砂浆贯入、砖回弹、原位轴压培训

1、砌体工程现场检测技术及预制构件外观质量、尺寸偏差检测,厦门市工程检测中心有限公司 陈斌,前言,砌体结构是指用砖、石或混凝土砌块为块材，用砂浆将上述块材粘结成一个整体（通常是以墙体的形式），使之用来承受和传递竖向荷载和水平荷载的结构形式。 砌体结构的优点： 1、材料来源广泛，易于就地取材。 2、砌体结构有很好的耐火性和较好的耐久性。 3、砖砌体的保温、隔热性能好。 4、可以节约水泥、钢材和木材。 5、当采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。 砌体结构的缺点： 1、自重大 2、无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度低，抗震及抗裂性能较差。 3、砌筑工作繁重。 4

2、、砖砌体结构的粘土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产,前言,砌体结构现场检测方法简介： 一、砌筑砂浆抗压强度： 1、贯入法：原位检测，利用贯入深度推定砌筑砂浆抗压强度； 2、回弹法：原位检测，利用砌筑砂浆表面硬度推定抗压强度； 3、筒压法：现场取样，压力机试验； 4、砂浆片剪切法：现场取样，检测砌筑砂浆抗剪强度，并可由抗剪强度换算抗压强度； 5、点荷法：现场取样，压力机试验,前言,二、普通粘土砖抗压强度： 1、回弹法：原位检测，利用砖表面硬度推定砖抗压强度； 2、取样法：现场取样，按产品标准进行抗压强度试验。 三、砌体抗压强度： 1、原位轴压法：原位检测，原位压力机试验； 2、取样法：现场

3、取样，压力机试验,第一章 贯入法检测砌筑砂浆抗压强度,贯入法,一、相关标准 1、国家行业标准贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程JGJ/T136-2001， 测强曲线强度范围为0.4MPa15.6MPa。 2、福建省地方标准贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程DBJ13-72-2006， 测强曲线强度范围为0.8MPa16.5MPa,贯入法,二、贯入法的主要仪器设备和工作原理 图1.1 砂浆贯入仪照片（螺母加力,贯入法,图1.2 砂浆贯入仪（杠杆加力）的内部构造和其他设备,贯入法,工作原理： 贯入仪的基本原理是通过一个负载弹簧，驱动一根测钉贯入砌筑砂浆表面，由于测钉贯入的深度和砌筑砂浆的强度成反比

4、，因此从贯入深度可间接推算被测对象的强度,贯入法,贯入力的大小应为800N8N，工作行程应为20mm0.10mm； 机械式贯入深度测量表最大量程应为20mm0.02mm；数字式贯入深度测量表的最大量程应不小于20.00mm； 测钉的长度应为40mm0.10mm,贯入法,三、贯入法的特点 1、属于原位无损检测，设备较为简单轻便，检测周期较短； 2、相对于回弹法等其它原位无损检测方法，检测的离散性较小； 3、 检测的砂浆强度范围较广，可测试低于1.0MPa的砂浆，而回弹法可测试的砂浆强度不能或不宜低于2.0MPa,贯入法,四、贯入仪的使用步骤 1、装好测钉； 2、采用加力杠杆将贯入杆和挂钩挂上；

5、3、将测钉贯入被测砂浆中； 4、清理测孔中的粉尘； 5、用贯入深度测量表测量测孔深度,贯入法,采用机械式贯入深度测量表时： 砂浆表面平整（理想状态）：贯入深度值di=20.00-di ，式中di为第i个测点贯入深度值，di为第i个测点贯入深度测量表读数，均精确至0.01mm。 砂浆表面不平整（一般情况）：贯入深度值di= di0-di，式中di0为贯入前用表测读测点处的砂浆表面不平整度， di的定义同上，均精确至0.01mm,贯入法,当采用数字式贯入深度测量表时： 贯入前将测头对准测点进行调零，贯入后，将测头插入测孔中，将测头顶进测孔最深处，表上显示的数字即为贯入深度di,贯入法,五、检测的技

