后錨固檢測混凝土技術規(guī)程介紹

新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹1.編制背景《混凝土強度檢驗評定標準》GB/T50107規(guī)定：由不合格批混凝土制成的結構或構件，應進行鑒定。對不合格的混凝土可用從結構中鉆取試樣的方法或采用非破損檢驗方法，按有關標準的規(guī)定對結構或構件中混凝土的強度進行推定?！保弧痘炷两Y構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50204規(guī)定：“當混凝土試件強度評定不合格時，可采用非破損或局部破損的檢測方法，按國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定對結構構件中的混凝土強度進行推定，并作為處理的依據(jù)?！?。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹1.編制背景我國混凝土強度現(xiàn)場檢測技術的研究包括回彈法、超聲回彈綜合法、后裝拔出法、鉆芯法等幾項國外引進的方法?，F(xiàn)行國家行業(yè)標準有《回彈法檢測混凝土強度技術規(guī)程》JGJ/T23-2001，標準化協(xié)會CECS系列標準有：后裝拔出法檢測混凝土強度技術規(guī)程CECS69：94超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程CECS02：2005鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程CECS03：2007。第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助本章重點分析受彎構件豎向彎曲裂縫的出現(xiàn)和開展過程；

受彎構件裂縫寬度的驗算；

受彎構件截面剛度計算與變形驗算。第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助§8.1概述構件的裂縫寬度和撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過大影響使用功能，不能保證適用性;而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。裂縫荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：材料收縮、溫度變化、混凝土碳化后引起鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降。

(約占80%)與構件的受力特征有關。(約占20%)第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助NkNkNkNkNkNke0e0Tk(a)(b)(c)(e)(d)TkMkMk（a)軸心受拉；(b)偏心受拉；(c)偏心受壓；(d)受彎；(e)受扭第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構件截面尺寸小、鋼筋應力大時進行驗算。為防止溫度應力過大引起的開裂，規(guī)定了伸縮縫之間的最大間距。為防止由于鋼筋周圍混凝土過快地碳化失去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保護層的最小厚度。非荷載引起的裂縫第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助與承載能力極限狀態(tài)設計相比，正常使用極限狀態(tài)設計的目標可靠度可以相對較低。

C——結構構件達到正常使用要求的規(guī)定限值、裂縫寬度和變形限值。裂縫寬度和變形的驗算表達式如下：

S≤C

…8－1S

——結構構件按荷載效應的標準組合、準永久組合或標準組合并考慮長期作用影響得到的裂縫寬度或變形值；

式中第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助…8－2荷載效應的標準組合為：…8－3荷載效應的準永久組合為：在進行荷載效應計算時，荷載組合有兩種情況：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助§8.2裂縫寬度驗算裂縫的控制等級分為三級，鋼筋混凝土結構構件進行裂縫寬度的驗算。8.2.1驗算公式…8－4——按荷載效應標準值組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度；——最大裂縫寬度的限值。對此建筑工程、公路橋涵工程有不同的要求。第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助8.2.2wmax的計算方法《規(guī)范》的思路：得到最大裂縫寬度wmax若干假定根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理建立理論公式，計算平均裂縫寬度wm按試驗資料確定擴大系數(shù)第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.裂縫的出現(xiàn)和開展當

c

ftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由于鋼筋和混凝土之間的粘結，混凝土應力逐漸增加至ftk出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足以使粘結力傳遞至混凝土達到ftk–––完成裂縫出現(xiàn)的全部過程。出現(xiàn)：當荷載繼續(xù)增加到Nk，在一個裂縫間距范圍內由鋼筋與混凝土應變差的累積量，即形成了裂縫寬度。開展：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助2.平均裂縫寬度wmNcr+N211Ncr+N

分布<ftk

sm

ss(b)(c)(d)(e)

1

2

3<ftkNkNk(a)裂縫寬度等于裂縫間距范圍內鋼筋和混凝土的變形差；粘結-滑移理論：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助我國《規(guī)范》是建立在粘結—滑移理論和無滑移理論的基礎上，結合大量試驗結果得到的半理論半經(jīng)驗公式。構件表面裂縫寬度主要是由鋼筋周圍的混凝土回縮形成的；無滑移理論第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助式中：

sm=

sk

c取0.85lcr+

cmlcrlcr+

smlcr

m

m(a)

cs

cm

sm

ss

c分布

s分布(c)(b)…8－5第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助…8－6平均裂縫間距l(xiāng)mc

–––保護層厚度；deq

–––縱向受拉鋼筋的等效直徑，mm；

式中：

–––與受力特性有關的系數(shù)軸心受拉

=1.1受彎、偏心受壓

=1.05偏拉

=1.0第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助

i

–––縱向受拉鋼筋的表面特征系數(shù)光面:

=1.0帶肋:

=0.7hh/2bb

fh

fh/2hbbbfh

fh/2hh

fb

fh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)

te

–––截面的有效配筋率，

te=As/Ateni

–––第i種縱向受拉鋼筋的根數(shù)；第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助(0.2

1.0)…8－7

鋼筋應力不均勻系數(shù)

Ate倒T形截面第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助

裂縫截面處鋼筋應力

sk…8－8軸心受拉：…8－9受彎：…8－10偏心受拉：…8－11偏心受壓：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助0.87h0h0Nk

skAsMkC

skAse

e0eNkh0–a

sAsA

se

ke0kAsA

s

kA

sCCcZ

skAsNk(a)(b)(c)(d)C

skAs

skA

s第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助wmax=s

lwm偏心受拉軸心受拉

cr=2.7

cr=2.4受彎、偏壓

cr=2.13.最大裂縫寬度wmax擴大系數(shù)荷載長期效應裂縫擴大系數(shù)構件受力特征系數(shù)…8－4wmax=0.85

s

l

cr第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助4.JTGD62—2004（橋涵規(guī)范）的方法

特征裂縫寬度wfk（保證率為95%）—相當于《混凝土結構設計規(guī)范》中的最大裂縫寬度wmax…8－12…8－13…8－14第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助C1——鋼筋表面形狀系數(shù)，對光面鋼筋，

C1=1.4；對帶肋鋼筋，C1=1.0；C2——作用長期效應影響系數(shù)，C2=1+0.5Nl/Ns，

其中Nl和Ns分別為按作用長期效應組合和短期效應組合計算的彎矩值或軸力值；C3——與構件形式有關的系數(shù)，當為鋼筋混凝土板式受彎構件時，C3=1.15，當為其他受彎構件時，C3=1.0；——鋼筋應力。

σss第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助8.2.3減小裂縫寬度的措施優(yōu)先選擇帶肋鋼筋；選擇直徑較小的鋼筋；增加鋼筋用量。當計算裂縫寬度超過裂縫寬度的限值時，從最大裂縫計算公式可知，常見的減小裂縫寬度的措施有：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助鋼筋混凝土梁的撓度與彎矩的關系是非線性的?！?.3受彎構件撓度計算21(a)Maf0(b)EI2EI(B)M01——線性；2——非線性。第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助Bs–––荷載效應標準組合下的受彎構件的短期剛度B

–––按荷載效應標準組合并考慮荷載長期作用影響的抗彎剛度B–––鋼筋混凝土梁的撓度計算對于簡支梁承受均布荷載作用時，其跨中撓度：用材料力學的公式：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助1.短期剛度Bs的計算rMso

co

a

a

c

sash0Msbb

lcr…8－15式中：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助產生隨時間增大的撓度2.長期剛度B的計算產生短期的撓度B將彎矩分成兩部分：第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助…8－16Mk

–––荷載效應標準組合計算的彎矩值；Mq

–––荷載效應準永久組合計算的彎矩值；

–––撓度增大系數(shù)，

=2.00.4

'/

；Bs

–––短期剛度按式(8-15)計算。第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助3.最小剛度原則受彎構件在正常使用狀態(tài)下，沿長度方向的剛度是變化的。取同一彎矩符號區(qū)段內的最小剛度作為等剛度，按材料力學的方法計算。B1minBBminMBminMlmaxBAgk+qk(a)(b)－+gk+qkBminBmin(a)(b)第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助4.圖表法=1

MGk/Mk

MGk

–––永久荷載標準值產生的彎矩Mk–––荷載短期效應組合產生的彎矩實際上是限制跨高比l0/h0。提高剛度的有效措施h0

或As

增加'l0/h03020100.40.81.21.62.0

(%)=1.0第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助5.JTGD62—2004（橋涵規(guī)范）的方法

公路橋涵鋼筋混凝土受彎構件,在正常使用狀態(tài)下的撓度,可根據(jù)給定的構件用結構力學的方法計算。受彎構件的剛度可按下式計算：…8－17…8－18第8章混凝土結構設計原理主頁目錄上一章下一章幫助B–––開裂構件等效截面的抗彎剛度；γ

