:回彈法、室內試驗法等。然而,采用間接檢測法由于并不包含施工水平這一影響因素,因此檢測結果與砌體結構的實際性能存在著較大的差距。

1.2 直接檢測法

一般情況下,借助于砌體結構性能的現場檢測儀器設備來直接測試砌體結構的抗壓強度和抗剪強度指標的檢測方法稱之為直接檢測法。由于在直接檢測法中,測試結果包含了砌體材料和施工水平等影響因素,所以采用直接檢測法所得到的結果與砌體結構的實際性能比較接近,能較好地反映砌體結構抗壓強度與抗剪強度的實際水平。

近年來,國內許多學者在砌體結構性能的現場檢測方法上取得了一定的成果[3-5],檢測工作綜合考慮了材料與施工水平等因素,如:原位軸壓法、推出法等,推動了直接測試法的廣泛應用。

2 砌體結構性能評定方法

目前,在砌體結構性能的評定上,國內工程技術人員還沒有形成一個統一的認識。基于大量的試驗對比研究,認為可按評定條件的不同,將砌體結構性能的評定劃分為推理評定方法和綜合評定方法。

2.1 推理評定方法

在進行砌體結構性能評定時,往往會遇到多棟砌體結構都由同一個施工建設單位施工,同時砌體結構在設計強度及所采用的建筑材料上也都相同,并且在整個施工期內對砌體結構又能維持相同的生產條件時,可以采用推理評定方法對砌體結構性能進行評定驗收。

應用舉例:某房地產開發公司同時開發了三棟住宅樓(1號樓、2號樓和3號樓),均為三個單元六層砌體結構。墻體材料設計為多孔黏土磚(MU10)和混合砂漿(M5),由同一個建設公司施工建設,現主體結構已經竣工并申請砌體結構抗壓強度和抗剪強度驗收。

依據該三棟住宅樓的具體情況,可以應用推理評定方法對三棟住宅樓的砌體結構抗壓強度和抗剪強度進行評定。評定方法如下:

隨機抽取一棟樓(1號樓),并進行測區和測點的劃分與選擇。在此以每個單元作為一個測區,每個測區隨機選取三個抗壓強度和三個抗剪強度測點,來進行砌體結構抗壓強度和抗剪強度的現場檢測。通過對檢測數據進行統計分析,我們可以得到該棟住宅樓砌體結構的抗壓強度和抗剪強度的標準差分別為σy=0.15 MPa和σv=0.03 MPa。隨后再對其他兩棟住宅樓(2號樓和3號樓)隨機地各抽取一個單元,并隨機抽取三個抗壓強度和三個抗剪強度測點,結果見表1。

表1 2號,3號樓砌體結構測試結果

1)抗壓強度標準值推定。2號樓抗壓強度標準值推定值:fy2=2.81-1.645σy=2.81-1.645×0.15=2.56 MPa。3號樓抗壓強度標準值推定值:fy3=3.10-1.645σy=3.10-1.645×0.15=2.85 MPa。

2)抗剪強度標準值推定。2號樓抗剪強度標準值推定值:fv2=0.51-1.645σv=0.51-1.645×0.03=0.46 MPa。3號樓抗剪強度標準值推定值:fv3=0.45-1.645σv=0.45-1.645×0.03=0.40 MPa。

至此,我們就得到了該三棟砌體結構住宅樓的抗壓與抗剪性能指標。

2.2 綜合評定方法

此方法適用于非連續生產的砌體結構以及舊有砌體結構的抗壓與抗剪性能評定。對砌體結構抗壓與抗剪性能指標進行檢測時,首先以相同設計條件下的砌體為基本單元,然后在基本單元的基礎上進行測區和測點的選擇。

應用舉例:某單位四個單元五層砌體結構住宅樓建成于1982年,原設計為黏土磚(MU7.5)和混合砂漿(M2.5),現欲在頂層加蓋一層,申請對原砌體結構的抗壓性能進行評定。該四個單元五層砌體結構住宅樓的抗壓性能檢測結果見表2。

表2 砌體結構抗壓性能測試結果

1)抗壓強度參數計算。

將表2的數據代入以上兩式可求得抗壓強度平均值為 fy,m=2.42 MPa,抗壓強度標準差為 σy=0.33 MPa。

2)抗壓強度標準值推定。

fy=fy,m-1.645σy=2.42-1.645×0.33=1.88 MPa。

至此,我們得到了該住宅樓砌體結構抗壓強度標準值為1.88 MPa。

3 結語

介紹了針對砌體結構性能評價的“推理評定方法”和“綜合評定方法”,結合現場檢測數據,給出了“推理評定方法”和“綜合評定方法”的應用方法。實踐證明,此方法對砌體結構的質量控制有著十分積極的輔助作用。

[1] 苑振芳,劉 斌.我國砌體結構的發展狀況與展望[J].建筑結構,1999(10):9-13.

[2] GB/T 50315-2000,砌體工程現場檢測技術標準[S].

[3] 李 建.某改建砌體結構檢測與抗震鑒定評價[J].山西建筑,2008,34(23):87-89.

[4] 鄭 鈞,王建強,劉少華.砌體結構房屋的質量檢測與抗震鑒定[J].特種結構,2008,26(1):63-66.

[5] 史國濤.既有結構的砌體強度無損檢測技術[J].黑龍江科技信息,2009(25):301-302.

[6] GB 50003-2001,砌體結構設計規范[S].