6、术要求 1、砂浆：现行规范不适用于遭受高温、冻害、化学侵蚀、火灾等表面损伤的砂浆。 2、测钉：当测钉能够通过测钉量规槽时，应重新选用新的测钉。 3、砌体：砌筑砂浆为自然养护，龄期为28天或28天以上，处于自然风干的状态。被检测的灰缝应饱满，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。 4、测强曲线：省标中规定：对于采用石粉、山砂、特细砂、特粗砂、粉煤灰等材料制作的砌筑砂浆，在进行贯入法检测时，应制定专用的测强曲线,贯入法,六、检测的过程 1、了解工程基本情况：如工程名称、结构类型、有关设计图纸；建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和委托单位名称；砂浆品种、设计强

7、度等级和配合比；砌筑日期、施工及养护情况； 2、确定检测数量和部位：可按单个构件检测，也可按检测批检测，当按检测批检测时，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的砌体为一批，从检测批中抽取不少于检测批中构件（按照轴线来划分）总数的30%且不少于6堵的砌体作为样品进行检测,贯入法,对于建筑面积不大、施工时间较长的既有工程，可将几个楼层的同品种砂浆合并为一个检测批，前提是设计强度等级相同，且检测批的砌体总体积不大于250mm3。对于较复杂的砌体工程，可能存在同一楼层砂浆设计强度等级不同的情况，这时应以设计强度等级相同的砌体作为一个检测批,贯入法,3、布置测区：测区的范围

8、约1m1m，测点打磨平整； 4、贯入检测并记录贯入深度： 具体步骤：测量测钉的长度钉入测钉拔出测钉并清洁测孔测量深度 每个测区检测16个测点，测点应均匀分布在水平灰缝上，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 ； 5、数值计算并查表,贯入法,1）数值计算 将每个测区16个贯入深度值的3个较大值和3个较小值剔除，余下的10个贯入深度值计算其平均值，利用该值查表可得该测区的强度换算值。 （2）查表 查表时应注意砂浆品种,贯入法,表1.1 砂浆抗压强度换算表（部分摘录,贯入法,5、强度评定： （1）按单个构件评定时： 根据贯入深度和砂浆品种查表而得的强度换算值，精确至0.1MP

9、a； 该构件的砌筑砂浆抗压强度值。 （2）按检测批评定时：应首先计算检测批内各构件强度换算值的平均值 和标准差 ，均精确至0.1MPa,贯入法,再计算变异系数： = / ，精确至0.1MPa。 然后进行判断： 当变异系数0.3时，说明离散性大，则该批构件全部按单个构件检测。 当变异系数0.3时， = ， = ，取其中的较小值作为该检测批得砌筑砂浆抗压强度推定值。 抗压强度推定值之一，精确至0.1MPa ； 抗压强度推定值之二，精确至0.1MPa,贯入法,七、贯入仪的校准 在遇到以下情况之一时，贯入仪应送到法定计量部门进行校准： 新仪器启用前； 超过校准有效期； 更换主要零件或对仪器进行过调整；

10、 检测数据异常； 零部件松动； 遭遇撞击或其他损坏； 累计贯入次数为10000次,贯入法,贯入法检测的简单例题： 对某工程一层墙体的砌筑砂浆（水泥砂浆）进行抽样检测，抽取了6个构件（占砌体总构件数的30以上），各构件测区的贯入深度平均值如下表，试计算一层墙体砌筑砂浆批量抗压强度推定值,贯入法,表1.2 贯入深度测量结果,贯入法,答：A、查表得到各测区的抗压强度换算值,其中5号测区的插入计算过程:5.5-（5.5-5.3）（5.02-5.00）/（5.10-5.00）=5.46，修约后为5.5。 式中：“5.5”为贯入深度5.00对应的强度换算值； “5.3”为贯入深度5.10对应的强度换算值,

11、贯入法,B、计算各测区抗压强度换算值的平均值： 平均值=6.05，修约后为6.0MPa。 C、计算标准差： 标准差=1.5385，修约后为1.5MPa。 D、计算变异系数： 1.5/6.0=0.25，修约后为0.2MPa0.3MPa，因此可进行批量推定。 E、推定值1=6.0MPa，推定2=4.8/0.75=6.4MPa。 F、故一层墙体砌筑砂浆批量抗压强度推定值为6.0MPa,贯入法,图1.3 贯入法检测现场照片,贯入法,七、贯入仪的校准 在遇到以下情况之一时，贯入仪应送到法定计量部门进行校准： 新仪器启用前； 超过校准有效期； 更换主要零件或对仪器进行过调整； 检测数据异常； 零部件松动；

