现行标准下混凝土强度回弹法检测样本容量规定的适用性分析

回弹法作为混凝土强度现场检测的主要方法，其检测结果的可靠性直接关系到结构安全评估。现行标准对样本容量的规定存在 " 一刀切 " 现象，未充分考虑构件尺寸变异性影响。据统计，2020-2022 年全国建筑工程质量投诉中，23.7% 与强度检测争议有关，亟需对样本容量规定进行科学评估。

一、基于回弹钻芯修正法的混凝土强度检测方案

将同类型构件、龄期相近区域、楼层划分为同一检验批，各批次混凝土强度等级相同，原材料类型、配合比、养护条件基本一致。2）按照 JGJ/T23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术标准》的相关要求对各批次混凝土构件进行回弹法检测，确定各批次构件的回弹值和碳化深度值，记录回弹法检测数据。3）若混凝土浇筑采用泵送的方式，按照标准 JGJ/T23—2011 提供的泵送测强曲线方程进行此类混凝土构件各测区的强度检测，先计算测区混凝土强度换算值，再计算混凝土强度推定值，根据测强数据计算被测批次混凝土构件测区强度平均值 mfccu 和标准差 Sfccu，根据平均值 mfccu 和标准差 Sfccu 两项指标的计算结果确定对应批次混凝土构件的强度推定值是按单个构件进行还是按批量进行。4）回弹检测混凝土构件后，修正回弹数据，以保证混凝土强度检测结果的可靠性。对混凝土回弹检测数据的修正采用钻芯取样计算修正量的方法，在被测混凝土构件具有代表性的部位钻取芯样，各芯样仅加工一个试件，芯样试件的高径比为 1:1 ，芯样的公称直径为 100mm ，芯样尺寸准确、结构完整、形态良好，满足钻芯取样混凝土强度检测要求。在修正同一检测批的混凝土构件时，至少钻取 6 个标准直径芯样，具体钻取芯样的数量需要根据芯样直径进行调整，钻取的基本原则为芯样直径较小时，至少钻取 9 个芯样，适当增加芯样数量以保证钻芯取样强度检测结果的可靠性，且芯样最小公称直径不小于 75mm。钻取芯样后可适当修整，便于检测芯样混凝土强度，但必须确保表面切除的厚度不大于钢筋保护层厚度。

二、现行标准样本容量规定的适用性分析

1. 研究方法

（1）研究对象选择：选取北京某27 层商业楼的-1 层 ～₁₀ 层混凝土墙柱构件，共计11 个检测批。由于工程施工质量问题，业主委托我方检测机构采用回弹法对上述检测批的全数构件进行混凝土强度检测。（2）全数检测数据收集：根据 DBJ/T13-71—2021 的规定，对每个检测批的 50 个墙柱构件进行全数回弹法检测。考虑到混凝土强度等级的不同，-1 层 \~4 层的墙柱检测采用 H550 型高强回弹仪，5 层 ～₁₀ 层的墙柱检测采用 M225 型中型回弹仪。每个构件设置 10 个测区，累积获得 5500 个测区的检测数据。检测批数据样本编号为 Xi，下标 i（ ）代表不同的检测批。（3）样本容量设定：根据 GB/T50784—2013 及每个检测批的构件总数（50），对应检测类别 A、B、C 最小样本容量分别设定抽样构件数为 5、8、13，计算抽样样本容量为 10%、16%、26%。依据 JGJ/T23—2011 和 DBJ/T13-71—2021，设定更大抽样样本容量（30%、40%、50%）。抽样样本编号为 Xij，下标j（1\~6）代表不同的抽样样本容量。（4）随机抽样实施：采用随机抽样方法，从全数检测数据中抽取不同容量的样本。每种抽样样本均进行 3 次独立随机抽样，以增强结果的可靠性。每次抽样的样本编号为 Xijk，下标 k（ (1^～3 ）代表不同的抽样次数。（5）数据分析方法：根据 DBJ/T13-71—2021，统计每个抽样样本的强度平均值（mijk）、标准差（Sijk），并根据 DBJ/T13-71—2021 的规定计算强度推定值（fijk）。（6）将抽样样本的检测结果与全数检测结果进行比较。为了量化分析不同抽样样本容量的检测精度，研究采用抽样样本强度推定值相对于全数检测强度推定值的误差，作为量化分析不同抽样样本容量检测精度的参数，简称为相对误差 δ。按式（1）计算每个抽样样本相对误差 δijk，并统计每种样本容量 j 的相对误差平均值 δj、标准差 Sj。在置信度为 0.90 条件下，考虑错判概率和漏判概率均为 0.05，按式（2）和式（3）计算每种样本容量j 相对误差总体均值的推定区间上限值μu,j 和下限值μl,j。

