砌体结构现场检测方法

第七章砌体结构现场检测方法

7.1概述

在砌体工程现场原位检测技术研究应用之前，从墙体上切割下砌体试件，运到试验室进行试验，是唯一的检测砌体力学性能的方法。从六十年代开始，我国的一些科研单位对轻型回弹仪以及在砌体中的应用技术进行了试验研究。随着建设规模的不断扩大，新型墙体材料不断涌现，为规范建筑市场的需要，1990年1月颁布实施了《砌体基本力学性能试验方法》GBJ129。从八十年代末到九十年代初，我国砌体工程强度现场检测技术研究开发也特别活跃。在这一时期主要的现场原位检测技术研究成果有：冲击法、扁顶法、轴压法、单砖双剪法、取芯法、顶推法、推出法、砂浆片剪切法、砌体通缝单剪法、筒压法、点荷法、拉拔法、应力波法、射钉法等十多种方法。其中，回弹法、轴压法、冲击法、推出法、筒压法编制出了地方规程。2000年7月颁布的《砌体力学性能现场检测技术标准》GB/T50344纳入了十种检测方法。近几年，又颁布了贯入法测定砂浆强度、回弹法测定烧结砖强度的检测方法。这些方法能测试，砌体的抗压强度，抗剪强度，砌体的工作应力，弹性模量，砌筑砂浆强度，砌筑砖强度。检测的指标，应用于砌体工程施工质量的检测、鉴定，房屋的加层、改造，以及古建筑砌体工作应力、强度和弹性模量的测定。

本章选择了目前强度检测应用较广的几种方法，将其特点、用途和限制条件列于表7.1中，相关单位可以根据工程的特点和试验条件进行选用。但在试验中不得构成结构或构件的安全问题。这些方法不适用于，遭受环境侵蚀和火灾等灾害损伤砌体部位的强度测试。

表7.1-1 试验方法特点一览表

7.2 回弹法检测烧结普通砖抗压强度

7.2.1 抽样方法

7.2.1.1 对检测批的检测，每个检验批中可布置5—10个检测单元，共抽取50—100块砖进行检测；

7.2.1.2块材检测批数量的最小样本容量不宜小于表7.2.3，A类的要求限定值。

7.2.1.3 回弹法检测烧结普通砖的抗压强度宜配合取样检验的验证。

7.2.2 主要仪器设备：HT75型回弹仪。

7.2.3 检测方法

7.2.3.1 回弹测点布置在外观质量合格的条面上，每块砖的条面布置5个回弹测点，测点应避开气孔等且测点之间应留有一定间距。

7.2.3.2 回弹法检测烧结普通砖的抗压强度宜配合取样检验的验证。

7.2.4 数据处理及强度推定

7.2.4.1 以每块砖的回弹测试平均值Rm 位计算参数，按相应的测强曲线计算单块砖的抗压强度换算值；当没有相应的换算强度曲线时，经过试验验证后，可按式（7.2.6-1）计算单块砖的抗压强度换算值：

粘土砖： 页岩砖： （精确至小数点后一位） （7.2.-1）

煤矸石砖：

式中 i m R ,—第i 块砖回弹测试平均值；

i f ,1—第i 块砖抗压强度换算值。

7.2.4.2 抗压强度的推定，以每块砖的抗压强度换算值位代表值，检测批的标准差σ为未知时，计量抽样检测批均值μ（0.5分位值）的推定区间上限值和下限值可按式（7.2.6-2）计算：

ks m +=1μ （7.2.-2）

ks m -=2μ

式中 1μ—均值（0.5分位值）μ推定区间上限值；

2μ—均值（0.5分位值）μ推定区间下限值；

m —样本均值； s —样本标准差；

k —推定系数，取值见表7.2.6。

7.2.4.3 抗压强度的推定，以每块砖的抗压强度换算值位代表值，检测批的标准差σ为未知时，计量抽样检测批有95％保证率的标准（0.05分位值）的推定区间上限值和下限值可按式（7.2.4-3）计算。

s k m x k 11,-= （7.2.-3） s k m x k 22,-=

式中 1,k x —均值（0.05分位值）μ推定区间上限值；

2,k x —均值（0.05分位值）μ推定区间下限值； m —样本均值；

s —样本标准差；

—推定系数，取值见表7.2.6。

21k k 和5.3208.1,,1-=i m i R f 4.3106.1

,,1-=i

m i

R f 0

.2705.1,,1-=i m i R f

表7.2.6 标准差未知时推定区间上限值与下限值系数

7.2.4.4 计量抽样检测批的检测结果，宜提供推定区间。推定区间的置信度宜位0.90，并使错判概率和漏判概率均位0.05。特殊情况下，推定区间的置信度可为0.85，使漏判概率为0.10，错判概率仍为0.05。