12、 遭遇撞击或其他损坏； 累计贯入次数为10000次,第二章 回弹法检测砌体中普通粘土砖抗压强度,回弹法测砖强度,一、相关标准 福建省工程建设地方标准回弹法检测砌体中普通粘土砖抗压强度技术规程DBJ13-73-2006 测强曲线的强度换算值范围为3.9MPa27.9MPa,回弹法测砖强度,二、主要仪器设备和工作原理 图2.1 测砖回弹仪,回弹法测砖强度,图2.2 测砖回弹仪的内部构造示意图,回弹法测砖强度,检测时，对回弹仪施压，弹击杆徐徐向机壳内推进，弹击拉簧被拉伸，使连接弹击拉簧的弹击锤获得恒定的冲击能量，到一定距离时，挂钩与调零螺钉相互挤压，使弹击锤脱钩，脱钩后弹击锤的冲击面与弹击杆的后端平

13、面碰撞，此时弹击拉簧处于自由状态，弹击锤释放出来的能量借助弹击杆传递给检测构件，检测构件的反作用能量通过弹击杆传递给弹击锤，使弹击锤向后弹回，带动指针滑块移动，得到回弹值。 在水平弹击时，弹击锤脱钩的瞬间，测砖回弹仪的冲击能量为0.735J,回弹法测砖强度,测砖回弹仪的其它技术指标： 1、指针滑块与指针导杆之间的摩擦力应为0.4N0.6N； 2、弹击杆前端球面的曲率半径应为25mm； 3、在洛氏硬度HRC为602的钢砧上，回弹仪的率定值应为742,回弹法测砖强度,三、检测的技术要求 1、不适用于表面已风化或遭受冻害、化学侵蚀的普通粘土砖； 2、被抽取的砖应避开挑眼、过人洞及预埋件部位，与砖墙边

14、缘的距离应大于250mm； 3、所抽取的砖样不得为欠火砖、酥砖、螺旋纹砖； 4、被检砖应为完整砖，不得选择非完整砖或者存有裂缝、磕损等具有明显外观缺陷的砖，检测面应为条面，检测面应干燥、清洁、平整，不应有饰面层、粉刷层； 5、回弹检测时，应尽量避开存在焦花、裂纹、粘底、凹坑及石灰爆裂点等表面缺陷的砖块,回弹法测砖强度,四、检测的过程 1、了解工程基本情况：如工程名称、结构类型、有关设计图纸；建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和委托单位名称；粘土砖设计强度等级；砌筑日期、施工及养护情况。 2、确定检测数量、部位 回弹法检测普通粘土砖一般是按检测批进行抽样检测，批量推定。 检测批的划分原则：

15、（1）同一楼层或设计强度等级相同且砌体体积不大于250m3； （2）每个检测批中应布置510个检测单元,回弹法测砖强度,2、布置测区 在每个检测单元中，选择10快条面向外的砖供回弹测试。 3、进行回弹法检测 每块砖弹5个测点，5个测点呈一字形均匀分布，测点离砖边缘应不小于20mm，测点间距应不小于20mm，每一测点只能弹击一次，回弹值Ri的读数估读至1。 检测时回弹仪的轴线应始终垂直于砖的条面，水平弹击，缓慢施压，准确读数，快速复位,回弹法测砖强度,4、数值计算和查表 （1）计算每块砖的平均回弹值Rm； （2）根据Rm计算或查规范附录A中的换算表得到每块砖的抗压强度换算值（精确至0.1MPa）

