喷射混凝土早期强度检测中标准贯入法的应用

喷射混凝土早期强度检测中标准贯入法的应用

本文介绍标准贯入法在检测喷射混凝土后早期强度中的應用，根据贯入法检测原理及方法，得出了标准贯入法适合现场施工检验的结论，其具有对结构破坏性小、操作简便、安全快捷等优势，必将在未来得到广泛推广。

标签：混凝土早期强度检测标准贯入法应用

0 引言

喷射混凝土（spray concrete）用压力喷枪喷涂灌注细石混凝土的施工法，能有效起到保护结构面的作用，防止结构因变形破坏，防止隧道坍塌。对喷射混凝土早期强度检测为检验喷射效果好坏的重要指标之一，并在评定隧道工程支护体系前期质量中发挥重要作用。《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》中提出了混凝土早期强度（1d）检测的具体要求：每一轮混凝土喷射后，监理单位需进行严格检查。检测方法通常为贯入法或拔出法。贯入法较拔出法在工程中应用较少，检测误差较大，贯入法检验作为新的检测方法，在我国工程应用中还不成熟，且有关研究贯入法的资料较少，试验检测标准和规范都较模糊，但贯入法相较拔出法更有利于现场施工，在未来喷射混凝土试验中的检测，将有更为广阔的应用前景。主要在检测过程中，能够减少对土体、岩体的破坏。

1 标准贯入法检测原理

贯入法属于无损检测方法，其检测后仅表层产生不超过10mm 的小坑，适用于喷射混凝土早期强度的现场测定。其工作原理是依据标准贯入阻力原理，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。

2 标准贯入法检测过程

2.1 检测设备。采用专门的测强仪，该设备配件有测试仪、测钉和测深表三部分组成。其主要技术性能指标为：贯入力限定值、工作冲程限定值、测钉直径限定值；测钉长度限定值；钉尖锥角45°。测钉系由高强度特殊钢材特制而成，测深表系为一特制百分表，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。

2.2 检测步骤。①喷射混凝土工作完后立即对测区进行合适的选址，一般选在测区较平整处，并避开其他因素的干扰。然后先将测区选址内的喷射混凝土表面处用钢刷磨平，并于次日进行贯入试验。②随机选取五个测区作为每一喷射循环测区，控制每一测区面积大致900cm2。相邻两测区的间距不宜小于0.5m。③每个测区选取七个测点，测点应在测区范围内均匀分布，相邻测点之间不少于

5cm，并对选取测点进行标识和编号。④使用测强仪对每一测点进行标准贯入检测。⑤使用专用测深表对每一测点进行贯入后的读数测量并予以记录，测量值精确到0.01mm。测量前先用橡胶吹风器将孔内吹干净，否则会影响测量深度。⑥初读数减去贯入后的读数得到测点的贯入深度值。每个测区七个测点中，去除最大值和最小值，算出其余五个测点贯入深度值的平均值，作为该测区的贯入深度值。

2.3 结构混凝土强度换算及推定。①建立喷射混凝土早期强度回归曲线。用100mm×100mm×100mm或150mm×150mm×150mm试模制作足够数量的喷射混凝土试件，并保证施工环境与试验环境的一致性，待混凝土强度达到3MPa左右时开始进行率定，先对试件进行贯入试验，在混凝土试件的四个侧面上共选取七个测点，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。如此反复进行对应数据的测定，得到至少30多个的数据对应组，接着对所得数据组用最小二乘方法进行一元线性回归分析，求得强度公式。②测区抗压强度换算。得出喷射混凝土抗压强度曲线后，按相关公式进行测区混凝土抗压强度换算。③推算喷射混凝土抗压强度。以五个测区抗压强度换算值的算术平均值作为该循环喷射混凝土抗压强度的计算结果。

3 标准贯入法在喷射混凝土工程中的实际应用

3.1 应用实例：对某隧道内进行试验，通过标准贯入法考察该隧道喷射混凝土的早期强度情况。

3.2 建立回归方程。用100mmX100mmX100mm试模成型37组喷射混凝土试件，仍注意试验过程与施工处理的一致性，待混凝土强度达到3MPa左右时即可开始进行率定，先对37组试件分别进行贯入试验，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。试验得出37组贯入深度与抗压强度的对应值。然后对所得数据采用最小二乘法进行一元线性回归分析，求得强度公式，建立回归曲线。

该过程试验数据显示，贯入深度（mm）、抗压强度（MPA）分别为：试块1：8.608、3.4；试块2：8.836、4.8；试块3：8.910、4.2；试块4：8.505、4.6；试块5：7.261、5.3；试块6：7.428、5.5；试块7：6.828、6.2；试块8：7.464、

5.2；试块9：7.093、5.9；试块10:7.381、5.4；试块11：7.329、5.9；试块12：

6.886、6.8；试块13：6.177、6.9；试块14：6.379、6.8；试块15：6.768、6.7；试块16：5.314、

7.7；试块17：6.066、7.1；试块18：6.121、6.8；试块19：6.643、6.9；试块20：6.010、7.0；试块21：6.142、7.1；试块22：5.662、

8.2；试块23：5.785、7.7；试块24：6.254、7.3；试块25：5.681、7.0；试块26：5.282、8.5；试块27：5.640、7.1；试块28：5.544、7.6；试块29：6.024、8.4；试块30：5.903、8.4；试块31：5.930、8.1；试块32：5.064、8.1；试块33：5.760、8.9；试块34：5.874、

9.4；试块35：5.665、9.1；试块36：5.369、11.7；试块37：5.298、13.6。通过公式计算出的回归方程式：fcu=16.86－1.50H

3.3 检验回归方程的结果。准确的数据推算出的回归方程将对喷射混凝土的