CN115308063A - 一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,涉及建筑物检测技术,针对现有技术中检测造成损伤程度和评价准确性的矛盾提出本方案。对已有建筑的构件进行检测批次分类;在一个检测批中,按比例对构件进行随机抽样;利用非损伤性检测法对所有抽样构件进行混凝土质量或强度检测,并对检测结果进行统计和排序;对统计和排序后的所述检测结果标定分位数;对分位数对应的构件进行精确检测推定该批次混凝土检测的最终结果。优点在于,利用非损伤型检测法与混凝土强度的正相关性,在保证检测精度的基础上,减少了对建筑物的损伤次数。减少抽芯次数也是有效降低了施工成本,同时保证财产和生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及砼检测技术,尤其涉及一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法。
背景技术
已有建筑如出现改变功能用途、改造或到达使用年限等情况,需要对其结构安全性进行充分评估。随着建筑年费越长,其对应的建造资料保存一般都越少,很多超过十年的已有建筑都资料不全甚至无法找到。变成无勘探、无设计、无竣工资料的建造。对该类建筑的评估需要进行满足国标要求的检测,其中混凝土强度是最重要的工作,关系到对建筑的安全评价以及财产和生命安全。
现有的混凝土强度检测包括以下几种:
其中评价混凝土强度准确性最好的抽芯法由于成本高,样本容量大(国标要求不低于15个样本),且对建筑物有损伤,很难直接应用在实际工作中。如何降低对建筑物损伤又能保证评价准确性,一直是业内寻求解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,以解决上述现有技术存在的问题。
本发明中所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,包括以下步骤:
S1.对已有建筑的构件进行检测批划分,并按检测批构件数比例进行随机抽样;
S2.利用非损伤性检测法对所有抽样构件进行混凝土质量或强度检测,并对检测结果进行排序;
S3.对统计和排序后的所述检测结果标定分位数;
S4.对分位数对应的构件进行精确检测;
S5.推定该检测批构件混凝土检测的最终结果。
在步骤S1中,所述检测批按层和构件种类进行分类。
在步骤S2中,所述非损伤型检测法为超声波法或回弹法。
在步骤S2中,排序为递变式排序,所述排序为递增或递减式排序。
在步骤S3中,分位数为一个或多个;所述分位数是检测个数的分位数、或是检测数值的分位数。
所述分位数为一个时,是所述检查结果的任意值,通常为平均值或最小值;所述分位数为多个时,可以是0.01%至99.99%之间的任意值,通常采用75%、50%、25%对应的位置和最小值位置。
对各构件取一个或一个以上的测区,每个测区设定多个检测点;得到每个构件的每个测区的多个检测点的平均值,为所述检测结果。
在步骤S4中,进行精确检测为抽芯检测;
在步骤S5中,推定该检测批构件混凝土检测的最终结果是采用概率方法进行。
采用概率方法是加权统计、并按国标方法进行推定。
本发明中所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其优点在于,利用非损伤型检测法与混凝土强度的正相关性,在保证检测精度的基础上,减少了对建筑物的损伤次数。减少抽芯次数也是有效降低了施工成本,同时保证财产和生命安全。
附图说明
图1是本发明中所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明中所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法具体流程如图1所示,通过以下实施例进行说明。
实施例一
一栋5层旧房民屋,2010年前建成,为私人宅基地房屋,现存资料中没有设计图纸与施工竣工资料。现作为经营用途,每层柱有13根、梁有32根,已经使用超过12年,即超过3000天,不能用回弹法或超声回弹法,只能采用抽芯法,即使是其它方法如超声回弹法后装拔出法、后锚固法等,都必需进行抽芯法检测做修正。按层分批次后以第一层的柱为例进行以下步骤:
根据检测批次中各类构件数量,按比例随机抽样;每层柱13根,为满足统计样本量,抽样比例为100%,即全数抽查。每个柱布置2个测区、每个测区测布置3个检测点,采用超声波法普查。对抽样构件的质量或强度进行普查,查出所述抽样批样品的质量或强度好坏相对值。对于同一批次的混凝土,质量或强度与超声波通过混凝土构件的速度是正相关,速度越大表示该混凝土构件的质量越好或强度越高。其中检测项目相同、质量要求相同和生产工艺基本相同的列为同一批次。
用混凝土超声波检测仪对抽样的13根柱采用——检测,每根柱从下到上均匀布置2个测区。构件按需要可以在1-10测点之间调整数量,本实施例中每个测区测3个点。校准混凝土超声波检测仪,主要是测定其初始读数t0,对抽样的13根柱样品逐一检测,记录柱的位置编号及其对应的检测数据值。具体采用混凝土内部不密实区超声检测方法,检测的数值为超声波波速——超声波通过混凝土构件的速度,Vd=L/(ti-t0),Vd为检测点波速(km/s),ti为检测点声时,t0为检测仪器的初始读数(仪器本身延时)(单位μs),L为检测点的超声测量距离(单位mm)。通过对13根柱各2测区,得到每个柱的每个测区3个检测点波速Vd平均值,全部共13x2=26个检测区波速Vd。具体检测声速方法按照国家有关技术规定进行。
按所述抽样构件数据大小进行排序,因质量或强度与超声波通过混凝土构件的速度是正相关,速度越大表示该混凝土构件的质量越好或强度越高;所以就是对抽检构件的相对好坏或强度高低进行排序,下面从高到低排序表:
从质量或强度高低排序或从低到高排序中确定需要下一步检测的一个或一个以上的分位数。本实施例一个分位数与四个分位数两种情况分别做应用说明:
第一种情况,如果只要得出该层柱子混凝土的最低值进行性能设计(确定)房子的安全性。把分位数取最小值,即统计学的保值率大于99%、分位数0.01)。检测的分位数对应的部分或全部构件的检测部位进行混凝土强度进一步精准检测。具体为对表中最低的三个测区进行抽芯检测,检测的数据分别为17.8MPa,17.0MPa,17.3MPa;平均值为17.4MPa;结果为采用17.4MPa计算房屋的安全性。
第二种情况,如果只要得出该层柱子混凝土的统计概率保证率95%的推定值(国标规范规定方法要求)进行性能设计(确定)房子的安全性,把分位数取4分点(即统计学的保值率大于75%、50%、25%和最小值处)。
统计声速平均数:Vdm=3.34(km/S),声速的标准差S=0.077(km/S),75%的值采取最大值与平均值的中间数V0.75=3.41(km/S);25%的值采取最大值与平均值的中间数V0.25=3.28(km/S)。
检测的分位数75%、50%、25%和最小值处分别对应的部分构件的检测部位进行混凝土强度进一步精准检测,具体为声速3.41(km/S)、3.34(km/S)、3.28(km/S)、3.21(km/S)测区进行抽芯检测,检测的数据见上表。
对所述的检测批次中检测构件的混凝土精准强度进行统计,按有关固定推定所述的检测批次中所有构件的混凝土强度率定值。统计是加权统计。权数是抽芯检测处的声速与最大值声速或(与上一抽芯处声速以下)的第一阶段声速测定个数。
加权统计结果:
强度平均值:fcm=(7x24.2+7x22.0+6x19+6x17.3)/26=20.8MPa;
标准差:S=2.71MPa;
按有关规范抽芯混凝土强度推定值规定,
律(推)定值的上限值:fcm1=20.8-1.255x2.71=17.4MPa;
律(推)定值的下限值:fcm2=20.8-2.220x2.71=14.8MPa;
因为fcm1-fcm2=17.4MPa8-14.8MPa=2.6MPa<5MPa;所以直接采用17.4MPa计算房屋的安全性。
其中,1.255和2.220为规范规定26个样本容量时,分位数0.05即保证概率95%的上限值系数和下限值系数。
通过上述排序后二种精准检测得出结论是一致的,但第一种只要抽芯2-3个,第二种抽芯5-6个,如果传统随机抽芯检测方法最少要抽芯15个,随机或抽样超声波回弹法但其工作量要大很多,回弹工作时间是超声波2倍、还要抽芯100mm直径的6个或抽芯70mm的10个。从而证明本发明能在减少建筑物损伤的情况下减少工作量,还做到准确。