16、；（3）计算检测批砖强度换算值的平均值（精确至0.1MPa）和标准差（精确至0.01MPa）； （4）计算变异系数（精确至0.01MPa）； （5）当0.21时，计算检测批砖抗压强度换算值的标准值（精确至0.1MPa,回弹法测砖强度,5、强度评定 当0.21时，根据平均值和标准值，查表2.1（规范中的表6.0.1），得到检测批砖的抗压强度推定等级； 当0.21时，根据平均值和抗压强度换算值的最小值，查表2.1，得到检测批砖的抗压强度推定等级,回弹法测砖强度,表2.1 检测批砖抗压强度等级推定,回弹法测砖强度,五、测砖回弹仪的常规保养和率定 在对测砖回弹仪进行常规保养时，应对机芯各零部件进行清洁

17、，重点应清洁中心导杆、弹击锤和弹击杆的内孔和冲击面。清洁后应在中心导杆上薄薄涂抹钟表油，其它零部件均不得抹油。 测砖回弹仪的率定，宜在干燥、室温为535的条件下进行，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上，测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹平均值，弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90，弹击杆每旋转一次的率定平均值应为742,回弹法测砖强度,六、测砖回弹仪的校准 在遇到以下情况之一时，测砖回弹仪应送到法定计量部门进行校准： 新回弹仪启用前； 超过校准有效期（半年）； 累计弹击次数超过6000次； 经常规保养后钢砧率定值不合格； 遭受严重撞击或其它损害,回弹法测砖强度,检测例题： 对某工程一层墙

18、体的普通粘土砖进行抗压强度检测，选取5堵墙体作为一个检测批进行回弹，回弹平均值见表2.2，试推定该检测批砖的抗压强度,回弹法测砖强度,表2.2 回弹平均值检测结果一览表,回弹法测砖强度,答：A、查表得到每块砖的抗压强度换算值，见表2.3。 表2.3 抗压强度换算值一览表,回弹法测砖强度,B、计算强度换算值的平均值和标准差： 平均值= 10.0MPa，标准差=1.73MPa。 C、计算强度换算值的变异系数： 变异系数=1.73/10.0=0.170.21。 D、计算强度换算值的标准值： 标准值=10.0-1.81.73=6.9MPa。 E、查表2.1，利用平均值和标准值判断该检测批砖的抗压强度推

19、定等级为MU10,第三章 原位轴压法检测普通砖砌体抗压强度,原位轴压,通过原位压力机直接在墙体上对砌体进行抗压强度试验，从而得到砌体的抗压强度。试验结果直观和可靠，不仅反映了砖和砂浆的强度对砌体抗压强度造成的影响，还反映了砌筑质量对砌体抗压强度的影响。 局限性在于检测和计算过程较为繁琐，会对砌体结构造成局部的损坏，不适于大量采用，同时只适用于240mm厚的普通砖或多孔砖（包括粘土砖、灰砂砖、页岩砖、煤渣砖等）砌体进行,原位轴压,一、相关标准 国家标准砌体工程现场检测技术标准GB/T 50315-2011 二、主要仪器设备和工作原理 主要仪器设备:原位压力机，见图3.1,原位轴压,图3.1 原位

20、压力机现场检测示意,压力表,承压板,钢拉杆,扁式千斤顶,加压杆,螺母,原位轴压,检测原理：在墙体上开凿上下两条水平槽孔，安放原位压力机，利用原位压力机上的液压千斤顶按照规定的速度手动分级加压，直至槽间砌体破坏，得到槽间砌体的抗压强度，通过计算，将槽间砌体的抗压强度换算为标准砌体的抗压强度。 检测前需要知道压力机上的显示力值与真实力值的关系，需要定期由计量部门对原位压力机上的力值进行校验。 规范规定，原位压力机的力值，每半年应校验一次,原位轴压,表3.1 某原位压力机显示力值与真实力值的关系,原位轴压,三、检测的技术要求 1、检测部位宜选择在墙体的中部距楼、地面1m左右的高度处，槽间砌体每侧的墙

21、体宽度不应小于1.5m； 2、同一墙体上，测点不宜多于1个；多于1个时，其水平间距不得小于2.0m； 3、测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内； 4、上下水平槽孔应对齐，普通砖砌体，槽间砌体高度应为7皮砖；多孔砖砌体，槽间砌体高度应为5皮砖； 5、开槽时应避免扰动 ，承压面应修平整,原位轴压,上下水平槽的尺寸要求见表3.2,表3.2 水平槽尺寸,原位轴压,四、检测过程 1、了解工程基本情况：如工程名称、结构类型、有关设计图纸；建设单位、设计单位、监理单位、施工单位和委托单位名称；砖、砌筑砂浆设计强度等级；砌筑日期、施工及养护情况,原位轴压,2、确定检测数量和部位 可

