我國混凝土抗壓強度的非破損(包括局部破損)檢測從50年代末開始，至今比較成熟的方法有回彈法、鉆芯法、拔出法、超聲—回彈綜合法等，這些方法已制定了相應的標準規范，在工程實踐應用中取得了很好的效益。但也存在著一定的局限性，回彈法雖然操作簡單，但受混凝土表面狀況和碳化深度的影響，使得測試誤差較大；超聲回彈綜合法檢測時要求構件有相對的測試面，現場輔助工作較多；拔出法和鉆芯法屬于局部破損的檢測方法，檢測后對構件本身的承載力影響較大，檢測部位需做修補處理。為此，中國建筑科學研究院結構所在參照國內、外混凝土強度檢測技術基礎上，于1997年首先提出了剪壓法檢測混凝土強度的方法，并研制開發了相應的剪壓儀。剪壓法測定混凝土強度是利用剪壓儀，對混凝土構件邊緣施加壓力，使構件邊緣產生局部剪切破壞，根據其局部承壓力的大小來推定構件的混凝土強度，檢測后的局部破壞面深度小于鋼筋保護層厚度，檢測后不影響構件本身的承載能力。

根據中國工程建設標準化協會（2007）建標協字第31號文的要求，由中國建筑科學研究院、安徽省建筑科學研究設計院、重慶市建筑科學研究院、深圳市建設工程質量檢測中心、陜西省建筑科學研究院、黑龍江省寒地建筑科學研究院、舟山市博遠科技開發有限公司、北京中煤匯峰科技有限公司等單位組成的編制組，負責制定《剪壓法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（以下簡稱《規程》）。在編制過程中，開展了專題研究，參照現行行業標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》JGJ/T 23-2001、現行協會標準《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》CECS 02：2005和《后裝拔出法檢測混凝土強度技術規程》CECS 69：94等的基礎上,同時結合剪壓法的特點，形成《剪壓法檢測混凝土抗壓強度技術規程》的條文。在全國范圍內，廣泛征求建筑設計、施工、檢測、監督管理等單位的意見，最后由中國工程建設標準化協會組織有關專家審查。審查委員會對《規程》進行了認真的審查，認為剪壓法檢測混凝土強度是一項自主創新的技術，為現場檢測混凝土強度提供了一種新的方法；該方法科學合理，剪壓儀操作簡便；編制組全面、完整對該技術進行深入的理論分析、試驗研究和工程試點應用；編制了剪壓法檢測混凝土強度的技術規程；該《規程》豐富了混凝土強度現場檢測技術，達到了國際先進水平。

本《規程》的主要內容包括總則、術語和符號、 剪壓儀、檢測技術、混凝土抗壓強度的計算及推定、 檢測報告等內容。

1剪壓法所用剪壓儀的研制

研制一種能對混凝土施加剪壓力的便攜式的專用機具是該項技術的關鍵所在。根據工程檢測的要求，設備應具有體積小、重量輕、不需電源等特點。

1.1 擠壓頭和額定剪壓力的選用

剪壓儀的擠壓頭直徑選用20mm，是因為擠壓頭過大會使剪切破壞面露出鋼筋，而影響混凝土的局部承壓強度；擠壓頭過小會使剪切破壞面變小，混凝土的局部承壓強度不能很好反映構件本身的混凝土強度，而影響測試精度。擠壓頭在工作過程中會不可避免地產生旋轉，選用圓柱形擠壓頭不會因擠壓頭旋轉而影響擠壓接觸面的大小。剪壓儀上設有限位裝置，只需將剪壓法插入構件到極限位置，就能保證擠壓頭圓弧面與構件表面相切。

混凝土剪壓破壞時的強度與混凝土強度等級成正比。根據剪壓試驗，當混凝土強度等級為C60時，所需擠壓力往往不大于56kN。一般而言，儀器設備的使用范圍在20％～80％的量程時較準確，平時使用時，剪壓儀的剪壓力宜控制在56kN之內。因此，將剪壓法所用剪壓儀的額定擠壓力定為70kN。

1.2 額定油壓選用

    機具的自重及外形尺寸與工作油壓成反比，選用較高的額定油壓有利于降低自重、縮小外形尺寸。但提高油壓后對制作及零配件質量要求也要隨之提高，根據當前國內常用液壓設備的制作水平，將剪壓儀的額定油壓控制在36MPa范圍內。

1.3 回程方式選用

    回程方式有液壓回程與彈簧回彈兩種。液壓回程，雖然回程力大，但機體內要設置四道密封和二個油口，所用液壓源需要二條油路，液壓源體積大；彈簧回程其回程力小，機體內只有二道密封和一個油口，構造比較簡單，操作也稍方便，所用液壓源體積小，能減輕整套設備的重量。