实施例二
一栋4层标准厂房,1999年前建成为制衣厂,现存材料缺失了原设计图纸与施工竣工资料。现需要改变用途,改为电子厂,一层面积3000平方米,每层柱66根、梁有80根,到目前已经使用超过22年,超过7000天,不能单纯用回弹法或超声回弹法,只能采用抽芯法,即使是其它方法如超声回弹法后装拔出法、后锚固法、都必需进行抽芯法检测做修正。按层分批次后以第一层的柱为例进行以下步骤:
根据检测批次中各类构件数量,按比例随机抽样;具体为从每层柱66根随机抽有关规定(检测标准B)最小检测容量应13根进行强度检测,而高标准(检测标准C)检测容量应20根,但抽芯法检测混凝土强度技术规程《JGJ/T384-2016》又要求不能少于15个样本。因此本实施例采用20根为一批次样品。
对抽样构件的质量或强度进行普查,查出所述抽样批样品的质量或强度好坏相对值。对抽样的20根柱采用混凝土超声波检测仪检测,每根柱从下到上均匀布置3个测点。本领域技术人员可以根据实际现场的技术需要,调整3-10测点之间的数量。校准混凝土超声波检测仪,对抽样的20根柱样品逐一检测,记录柱的位置编号的检测数据值。具体采用混凝土内部不密实区超声检测方法,检测的数值为超声波波速。通过对20根柱各3测点,得到每个柱样本3个检测点波速Vd,全部共20x3=60个检测点波速Vd。具体检测声速方法按照国家有关规定进行。
按所述抽样构件质量或强度数据进行排序,即根据相对值的相对好坏或高低从高到低排序或从低到高排序。因为混凝土质量或强度与超声波通过混凝土构件的速度是正相关,速度越大质量或强度越好或强度越高。因此所述抽样构件质量或强度数据直接对应抽样构件所的波速Vd。本实施例统计至少有二大种类方法:第一种以60个检测点波速Vd为统计对象,计算出平均值或中位值、最大值、最小值和标准差。第二种以20个柱样品的每个样品构件的3个检测点波速Vd计算出平均值Vdm为统计对象,计算出平均值或中位值、最大值、最小值和标准差。下表为20个柱构件的3个检测点波速Vd最小值为统计:
计算的平均值Vdm=4.37,标准差S=0.06,中位值Vm=4.38和4.37。
从质量或强度高低排序中找出需要下一步精准检测的分位数;根据数据找出平均值或中位值、最小值、中位值与最小值之间中间数、中位值与最大值之间中间数共四个分位数各自对应的构件检测点,每特殊代表值选取1个或2个已经检测的点位,共4个或8个作为进行下一步检测点位。另需要说明的是,总共60个已经检测点位、每一个代表值可能有1个或几个检测点数值一样。如只有1个或没有完全相等的可以区特殊值上下邻近数值的点位代表该代表值的点位。过程中没有选用最大值,可以减少最后统计的离散性,又能更好保证统计数值的安全可靠的。
精准检测的分位数对应的部分或全部构件,采用抽芯法对选取的4个分位数对应点位进行抽芯检测,得出4个或8个混凝土强度值。抽芯检测是目前已有建筑混凝土强度检测的最准确的方法。
对当前检测批次中检测构件的混凝土精准强度进行统计,按有关固定推定所述的检测批次中所有构件的混凝土强度率定值。抽芯检测得出4个混凝土强度值进行加权统计,如果8个混凝土强度值采取每分位数点为强度的平均值进行加权统计,对应的权上述步骤统计从高到低排序的第二次精准检测分位数与最大声速值的检测构件数(或测点数)个数,或第二次精准检测分位数处与比较多的分位数声速值的检测构件数(或测点数)之间个数。按国家规范有关规定得出这一层柱的混凝土率定值,从而确定混凝土强度值。
加权统计结果:
强度平均值:fcm=(41.5x5+37.8x5+36.2x5+35.8x5)/20=38.1(MPa);
标准差:S=2.34(MPa);
按有关规范抽芯混凝土强度推定值规定,
混凝土强度推定上限值:fcu,c1=fcm--S*k1=38.1-2.34x1.1746=35.4(MPa);
混凝土强度推定下限值:fcu,c2=fcm--S*k2=38.4-2.34x2.2078=32.9(MPa);
因为fcu,c1-fcu,c2=35.4MPa-32.9MPa=2.5MPa<5MPa满足推定要求。可以采用35.4MPa作为这层柱的代表值;按国标推定概率统计得出,强度35.4MPa的保值率为不小于95%;而不是抽样的最小值35.8MPa。