7.2.4.5 结构材料强度计量抽样的检测结果，推定区间上限值与下限值之间差值应予以限制，不宜大于材料相邻强度等级的差值和推定区间上限值算术平均值的10％两者中的较大值。

7.3 回弹法检测砂浆强度

7.3.1 抽样方法

7.3.1.1 测位宜选在承重墙的可测面上，并避开门窗洞口及预埋件等附近的墙体。墙面上每个测位的面积宜大于0.3m2。

7.3.1.2 每个测位内均匀布置12个弹击点。选定弹击点应避开砖的边缘、气孔或松动的砂浆。相邻两弹击点的间距不应小于20mm 。

7.3.2 主要仪器设备

7.3.2.1 HT20型回弹仪，其试值系统为指针直读式。

7.3.2.2 砂浆回弹仪应每半年校验一次。

7.3.2.3 在工程检测前后，均应对回弹仪在钢砧上做率定试验，在钢钻上率定平均回弹值为74±2。

7.3.3 检测方法

7.3.3.1 同一设计强度等级砌筑单位为一检测单元每个检测单元应布置不少于6个测区，每个测区应布置不少于5个测位。

7.3.3.2 测位初的粉刷层、勾缝砂浆、污物等应清除干净；弹击点处的砂浆表面，应仔细打磨平整，并除去浮灰。

7.3.3.3 在每个弹击点上，使用回弹仪连续弹击3次，第1、2次不读数，仅记读第3次回弹

值，精确至1个刻度。测试过程中，回弹仪应始终处于水平状态，其轴线应垂直于砂浆表面，且不得移位。

7.3.3.4 在每一测位内，选择1～3处灰缝，用游标卡尺和1％的酚酞试剂测量砂浆碳化深度，读数应精确至0.5 mm.。 7.3.4.数据处理

7.3.4.1 从每个测位的12个回弹值中，分别剔除最大值、最小值，将余下的10 个回弹值计算平均值，以R 表示。

7.3.4.2 每个测位的平均碳化深度，应取该测位各次测量值的算术平均值，以d 表示，精确至0.5mm 。平均碳化深度大于3mm 时，取3.0mm 。

7.3.4.3 第i 个测区中第j 个测位的砂浆强度换算值，应根据该测位的平均回弹值和平均碳化深度值，分别按下列公式计算：

当mm d 0.1≤时：

57

.35

21097.13R f ij -?= （7.3.-1）

当mm mm ＜m＜0.30.1时：

04

.3421085.4R f ij -?= （7.3.-2）

当mm d 0.3≥时：

60

.3521034.6R f ij -?= （7.3.-3）

式中 ij f 2—第i 个测区中第j 个测位的砂浆强度值（MPa ）；

d —第i 个测区中第j 个测位的平均碳化深度（mm ）

； R —第i 个测区中第j 个测位的平均回弹值。

7.3.4.4 测区的砂浆抗压强度平均值，应按下式计算：

∑-=1

12121n j ij i f n f （7.3.-4）

7.4 贯入法检测砌筑砂浆抗压强度

7.4.1 抽样方法

7.4.1.1 检测砌筑砂浆抗压强度时，应以面积不大于25㎡的砌体构件或构筑物为一个构件。 7.4.1.2 按批抽样检测时，应取龄期相近的同楼层、同品种、同强度等级砌筑砂浆且不大于250ｍ3砌体为一批，抽检数量不应少于砌体总构件数的30％，且不应少于6个构件。基础砌体可按一个楼层计。