–––構件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)，

γ=2S0/W0；式中：B0–––全截面的抗彎剛度，B0=0.95

EcI0；Bcr–––開裂截面的抗彎剛度，Bcr=EcIcr；Mcr–––開裂彎矩；S0–––全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分對面積重心軸的面積矩；W0–––換算截面抗裂驗算邊緣的彈性抵抗矩；I0–––全截面換算截面慣性矩；Icr–––開裂截面換算截面慣性矩。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹1.前期研究--地方規(guī)程的編制及應用山東各地市進行了驗證測試，結果表明：后錨固法測強曲線精確度高。《2008年山東省工程建設地方標準制訂、修訂計劃》的通知（魯建標函[2008]3號）要求，標準組在廣泛調研、認真總結綠色高性能混凝土強度增長機理及其現(xiàn)場檢測新技術研究成果及實踐經(jīng)驗、參考國外先進標準和廣泛征求意見的基礎上，制訂了山東省工程建設標準《后錨固法規(guī)程》。近兩年來，山東省建筑工程質量監(jiān)督檢驗測試中心在全省進行了大規(guī)模的推廣應用，應用效果良好。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹2.后錨固法檢測混凝土強度簡介后錨固法檢測混凝土抗壓強度是在混凝土硬化后，鉆孔并用高強膠粘劑粘錨固件，在膠粘劑硬化后拔出錨固件，根據(jù)錨固力推定混凝土強度的一種試驗方法。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)分析新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)分析破壞形式a在錨固深度較大的情況下，當錨固深度范圍內的錨固力超過錨固件的抗拉強度時出現(xiàn)。破壞形式b在錨固深度較小的情況下出現(xiàn)，這種破壞形式是后錨固法檢測混凝土強度技術所要求出現(xiàn)的破壞形式。破壞形式c在試驗時偶有發(fā)生，原因膠強度低及孔壁未清理干凈所致，此類破壞可以避免。破壞形式d為混凝土錐體和膠體聯(lián)合破壞。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)分析-反力環(huán)圍箍效應第一主應力云圖新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)分析-無反力環(huán)第一主應力云圖新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)分析在直徑120mm反力環(huán)的圍箍作用下，破壞體為十分規(guī)整的錐體。當反力支撐為三點式或大直徑反力環(huán)時，破壞面不規(guī)則，因而數(shù)據(jù)離散型較大。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹3.破壞形態(tài)理論分析由試驗現(xiàn)象及理論分析可以得出，在錨固膠性能達到一定要求時,在混凝土抗壓強度一定的情況下，經(jīng)試驗統(tǒng)計可得出界限破壞深度。當根據(jù)拔出力反推混凝土抗壓強度時，使錨固件錨固深度略小于或等于界限錨固深度，就能確保b類混凝土錐體破壞，從而精確的推定混凝土抗壓強度。所測混凝土抗壓強度范圍為（10-80）MPa時，在理論分析和試驗總結的基礎上，課題組確定最優(yōu)錨固深度取30mm，反力環(huán)直徑取120mm，后錨固法試驗用膠的性能指標如下表，當采用膠的性能指標達不到此項要求時，將可能出現(xiàn)其它形式的異常破壞，從而不能保證可靠性。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹錨固膠的力學性能新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導由于混凝土材料的特殊性質，在建立其本構模型時比金屬材料多一個基本概念：破壞準則（或破壞面）。所謂混凝土的破壞準則是指混凝土極限承載力的數(shù)學描述，在主應力空間中它表示為一個曲面，即混凝土的破壞面，所以破壞面也就是所有臨界應力狀態(tài)所組成的曲面。通常認為破壞面是客觀的，與加載路徑無關。摩爾認為：平面極限剪應力與平面中一點的正應力有關，即：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導f（σ）的包絡線由試驗結果來確定，當最大的摩爾圓正切于包絡線時材料達到破壞強度。摩爾的包絡線是庫侖提出的直線方程：式中c為材料的內聚力，φ為材料的內摩擦角。σ、τ分別為破壞面上的正應力和剪應力。摩爾庫侖破壞準則的優(yōu)點是較為簡便，能在受壓情況下反映剪切滑移破壞，在受拉荷載情況下，反映斷裂破壞。引人開裂條件：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導根據(jù)修正摩爾庫侖破壞準則，可以得到材料的內聚力c的計算式：