其中,k1=1.1746和k2=2.208分班为规范规定20个样本容量时,分位数0.05的上限值系数和下限值系数。需要说明的是,本实施例只抽取20柱、而总有60根柱,不能采用实施例一的全取样方式采取最小声速值的构件(柱)直接得出的35.8MPa混凝土强度。
本实施例是符合国家有关最小容量检测、并对柱的第一阶段检测可以发现柱内部有没有缺陷,并能很好保证第二阶段检测更有目的,更加偏于安全。
如果按目前已有的检测方法,采用抽芯法最少要抽15个样品检测,且15个样品强度的统计不一定能满足统计离散性要求。因为混凝土抽芯强度离散性比较大,如不满足要扩大抽芯范围,需要第二次到现场抽样,最少增加10个-15个,增加工作量,对原建筑损伤更大、成本更高。而本发明方法虽然也15个构件(柱),但其高达60个点质量检测,是直接抽芯的4倍,且超声波检测的相对性是准确率很高,也无损伤检测。可见实现了降低损伤的基础上,保证测量准确的技术效果。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.对已有建筑的构件进行检测批划分,并按检测批构件数比例进行随机抽样;
S2.利用非损伤性检测法对所有抽样构件进行混凝土质量或强度检测,并对检测结果进行排序;
S3.对统计和排序后的所述检测结果标定分位数;
S4.对分位数对应的构件进行精确检测;
S5.推定该检测批构件混凝土检测的最终结果。
2.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S1中,所述检测批按层和构件种类进行分类。
3.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S2中,所述非损伤型检测法为超声波法或回弹法。
4.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S2中,排序为递变式排序,所述排序为递增或递减式排序。
5.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S3中,分位数为一个或多个;所述分位数是检测个数的分位数、或是检测数值的分位数。
6.根据权利要求5所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,所述分位数为一个时,是所述检查结果的任意值,通常为平均值或最小值;所述分位数为多个时,可以是0.01%至99.99%之间的任意值,通常采用75%、50%、25%对应的位置和最小值位置。
7.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,对各构件取一个或一个以上的测区,每个测区设定多个检测点;得到每个构件的每个测区的多个检测点的平均值,为所述检测结果。
8.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S4中,进行精确检测为抽芯检测。
9.根据权利要求1所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,在步骤S5中,推定该检测批构件混凝土检测的最终结果是采用概率方法进行。
10.根据权利要求9所述一种已有建筑的混凝土强度抽样检测方法,其特征在于,采用概率方法是加权统计、并按国标方法进行推定。
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---|---|---|---|---|
CN116399692A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-07-07 | 四川省建筑科学研究院有限公司 | 存在质量问题的混凝土抗压强度批量评定方法 |
CN118190600A (zh) * | 2024-05-17 | 2024-06-14 | 甘肃第四建设集团有限责任公司 | 一种建筑混凝土的强度检测方法及*** |
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