混凝土结构实体检测

混凝土结构实体检测评定及注意事项

1、实体检测目的

混凝土结构实体检测的目的是为对施工质量进行检验评定，为工程验收提供资料。

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001：

第3.0.3条第8款“对涉及结构安全和使用功能的重要分部工程应进行抽样检测”；第5.0.3条第3款“地基与基础、主体结构和设备安装等分部工程有关安全及功能的检验和抽样检测结果应符合有关规定”。

建筑安装工程给排水、电气、空调、燃气等，安装完成后对设备运行进行实体检验。混凝土结构工程完成后加载试验量大，会损坏结构，选择一种替代方法进行实体检验，取混凝土结构中关键的两种材料—钢筋和混凝土各选一项进行检验。

《混凝土工程施工质量验收规范》（GB 50204—2002）第10章和附录D、附录E规定。

2 检测检验的组织和实施

组织者：施工单位是实体检验的组织者，由施工项目技术负责人负责。

监督见证者：监理工程师（建设单位项目专业技术负责人）对实体检验进行见证，包括取样时在场，参与确定取样部位和数量，监督检测试验过程，审核试验结果及对检测结果的确认。检测单位：承担结构实体检验的实验室或检测单位应具有相应的资质，以保证检测结果的科学、准确、公正。

3 检测项目

混凝土施工验收规范第10.1.2条

结构实体检验应包括：

1）混凝土强度、钢筋保护层厚度；

2）工程合同约定的项目（根据工程需要由合同事先约定）

3）必要时可检验其他项目（一般为质量纠纷或事故处理等特殊情况）。

常规项目两项：混凝土强度，钢筋保护层厚度

评定标准：实测结果与设计文件要求的混凝土强度等级和保护层厚度对比。

4 混凝土强度实体检测

混凝土强度检测方法：

一般情况下用同条件试块的强度作为实体验收的依据，没有条件时或同条件试块强度出现问题时，现场构件上检测混凝土强度标养试块强度（检验批混凝土验收）；同条件试块强度（该强度等级混凝土实体强度验收）；构件上非破损或局部破损方法检测推定强度；

4.1标养试块强度

特点：以其统一检测验收的条件而具有较好的可比性，反映的是混凝土拌合物的组成和搅拌质量，实际上只是一种“材料混凝土强度”，无法反映施工工艺（振捣、成型）和养护条件（温湿度、龄期）的影响。标养条件：150 mm x150mm x150mm立方体试块，在温度20±2℃，湿度95%以上，28天龄期。

试验条件：以加载速度0.3～0.8MPa/sec，测得强度代表值。（强度等级低于C30时加载速度0.3～0.5MPa/sec，强度等级在C30 ～ C60时加载速度0.3～0.5MPa/sec ）。

强度评定：按《混凝土强度检验评定标准》GB 50107-20XX；3个试块为一组，得出该组代表值，按批所有组的代表值非统计方法，统计方法得到强度值。

4.2 同条件试块强度评定

1、取样：各混凝土强度等级，均应留置同条件养护试块，同一强度等级的留置数量应根据混凝土工程量和重要性确定，不宜少于10组（适用于方差未知的统计方法验收），且不应少于3组（适用于非统计方法验收），每组3块。

2、试验的龄期：同条件自然养护试件的等效养护龄期宜根据当地的气温和养护条件，与在标准养护条件下28d龄期试件强度相等的原则。

取按日平均温度逐日累计达到600℃.d时所对应的龄期。0℃及以下的龄期不计入，等效养护龄期不应小于14d，也不宜大于60d。

日平均温度可以用当地气象台公布天气预报的日最高温度和日最低温度的平均值确定，不会造成大的系统误差。不一定要每日多次测量大气温度，再求平均值。

3、强度代表值确定：每组3个试件的强度代表值的确定方法与标养强度完全相同。

一般情况下，取3个试块抗压强度的算数平均值作为该组的强度代表值；

当一组试件中强度最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，取中间值作为该组的强度代表值；

当一组试件中强度最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15%时，该组试件的强度不作为评定的依据。

各组试件的代表值确定后，按《混凝土强度检验评定标准》 GB 50107-20XX 就可以对该强度等级的结构混凝土进行评定验收了。

4.3构件上非破损或局部破损方法检测推定强度

检验依据：

1）《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004；

2）《混凝土强度检验评定标准》GB 50107-20XX；

3）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001；

4）《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS 03：2007；

5）《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS02： 2005

6）《后装拔出法检测混凝土强度技术规程》CECS 69：94

4.4现场检测混凝土强度检测方法选择

对于构件混凝土强度有四种方法：回弹法、超声回弹综合法、拉拔法、钻芯法，一般都是检测抗压强度，都是推荐性标准。

验证性为目的：

同条件试块强度或标养试块强度合格，作为辅助性的、复核性的、补充性的检测，现场检测结果验证结构混凝土强度，以回弹法、超声回弹综合法为主，必要时可钻取芯样进行强度修正，也可用同批的同条件试块或标养试块强度结果修正。

需要现场检测确定强度:

同条件试块强度或标养试块强度不合格，需要进行现场检测确定混凝土强度，优先选择钻芯法检测和评定，也可采用非破损方法检测，少量钻取芯样进行修正；

若在检测过程中发现混凝土强度达不到设计要求，可增大抽样量，按检验批对结构实际混凝土强度进行推定。如果离散性大，不满足批评定条件，可按单个构件评定，为下一步处理提供全面详细的依据。

4.5 现场混凝土强度检测抽样方案

材料强度属于按检测批检测的项目，应进行随机抽样，每本推荐性标准都有具体规定。

检验批：在相同的生产工艺条件下，混凝土强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类结构或构件，可以按批进行检测。

也可按最小样本容量符合通用标准《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）表2.1.3的限定值的规定，应先统计各检测批的容量，根据检测类别确定样本最小容量，

检测类别A适用于一般施工质量的检测，检测类别B适用于结构质量或性能的检测，检测类别C适用于结构质量或性能的严格检测或复检。

4.6 现场检测抽样位置

所采用的标准不同，抽样检测方案也会有差别。

专用标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23-2001）和《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS 02:2005）规定相同：按批进行检测的构件，抽检数量不得少于同批构件总数的30%且构件数量不得少于10件。

《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS 03:2007）,同一批进行检测的构件，钻取的芯样数量宜为15-20个。

4.7 检测方法特点

回弹法、超声-回弹综合法、后装拔出法和钻芯法，除钻芯法直接钻取芯样测定结构混凝土的实际强度外，其另外的三种方法都是通过间接的参数来换算混凝土强度。

钻芯法准确度最高，它反应的是同条件养护同龄期同成型工艺的结构混凝土强度；

拉拔法是代表30mm～40 mm深度的混凝土表层锥状拉脱面的胶结抗拉强度，根据拔出力推断混凝土抗压强度；

回弹法是通过混凝土表面硬度来对应混凝土强度，碳化深度修正。

超声法是通过混凝土的密实度对应混凝土强度。

超声回弹综合法和回弹法是非破损的方法，误差较大，通常结果偏低，常需要用钻芯来修正。

回弹法和超声回弹综合法现场检测比较方便，对结构构件没有损伤；

拉拔法现场需要电源，预先安装埋件，然后拉拔仪进行拉拔；

钻心法现场需要有电，还需要有水给钻心机冷却。

拉拔法和钻芯法都对结构有损伤，检测结束后需要修补。

回弹法和超声回弹综合法都有全国的统一测强曲线，可以查表或公式计算得出混凝土强度推定值，而拉拔法没有全国通用的曲线公式，各地方需要自己制定。

美国ACI标准：钻芯法强度评定合格标准，芯样强度平均值不低于规定强度值的0.85，最小值不低于规定强度值的0.75。

抽样位置：抽检构件时，由监理（建设）、施工、检测等各方共同确定，一般由施工方提出，监理、建设、检测各方同意后实施，或检测方提出方案，各方同意后实施。

应随机抽取并使所选构件具有代表性，并检测构件的重要部位，如混凝土柱子、主梁、节点、剪力墙的底部加强部位等。

4.8 几点看法

从一般常识来看，对于同一个工程，采用不同的检测方法，得到的检测结果应该是相同的，或者至少是相近的。然而，检测实践中发现，同一工程采用不同的检测方法，得到的检测结果往往存在较大差异，有时这种差异会导致在评定混凝土强度是否满足设计要求时出现两种截然不同的结论。

从概率统计的角度看，结构混凝土强度并不是一个固定的值，而是一个随机变量，同一批混凝土由于浇注成型以及养护条件和环境的差异，实际上是一个范围（域），在一定的置信度条件下，通过系统检测和数据统计分析，可以科学的确定实体混凝土强度的范围。

纠正两个极端的看法:

一种认为结构混凝土强度是一个确定值，必须准确测量此确定值才是成功的检测方法，否定现场检测方法，只能依靠标准养护的强度来验收；

另一种认为各种破损或非破损的方法检测得到的推定强度就是确定的结构混凝土强度，并仅以此作为验收依据。

4.9 注意事项

1、混凝土的各种原材料（砂石、水泥、粉煤灰、外加剂、水等）大部分是地方生产，对强度增长的影响以及硬度、波速等对应关系影响很大，采用全国通用的评定曲线标准，会造成较大偏差，用地方标准较好。

