贯入法测隧道喷射混凝土早期强度实施方案.docx

合福铁路闽赣段
F＝15.28-1.29H （相关系数r＝71％） 式中：F—喷射砼早期强度测定值（MPa）；
H—贯入仪针入深度代表值（mm）

贯入法测定喷射混凝土早期强度实施细则
（内部标准）

1. 总则
1.1 根据《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〖2005〗160号）针对喷射混凝土早期（1d）强度检测的具体要求，每一喷射循环施工单位、监理单位须检查一次，检测方法为贯入法或拔出法。两种方法相比，贯入法设备轻便，操作容易，安全快捷，对结构无破坏，因此更适合在现场应用。
1.2 由于国家及各行业目前均尚无贯入法测强的技术标准，特制定此实施细则，用于合福铁路客专闽赣Ⅰ标的隧道工程喷射混凝土强度检测。
1.3 本办法一般情况下只用于现场测定喷射混凝土的1d强度。
2. 测试原理
贯入法属于无损检测方法（检测后仅表层不超过10㎜范围产生一小坑），适用于现场测定喷射混凝土的早期强度。其工作原理是依据美国ASTM C803标准的贯入阻力原理，采用压缩弹簧加载，把一钢制测钉贯入混凝土中，因其贯入深度与混凝土的强度成反比，即可根据测钉的贯入深度来推定喷射混凝土的强度。通过在试验室对大量混凝土试件进行实测，取得大量数据，并以此数据来建立喷射混凝土早期强度与贯入深度的关系曲线。
3. 检测设备
3.1 贯入式混凝土测强仪：可采用由北京欧亚中兴科技有限公司生产的ZXL-1000型混凝土贯入式强度检测仪，该设备主要由测试仪、测钉和测深表三部分组成，其结构示意图见图一。也可采用其他厂家的同类、同功效的产品。
3.2 ZXL-1000型测强仪的主要技术性能指标如下：
1) 仪器的贯入力：1000N
2) 工作冲程：20㎜
3) 测钉直径：3.5㎜
4) 测钉长度：30.5㎜
5) 钉尖锥角：45°

3.3 测钉系由高强度特殊钢材特制而成，每个测钉的使用次数应满足以下规定：当测钉的长度减小到能通过专用量快的长槽时，即应更换新的测钉。
3.4 测深表系一特制百分表，通过初始测量值与贯入后测量值之差，计算出测点的贯入深度值。
4. 设备操作方法及安全事项
4.1 设备操作方法
4.1.1 取出测钉，插入冲击杆的孔中；
4.1.2 用加力扳手旋紧铜螺母，直到挂上挂钩为止（在将要挂上钩时必须把启动器向上扳动，否则挂钩不能钩连上冲击杆）。挂上后要松开启动器，并放松铜螺母至螺杆端部；
4.1.3 将测强仪垂直压在被测混凝土表面，牢牢握住仪器手把，扳动启动器，将测钉贯入混凝土中。
4.1.4 用橡胶吹风器将孔内吹干净，用测深表测量贯入深度。
4.2 安全注意事项
4.2.1当挂钩挂上后，不得随意扳动启动器，不得将贯入仪的前端对着人。
4.2.2不得对除喷射混凝土以外的任何其它物体进行贯入，以免损伤测钉。
4.2.3试验完毕应立即将仪器及所有配件清理干净，装入箱内。
5. 检测方法与步骤
5.1 准备工作
5.1.1 喷射混凝土施工完毕后，立即选择测区，并将测区范围内喷射混凝土的表面进行磨平处理，以利于次日进行贯入测试。测区宜选择在较平整处，且避开各种干扰。
5.1.2 每一喷射循环应随机选取5个测区，每一测区的面积约900㎝2。
5.1.3 相邻两测区的间距不宜小于0.5m。
5.2 测试及计算
5.2.1 每个测区选取7个测点，测点应在测区范围内均布，相邻测点之间的最小间距为5㎝。选好测点后进行标识和编号；
5.2.2 使用专用测深表对每一测点进行初读数测量并记录；测量值精度到0.01㎜。
5.2.3 使用测强仪对每一测点进行贯入检测；
5.2.4 使用专用测深表对每一测点进行贯入后的读数测量并记录。测量值精度到0.01㎜。测量前必须用橡胶吹风器将孔内吹干净，否则会影响测量深度。
5.2.5 初读数减去贯入后的读数即为测点的贯入深度值。每个测区7个测点中，废除一个最大值和一个最小值，将剩下的五个测点的贯入深度值进行平均值计算，作为该测区的贯入深度值。
6. 强度曲线的建立
6.1 用100×100×100㎜或150×150×150㎜试模成型足够数量的喷射混凝土试件（使用材料应与施工过程完全一致），待混凝土强度约达到3MPa左右时即可开始进行率定，先对试件进行贯入试验（宜在混凝土试件的四个侧面上共选取7个测点），按4.2.5条测得贯入深度平均值，然后再对该试件进行抗压强度试验，测得抗压强度值，这样即可得到一组对应数据。
6.2 如此反复进行对应数据的测定，对应数据不得少于30个对比组，然后对所得数据进行一元线性回归分析（一般型式为f=a＋bH），求得强度公式。当回归关系式的相关系数小于70%时，表明率定试验的准确度以及相关性欠佳，应重新率定。
7. 强度结果计算与评定
7.1 由测得的贯入深度平均值，按事先通过率定建立的强度公式计算出测区的喷射混凝土抗压强度值，精确至0.1MPa。
7.2 以5个测区抗压强度的算术平均值作为该循环喷射混凝土1d强度代表值。