7.4.1.3 被检测灰缝应饱满，其厚度不应小于7ｍｍ，并应避开竖缝位置、门窗洞口、后砌洞口和预埋件的边缘。

7.4.1.4 多孔砖砌体和空斗墙砌体的水平灰缝深度应大于30ｍｍ。

7.4.1.5 检测范围内的饰面层、粉刷层、勾缝砂浆、浮浆以及表面损伤层等，应清除干净；应使待测灰缝砂浆暴露并经打磨平整后再进行检测。

7.4.1.6 每一构件应测试16点。测点应均匀分布在构件的水平灰缝上，相邻测点水平间距不宜小于240ｍｍ，每条灰缝测点不宜多于2点。 7.4.2.主要仪器设备

7.4.2.1 贯入法检测使用的仪器应包括贯入式砂浆强度检测仪简称贯入仪（图7.4.4—1）、贯入深度测量表。

7.4.2.2 贯入仪及贯入深度测量表必须具有制造厂家的产品合格证、中国计量器具制造许可证及法定计量部门的校准合格证，并应在贯入仪的明显位置具有下列标志：名称、型号、制造厂名、商标、出厂日期和中国计量器具制造许可证标志ＣMC 等。 7.4.2.3 贯入仪应满足下列技术要求：

—贯入力应为800±8N ； —工作行程应为20±0.1㎜。

7.4.2.4 贯入深度测量表（图7.4.4—2）应满足下列技术要求：

—最大量程应为20±0.02㎜； —分度值应为0.01㎜。

7.4.2.5 测钉长度应为40±0.10㎜，直径应为3.5㎜，尖端锥度应为45°。测钉量规的量规槽长度应为10

.00

5.39 ㎜。

7.4.2.6 贯入仪使用时的环境温度应为－4～40℃。 7.4.3 检测方法

7.4.3.1 贯入检测应按下列程序操作：

1、将测钉插入贯入杆的测钉座中，测钉尖端朝外，固定好测钉；

2、用摇柄旋紧螺母，直至挂钩挂上为止，然后将螺母退至贯入杆顶端；

3、 将贯入仪扁头对准灰缝中间，并垂直贴在被测砌体灰缝砂浆的表面，握住贯入仪把手，扳动扳机，将测钉贯入被测砂浆中。

7.4.3.2 每次试验前，应清除测钉上附着的水泥灰渣等杂物，同时用测钉量规检验测钉的长度；测钉能够通过测钉量规槽时，应重新选用新的测钉。

1— 扁头；2—测钉；3—主体；4—贯入杆；5—工作弹簧； 1—百分表；2锁紧螺钉；

6—调整螺母；7—把手；8—螺母；9—贯入杆外端； 3—扁头；4—测头 10—扳机；11—挂钩；12—贯入杆端面；13—扁头端面

图7.2.4—1 贯入仪构造示意图 图7.2.4—2 贯入深度测量表示意图

7.4.3.3 操作过程中，当测点处的灰缝砂浆存在空洞或测孔周围砂浆不完整时该测点应作废，另选测点补测。

7.4.3.4贯入深度的测量应按下列程序操作： 1、将测钉拔出，用吹风器将测孔中的粉尘吹干净；

2、将贯入深度测量表扁头对准灰缝，同时将测头插入测孔中，并保持测量表垂直于被测砌体灰缝砂浆的表面，从表盘中直接读取测量表显示值`

i d 并记录在记录表中，贯入深度应按下式计算：

i i d d '-=00.20 (7.4.-1)

式中 i d '—第ｉ个测点贯入深度测量表读数，精确至0.01ｍｍ；

i d —第ｉ个测点贯入深度值，精确至0.01ｍｍ。

3、直接读数不方便时，可用锁紧螺钉锁定测头，然后取下贯入深度测量表读数。 7.4.3.5当砌体的灰缝经打磨仍难以达到平整时，可在测点处标记，贯入检测前用贯入深度测量表测读测点处的砂浆表面不平整度读数0

i d 然后再在测点处进行贯入检测，读取i d ',则贯入深度应按下式计算：

i i i d d d '-=0

(7.4.-2)

式中 i d —第ｉ个测点贯入深度值，精＝确至0.01mm ；

0i d —第ｉ个测点贯入深度测量表的不平整度读数，精确至0.01mm ；

i d '—第ｉ个测点贯入深度测量表读数，精确至0.01mm 。

7.4.4数据处理

7.4.4.1检测数值中，应将16个贯入深度值中的3个较大值和3个较小值剔除，余下的10个贯入深度值可按下式取平均值；

∑==10

1

10

1i i

dj

d

m (7.4.-1)