22、进行单个构件的检测，也可划分检测单元来推定检测单元的砌体抗压强度标准值，每一检测单元内，应随机选择6个构件（单片墙体）作为6个测区，当选择6个测区确有困难时，可选取不少于3个测区进行测试，但宜结合其他非破损检测方法综合进行强度推定。 3、安装原位压力机 铺设垫层安放上承压板和千斤顶安放钢拉杆调节平行度,原位轴压,4、试加荷载（正式加载前的试验性加载） 试加荷载值可取预估破坏荷载的10%。 预估破坏荷载=材料强度标准值受压面积10%。 材料强度标准值=材料强度设计值材料分项系数。 材料强度设计值根据设计或实测砖抗压强度、砌筑砂浆抗压强度，查砌体结构设计规范GB 50003-2011中的相关表格得

23、到,原位轴压,材料分项系数是按承载能力极限状态设计时，考虑材料性能不确定性并和结构可靠度相关联的分项系数。荷载设计值等于荷载标准值乘以相应的荷载分项系数、材料强度设计值等于材料强度标准值除以相应材料分项系数,原位轴压,5、正式加载 正式加载时应该分级加载，每级荷载取预估破坏荷载的10%，在1min1.5min内均匀加完，然后恒载2min。在加荷至预估破坏荷载的80%后，按原定速度连续加荷，直至槽间砌体破坏。 槽间砌体达到极限状态的标识是：裂缝急剧扩展和增多，油压表的指针明显回退。 在正式加载时，应仔细观察槽间砌体的裂缝开展情况，记录逐级荷载下的油压表读数、测点位置、裂缝随荷载变化情况简图,原位

24、轴压,6、数值计算 A、计算槽间砌体的抗压强度fuij（MPa），fuij=Nuij/Aij； Nuij槽间砌体的受压破坏荷载值（N）； Aij 槽间砌体的受压面积（m2），一般为240mm240mm。 B、将fuij换算为标准砌体的抗压强度fmij（MPa），fmij=fuij/lij； lij无量纲的强度换算系数，lij=1.25+0.60Oij； Oij该测点上部墙体的压应力（MPa），其值按墙体实际承受的荷载标准值计算,原位轴压,例题一： 某六层砌体结构房屋，屋面板和楼板均为120mm厚现浇钢筋混凝土结构，屋面的活载标准值为0.7kN/m2，楼面的活载标准值为2.0 kN/m2，墙体为

25、240mm厚烧结普通砖墙，层高2.8m，局部尺寸见图3.2，现拟在一层某墙体中部进行原位轴压法检测，位于一层的槽间砌体上方墙体高度为1m，试计算槽间砌体上部墙体的压应力Oij,原位轴压,图3.2 某工程局部平面示意,原位轴压,答：计算过程如下： A、屋面荷载标准值：0.1225+0.7=3.7 kN/m2； B、楼面荷载标准值：0.1225+2.0=5.0 kN/m2； C、每平方米墙体自重标准值：190.24=4.56 kN/m2； D、槽间砌体上方墙体总高：1+2.85=15m； E、槽间砌体上方1m长的墙体自重标准值：4.56151=68.40 kN/m； F、楼屋盖板荷载作用范围的面积：（0.9+4.2）（3.3/2）/2）2=8.42 m2,原位轴压,G、作用范围内楼屋面荷载总重：3.78.42+5.08.425=241.65 kN； H、作用范围内墙体总重：68.404.2=287.28 kN； I、作用范围内荷载总重：241.65+287.28=528.93 kN J、压应力Oij=528930/（4200240）=0.525MPa,原位轴压,例题二： 上题中砖的设计强度等级为MU10，砌筑砂浆的设计强度等级为M7.5，试验破坏荷载为245kN，槽间砌体的受压面积为240mm240