1.4 剪壓儀的主要技術參數

剪壓儀的主要技術參數見表1。

表1  剪壓儀的主要技術參數

2剪壓法測強對構件尺寸的要求及其適用范圍

對不同強度等級的試塊破壞面大小的比較，可知，混凝土強度等級愈高，其相應的破壞面也較大，但承壓平面內的寬度不超過100mm，距承壓面的深度不超過80mm。如果對邊長為100mm的立方體試塊進行局部承壓試驗，試驗表明其局部承壓破壞有時出現不確定性。因此，用剪壓法檢測混凝土強度時，構件厚度不宜小于80mm，相鄰兩測試點的距離不宜小于100mm。

    剪壓法測強的適用范圍如下：

1）檢測普通混凝土抗壓強度（10～60MPa ）；

2）適用于截面具有直角邊、可施加剪壓力的結構，即所檢測構件應具有2個平行的面，另一側面需與2個平行面垂直；

3）齡期不應少于14d；

4）結構或構件厚度不應小于80mm；

5）水泥、砂、石、模板等適合相關標準的要求；

6）適用于表層與內部質量一致的結構。

3 抽檢數量以及測位布置

按檢驗批抽樣檢測時，構件抽樣數不應少于同批構件的10%；當同一檢驗批中構件間混凝土外觀質量有較大差異或構件混凝土強度標準差較大時，應適當擴大抽樣數。測位數量與布置應符合下列規定：

1）在所檢測構件上應均勻布置3個測位，當3個剪壓力中的最大值與中間值之差及中間值與最小值之差均超過中間值的15%時，應再加測2個測位；

2）測位宜沿構件縱向均勻布置，相鄰兩測位宜布置在構件的不同側面上。測位離構件端頭不應小于0.2m，兩相鄰測位間的距離不應小于0.3m；

3）測位處混凝土應平整，無裂縫、疏松、孔洞、蜂窩等外觀缺陷。測位不得布置在混凝土成型的頂面；

4）測位處相鄰面的夾角應在88o～92o之間，當不滿足這一要求時，可用砂輪略做打磨處理；

5）測位應避開預埋件和鋼筋。

4 壓法測強曲線的建立

本規程剪壓法測強曲線是根據中國建筑科學研究院、安徽省建筑科學研究設計院、陜西省建筑科學研究院、重慶市建筑科學研究院、黑龍江省寒地建筑科學研究院、深圳市建設工程質量檢測中心等試驗結果建立全國統一測強曲線。

采用同條件試塊分別進行剪壓試驗和立方體抗壓強度試驗，建立混凝土測強曲線。試塊分別按齡期為14、28、60、90d進行測試，每個齡期的每組由6個試塊組成。局部承壓試驗按下列要求進行：

1）剪壓試驗的測點布置在試塊成型側面；

2）剪壓試驗破壞荷載取3個試塊強度的平均值；

3）試塊混凝土強度代表值按《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107－87的規定取值；

4）將各齡期的各組立方體的局部承載荷載與混凝土立方體的抗壓強度值，按最小二乘法原理進行回歸分析；

5）建立混凝土立方體強度與剪壓力間的對應關系，其回歸方程為：

                              （1）

式中    ——混凝土強度換算值（MPa）；

          ——試驗破壞時的剪壓力（kN）。

5 混凝土強度的推定

本《規程》參照已修訂的《混凝土強度檢驗評定標準》GB50107－87的強度評定方法，對混凝土強度的推定作出了相應的規定。取構件中各測位強度換算值的平均值作為該構件混凝土強度代表值，當按檢驗批檢測時，需計算檢驗批中混凝土強度代表值的平均值和標準差。

5.1 單個構件的檢測

當按單個構件檢測時，將構件混凝土強度代表值除以1.15后的值作為構件混凝土強度推定值。

5.2 檢驗批中所抽檢構件數少于10個的檢測

表2  混凝土強度判定系數

 取式（4）和（5）中的較小值作為該檢驗批的混凝土強度推定值。

     對按檢驗批檢測的構件，當該批構件混凝土強度代表值的標準差出現下列情況之一時，該批構件應全部按單個構件進行檢測：

1） 當該批構件混凝土強度代表值的平均值 ＜25.0MPa時，標準差 ＞4.50MPa；

2） 當該批構件混凝土強度代表值的平均值 ≥25.0MPa時，標準差 ＞5.50MPa。

6 結  語

2010年7月1日，中國工程建設標準化協會批準發布《剪壓法檢測混凝土抗壓強度技術規程》，編號為CECS 278：2010，自2010年9月1日起施行。

參考文獻

[1] GBJ107－87，混凝土強度檢驗評定標準[S].

[2] JGJ/T 23-2001，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程[S].

作者簡介： 袁海軍，男，教授級高工，國家一級注冊結構工程師，《剪壓法檢測混凝土抗壓強度技術規程》的主要編制人之一，主要從事結構檢測鑒定工作。