fc為混凝土立方體抗壓強度，把相應公式代入，得到剪應力：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導上圖為理想破壞體的示意圖，按照圖所示的混凝土破壞小塊體為一圓臺，它的側面積為：根據(jù)力的平衡可以得到下式：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹4.典型錐體破壞拔出力理論推導將σ、τ、A代入上式得到：試驗中，D，lc，α是常數(shù)；φ=α；ft=0.1fc，代入上式，得到：其中K是常數(shù)。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程為了在全國推廣應用此項新技術，2009年1月山東省建筑科學研究院就此項技術申報2009年工程建設標準制訂、修訂項目計劃。并于2009年5月被列入中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部《2009年工程建設城建、建工行業(yè)標準制訂、修訂計劃》。根據(jù)建標[2009]88號文件的要求，我單位抓緊落實，迅速與國家建筑工程質量監(jiān)督檢驗中心、甘肅省建筑工程總公司、福建省建筑科學研究院、甘肅省建筑科學研究院、江蘇省建筑科學研究院有限公司、遼寧省建設科學研究院、青島理工大學、濟南市工程質量與安全生產監(jiān)督站、山東華森混凝土有限公司、煙臺市建設工程質量監(jiān)督站、東營市建筑工程質量檢測站、日照市建設工程質量監(jiān)督站、山東省樂陵市回彈儀廠等單位團結協(xié)作，經(jīng)過編制組全體同志的共同努力，期間召開了4次編制工作會議，會議分別形成了初稿、征求意見稿、送審稿和報批稿。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程

保證全國統(tǒng)一測強曲線的代表性

選擇有代表性地區(qū)進行數(shù)據(jù)采集

甘肅福建江蘇遼寧山東新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術已經(jīng)應用于山東、甘肅、福建、遼寧、江蘇等地100多項實際工程的現(xiàn)場檢測過程中，應用結果表明：后錨固法與現(xiàn)行的混凝土非破損檢測方法比較，受原材料、施工方法、齡期、養(yǎng)護方法等因素影響較小，具有試驗方法可靠，測試精度高，測試費用低，對結構基本無損傷，可重復檢測等優(yōu)點，具有廣闊的推廣應用前景。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程-測強曲線根據(jù)摩爾庫侖理論推導拔出力公式及編制組科研成果，后錨固法混凝土完整錐體拔出力與混凝土立方體抗壓強度之間關系方程采用直線形式。。規(guī)程編制組在山東、江蘇、甘肅、福建、遼寧等地區(qū)大量試驗數(shù)據(jù)的基礎上，得出《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》統(tǒng)一測強曲線：相關系數(shù)r=0.909，平均相對誤差δ=10.84%，相對標準差er=13.21%。式中f——混凝土立方體抗壓強度（MPa）；

T——混凝土完整錐體拔出力（kN）。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程-測強曲線回歸指標評價測強回歸曲線的準確性可通過回歸指標來評價，通常評價回歸方程精度的指標有：相關系數(shù)：剩余標準離差：平均相對誤差：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程-測強曲線回歸指標評價相對標準差：式中

——回歸方程式的強度平均相對誤差，精確至0.1%；er——回歸方程式的強度相對標準差，精確至0.1%；yi——由第i個試塊抗壓試驗得出的混凝土抗壓強度值，精確至0.1MPa；yi^——對應于第i個試塊現(xiàn)場微破損檢測的強度換算值，精確至0.1MPa；n——制定回歸方程式的數(shù)據(jù)總數(shù)。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程山東省建筑科學研究院科研項目“綠色高性能混凝土（GHPC）強度增長機理及其現(xiàn)場檢測新技術研究”

對多種檢測方法（回彈法、超聲回彈綜合法、后裝拔出法、鉆芯法、后錨固法等）進行了平行系統(tǒng)研究。同條件混凝土各種檢測方法的精度對比見表。由表可見：后錨固法回歸曲線精度高于回彈法、超聲回彈綜合法。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹后錨固法與無損檢測方法對比注：本表中各方法測強曲線為山東地區(qū)測強曲線新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹后錨固法與無損檢測方法對比后錨固法中拔出力與混凝土抗壓強度同屬力學范疇，關系更直接，因而比精度高。后錨固法不受齡期影響，可直接用于檢測長齡期混凝土強度。與后裝拔出法對比，檢測環(huán)節(jié)較少，影響檢測結果的因素較小，操作簡便，對結構損傷小。新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹5.編制進程-審查會在4次工作會議及編制組大量了試驗分析的基礎上，經(jīng)住房和城鄉(xiāng)建設部標準定額司同意，于2009年12月在濟南召開了審查會議，會議聽取了送審報告和征求意見稿征求意見的處理意見匯報；審查了送審資料；審查專家委員會委員和編制組成員共同對標準送審稿逐章逐條進行了認真審查。形成審查意見如下：新編行業(yè)標準《后錨固法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》編制介紹審查意見（一）編制組提供的審查資料齊全、內容翔實，符合規(guī)程審查要求。（二）編制組開展了大量試驗研究，吸收了國內外科技成果，征求了全國有關單位和專家的意見，符合行業(yè)標準編制程序，規(guī)程達到科學性、先進性和