2、对C60以上的高强混凝土，用高强回弹仪，或钻芯法检测。

3、了解当时施工情况，综合考虑多方面因素，进行强度检测评定。

4.10 非正常验收

统一标准 5.0.6条

当建筑工程质量不符合要求时，应按下列规定进行处理：

1．经返工重做或更换器具、设备的检验批，应重新进行验收。

2．经有资质的检测单位检测鉴定能够达到设计要求的检验批，应予以验收。

3．经有资质的检测单位检测鉴定达不到设计要求，但经原设计单位核算认可能够满足结构安全和使用功能的检验批，可给予验收。

4．经返修或加固处理的分项、分部工程，虽然改变外形尺寸但仍能满足安全使用要求，可按技术处理方案和协商文件进行验收。

(降级使用或限制使用)。

返修重做：强度太低，低于规范最低强度等级要求的。打掉重新浇注混凝土，局部置换混凝土。

加固:设计单位验算后，采取措施提高承载力，或增加刚度，提高变形能力；裂缝处理，提高适用性和耐久性；渗透结晶型材料、保护性涂料等涂层，提高耐久性。

非正常验收处理程序

正常验收时四方：建设单位、施工单位、监理单位、设计单位。

非正常验收：增加检测单位，出具检测鉴定报告。

子分部工程：参加验收的各方对工程质量验收意见不一致时，请当地建设行政主管部门或工程质量监督机构协调处理。即由行政部门介入，但不是来仲裁、判断，只起协调处理的作用，一般的方式是成立专家组，加上参加验收的各方共同讨论、协商，达成共识，给出处理方案和意见。

5 钢筋保护层厚度检测方法及结果评定

检验目的：混凝土结构施工验收时需要进行实体检验，检验项目之一就是钢筋保护层厚度，目的是确定钢筋有效位置，确保结构安全性和耐久性及防火性。

检验部位：应由监理、施工等各方根据结构构件的重要性共同选定，或检测单位选则，监理、施工认可。

选择在承载受力时比较关键和重要的构件和部位，如有主、次梁时多选择主梁，悬挑梁板的支座上表面。受弯构件负弯矩区施工时易被移位，尤其是悬挑构件。

5.1 钢筋保护层厚度抽样方法及数量

抽样构件数量：对于梁类、板类构件，抽样数量为各抽取梁类或板类构件总数的2％且不少于5个构件进行检验；当有悬挑构件时，抽取的构件中悬挑梁类、挑梁板类构件所占比例均不宜小于50％。（针对整个工程的所有梁板，但梁板分别计算构件总数和抽样数量）

抽样钢筋数量：梁类构件应检验全部的纵向受力钢筋的保护层厚度，板类构件抽取不少于6根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验，每根钢筋测量1点。固支梁、板和悬挑梁、板检测支座或根部负弯矩钢筋，对于简支梁、板和预制构件梁检测跨中位置下部正弯矩钢筋；所抽检的6根板钢筋不宜集中在同样位置，宜分散布置，使检验结果更具代表性。

操作依据：《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008

5.2 钢筋保护层厚度检测结果评定

结果评定（验收条件）：梁板类构件分别进行判断合格与否。

梁类构件钢筋保护层厚度检验时纵向钢筋保护层厚度的允许偏差为＋10mm，－7mm；板类构件纵向钢筋保护层厚度的允许偏差为＋8mm，－5mm。

当全部钢筋保护层厚度检验的合格率大于等于90％时判为合格，小于80％时判为不合格。复式抽样检验判断：当全部钢筋保护层厚度检验的合格率在80％～90％之间时，可再抽取相同数量的构件进行检验，当两次抽样总和计算的合格率为90％以上时，仍判为合格。

5.2 钢筋保护层厚度检测结果评定

偏差限值的要求：每次抽样检验结果中梁类构件不合格点的最大偏差均不应大于＋15mm，－10mm；板类构件不合格点的最大偏差均不应大于＋12mm，－8mm。

检测方法：非破损或局部破损的方法，也可采用非破损方法并用局部破损的方法进行校准。测量误差不应大于1mm。

非破损方法：用磁感应仪或雷达仪，简易方便、直接得到结果，存在一定的误差。

破损的方法：凿开保护层或电锤电钻打洞至钢筋位置，用卡尺或直尺等量测。

5.3 保护层厚度不合格如何处理

混凝土柱、墙钢筋保护层检验：柱参照梁检验主筋保护层，墙参照板检验钢筋，分别进行评定。

保护层厚度不合格如何处理：如果保护层偏大，构件截面有效高度减少，影响结构抗力，则应经过复核验算，进行加固处理，如植筋或预应力筋的方式加强截面抗力，或粘贴钢板、碳纤维布等加固；如果保护层偏小，容易露筋，影响耐久性和防火性，则应增加保护层厚度，外加涂层或进行表面防护处理等。

5.4 钢筋保护层厚度检测仪器

钢筋位置和保护层厚度采用磁感仪或雷达仪检测。磁感仪是应用电磁感应原理来检测混凝土中钢筋间距、混凝土保护层厚度及直径。雷达仪是通过发射和接收到的毫微秒级电磁波来检测混凝土中钢筋间距和混凝土保护层厚度。

磁感仪的基本原理是根据钢筋对仪器探头所发出的电磁场的感应强度来判定钢筋的位置和深度的。磁感仪有多种型号如图所示，早期的磁感仪采用指针指示，目前常用的为数字显示或成像显示，利用随机所带的软件，可将图像传送至计算机，通过打印机输出图像。当混凝土保护层厚度为10~50mm时，应用校准试件来校准。

电磁感应法钢筋探测仪的混凝土保护层厚度检测误差不应大于±1mm，钢筋间距检测误差不应大于±3mm。

磁感仪的检定一般为自检。