附件1：强度曲线建立
率定测试结果如下：
序号
抗压载荷(kN)
抗压
强度(MPa)
针入深度1
针入深度2
针入深度3
针入深度4
针入深度5
针入深度6
针入深度7
深度代表值(mm)
1
36.0
3.4
7.701
8.095
9.530
9.122
8.946
8.019
8.856
8.608
2
35.5
3.4
9.530
8.799
8.925
9.530
9.530
9.530
9.530
9.409
3
49.5
4.8
7.651
9.240
9.303
7.601
9.135
8.832
9.508
8.836
4
44.0
4.2
9.480
7.910
9.303
7.806
8.325
9.530
9.530
8.910
5
48.0
4.6
7.895
8.871
8.723
8.180
9.381
8.409
8.342
8.505
6
53.5
5.1
6.015
7.958
7.421
7.798
7.374
6.738
6.972
7.261
7
58.0
5.5
7.860
7.980
7.241
4.521
7.859
6.852
7.330
7.428
8
65.0
6.2
7.611
6.878
7.299
7.189
6.209
6.567
5.660
6.828
9
55.0
5.2
7.238
6.439
8.918
7.509
7.018
8.242
7.315
7.464
10
62.0
5.9
8.411
6.071
6.850
6.889
7.131
7.278
7.315
7.093
11
57.0
5.4
7.009
6.983
7.407
7.175
8.250
7.064
8.312
7.381
12
61.5
5.9
7.578
7.619
8.339
6.537
6.151
7.821
7.089
7.329
13
72.5
6.8
5.780
7.151
7.761
7.413
7.049
7.038
5.450
6.886
14
70.5
6.6
6.307
6.375
6.361
5.579
6.576
6.222
5.621
6.177
15
67.0
6.4
6.836
5.664
7.212
7.966
5.362
5.681
6.504
6.379
16
71.0
6.7
6.998
6.594
6.448
7.527
6.561
5.917
7.240
6.768
17
63.0
6.0
5.351
5.569
5.651
5.090
6.123
4.911
4.401
5.314
18
69.5
6.6
6.158
7.025
5.749
5.982
6.461
5.592
5.981
6.066
19
71.5
6.8
5.956
6.202
5.491
6.491
6.807
6.465
5.213
6.121
20
73.0
6.9
7.603
6.350
7.315
6.810
6.070
6.669
5.869
6.643
21
70.5
6.6
6.432
5.781
7.390
5.957
6.090
5.790
5.515
6.010
22
75.0
7.1
5.854
6.433
5.691
6.181
5.737
6.549
8.225
6.142
23
72.5
6.8
6.405
5.208
6.209
5.333
5.004
5.637
5.925
5.662
24
70.0
6.6
6.167
5.441
5.199
6.937
5.326
6.531
5.461
5.785
25
77.0
7.3
5.822
5.541
6.560
7.169
7.707
6.180
5.500
6.254
26
74.0
7.0
5.557
5.184
6.160
5.829
5.927
5.726
5.368
5.681
27
89.0
8.5
5.157
5.592
4.714
5.871
6.079
4.872
4.919
5.282
28
75.0
7.1
5.371
5.282
6.212
6.245
6.259
5.088
4.725
5.640
29
80.5
7.6
6.066
5.472
5.095
5.382
5.459
5.341
6.339
5.544
30
79.0
7.5
6.162
6.522
6.125
5.911
5.075
5.402
6.704
6.024
31
82.5
7.8
4.366
5.322
5.145
5.438
6.001
5.291
5.890
5.403
32
71.0
6.7
4.609
7.905
6.292
6.098
5.482
5.391
6.387
5.930
33
85.0
8.1
5.719
5.291
5.163
4.466
4.361
5.291
5.108
5.064
34
199.5
8.9
8.011
7.632
4.646
6.011
7.058
5.749
7.350
6.760
35
273.4
12.2
4.036
8.032
5.819
4.471
4.923
5.372
6.262
5.369
36
339.4
15.1
5.410
5.160
6.009
5.902
4.056
4.959
5.061
5.298

根据以上36组对比数据，得到回归关系式为：
f＝15.28-1.29H （相关系数r＝71％）
式中：f—喷射砼早期强度测定值（MPa）；
H—贯入仪针入深度代表值（mm）

附表1：贯入法测定喷射混凝土强度记录表
贯入法测定喷射混凝土强度记录表

委托单位： 工程名称： 里程部位：
施工日期： 检测日期： 龄期：
测区
贯入深度测量值（㎜）
推定强度值（MPa）
该循环喷射砼强度代表值（MPa）
测点1
测点2
测点3
测点4
测点5
测点6
测点7
贯入深度平均值
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
初读数
测后读数
贯入深度
一

二

三

四

五

注：强度公式：f＝15.28-1.29H 式中：f—喷射砼早期强度测定值（MPa） H—贯入仪针入深度代表值（mm）

试验 记录 计算 复核 监理工程师

附表2 贯入法试验报告表格样式

合福铁路客专闽赣段Ⅰ标

喷射砼1d强度（贯入法）试验报告
委托单位
报告编号
工程名称
委托编号
工程部位
试验编号
代表数量
报告日期
强度等级

配合比报告编号

理论配合比

水灰比=
试验日期

施工配料单编号

施工配合比

水灰比=
使 用 材 料 名 称
产 地 规 格
报 告 编 号
施 工 拌 合 用 料 量 (kg)
水 泥

细 骨 料

粗 骨 料

水

减 水 剂

速 凝 剂

素 纤 维

施工技术主管 工地试验
测 区
测点深度（㎜）
抗压强度
（MPa）
抗压强度代表值（MPa）
1
2
3
4
5
6
7
平均
一

二

三

四

五

检测评定依据：
试验意见：
监理工程师：
试验 复核 技术负责人 单位（章）