式中 dj m —第ｊ个构件的砂浆贯入深度平均值，精确至0.01mm ；

i d —第ｉ个测点的贯入深度值，精确至0.01mm 。

7.4.4.2根据计算所得的构件贯入深度平均值dj m ，可按不同的砂浆品种由第7.4.7条查得其砂浆抗压强度换算值c j f ,2。

7.4.4.3按批抽检时，同批构件砂浆应计算其平均值c f m 2

和变异系数c f 2

δ。

7.4.4.4砌体砌筑砂浆抗压强度推定值c

e f ,2应按下列规定确定：

1、.当按单个构件检测时，该构件的砌筑砂浆抗压强度推定值应按下式计算：

c e f ,2=c j f ,2 (7.4.-4)-

式中 c

e f ,2—砂浆抗压强度推定值，精确至0.1MPa ；

c j f ,2—第ｊ个构件的砂浆抗压强度换算值，精确至0.1MPa 。

2、.当按批抽检时，应按下列公式计算：

c e f 1,2=c f m 2

(7.4.-5)

c e f 2,2=

75

.0m in ,2c f (7.4.-6)

式中 c

e f 1,2—砂浆抗压强度推定值之一，精确至0.1MPa ；

c e f 2,2—砂浆抗压强度推定值之二，精确至0.1MPa ；

c f m 2

—同批构件砂浆抗压强度换算值的平均值，精确至0.1MPa ；

c f min ,2—同批构件中砂浆抗压强度换算值的最小值，精确至0.1MPa 。

应取公式（7.4-5）和（7.4-6）中的较小值作为该批构件的砌筑砂浆抗压强度推定值c e f ,2。 7.4.4.5对于按批抽检的砌体，当该批构件砌筑砂浆抗压强度换算值变异系数不小于0.3时，则该批构件应全部按单个构件检测。 7.4.5砂浆抗压强度换算表

表7.4.5 砂浆抗压强度换算表（Mpa ）

注：在采用第7.4.5条的砂浆抗压强度换算表时，应首先进行检测误差验证试验，试验方法可按JGJ/T136—2001 J131—2001附录E的要求进行，试验数量和范围应按检测的对象确定，其检测误差应满足JGJ/T136—2001 J131—2001附录E第E．0.10条的规定，否则应按本规程附录Ｅ的要求建立专用测强曲线。有专用测强曲线时，砂浆抗压强度换算值的计算应优先采用专用测强曲线。

7.5 点荷法检测砂浆强度

7.5.1 取样方法

从每个测点处，宜取出两个砂浆大片，一片用于检测，一片备用。

7.5.3.1 制备试件，应遵守下列规定： 1、从每个测点处剥离出砂浆大片。

2、加工或选取的砂浆试件应符合下列要求：

厚度为5～12mm ，预估荷载作用半径为15～25mm ， 大面应平整，但其边缘不要求非常规则。

3、在砂浆试件上画出作用点，量测其厚度， 精确至0.1mm 。

7.5.3.2 在小吨位压力试验机上、下压板上分别安装上、下加荷头，两个加荷头应对齐。 7.5.3.3 将砂浆试件水平放置在下加荷头上，上、下加荷头对准预先画好的作用点，并使上加荷头轻轻压紧试件，然后缓慢匀束施加荷载至试件破坏。试件可能破坏成数个小块。记录荷载值，精确至0.1kN 。

7.5.3.4 将破坏后的试件拼接成原样，测量荷载试件作用点中心到试件破坏线边缘的最短距离即荷载作用半径，精确至0.1mm 。 7.5.4 数据处理

7.5.4.1 砂浆试件的抗压强度换算值，应按下列公式计算：

09

.1652)1.13.33(-=ij ij ij ij N f εε （7.5.-1）

)

15.0/(15+=rij ij ε （7.5.-2）

[]

4.0)11.0(03.0/16++=tij tij ij ε （7.

5.-3）

式中 ij N —点荷载值（kN ）；

ij 5ε—荷载作用半径修正系数； ij 6ε—试件厚度修正系数；

ij r —荷载作用半径（mm ）； ij t —试件厚度（mm ）。

7.5.4.2 测区的砂浆抗压强度平均值，应按下式计算：

∑-=1

1

2121n j ij i f n f （7.5.-4）

7.5.5. 当遇到下列情况之一时，除提供砌筑砂浆强度必要的测试参数外，还应提供受影响层的深度：

1.砌筑砂浆表层受到侵蚀、风化、剔凿、冻害影响的构件。

2.遭受火灾影响的构件。 3 .使用年数较长的结构。