μ_u,j=δ_j+k_0,5S_j

2. 保证检测结果准确性方面

当检测批构件总体数量较少（ ）时，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中抽查 30% 的数量和《建筑结构检测技术标准》中的样本最小容量基本接近，能较好地保证检测结果的准确性，因为较少的构件数量下，相对较大比例的抽检可以更全面地反映该批构件的混凝土强度情况。

当检测批构件总体数量较多（>50）时，《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中规定的 30% 抽检数量，理论上能更准确地反映整体情况，但实际操作中可能因工作量过大而难以实现。而《建筑结构检测技术标准》的最小样本容量分类，在一定程度上兼顾了检测结果的准确性和实际操作的可行性，对于一般施工质量检测的 A 类样本容量，可能在某些情况下无法全面反映整体强度，但对于较严格检测或复检的 C 类样本容量，能在保证一定准确性的同时，减少不必要的工作量。

3. 现场检测技术

回弹检测中，根据砼强度与表面硬度存在表面硬度大、砼强度高、回弹值高的关系，利用回弹仪弹击砼表面，构建抗压强度与回弹值校准关系，以回弹值推算抗压强度。根据JGJ/T23—2011 规定，抽样待检构件需要满足相同混凝土强度最小抽样数量，且分布均匀，柱边长≥300mm，梁高度 ⩾300mm ，板以板底为回弹面。抽中待检构件后，测区处于浇筑混凝土侧面，每个构件选择 2 个对称侧面，设置 5 个测区，面积均是 0. 2m×0.2m ，布置 16 个测点开展回弹检测。板构件底部回弹，仅选择 1 个侧面，测区、测点及相应面积按梁构件布置；PTC 管桩测量混凝土表面，利用大量回弹数据，保证结果可靠。而在检测中，保证混凝土表面是原浆面，平整清洁，禁止有浮浆、疏松层、油垢、蜂窝麻面及涂层等，将回弹仪轴线垂直于检测面，缓慢施压、读数，迅速复位，精准读数至 1，测点间距 <20mm 。而钻芯检测中，同等级混凝土强度修正，芯样数量 ⩾6 个，按照 CECS03—2007 规定，芯样钻取直径 70mm，尺寸是3 倍混凝土骨料粒径，试件高度、直径比值为 05，按现行行业标准加工，切割打磨。再用鼓风机清除碎屑、粉末，利用1.5% 酚酞酒精滴入孔洞内壁，以游标卡尺（精度 ）测量颜色变化举例，取平均值确定混凝土碳化值，获得最终芯样。该检测中，芯样编号与回弹编号对应，便于数据回归与建立模型，开展抗压强度试验。

4. 检测过程

每个测区内应均匀分布测点，相邻两测点的净距不宜小于 20mm，测点与外露钢筋、预埋件的距离不宜小于 30mm. 。在同一测点上只应弹击一次，并记录回弹值。在测量回弹值的同时，还需在每个构件的代表性位置上测量碳化深度值。碳化深度是混凝土表面碳化层与未碳化层之间的垂直距离，对混凝土强度的评估具有重要影响。测量碳化深度时，需使用适当的工具在混凝土表面形成孔洞，并清除孔中的粉末和碎屑，然后用浓度 1% 的酚酞酒精溶液滴在孔内壁处，待碳化与未碳化界线清晰时，用卡尺或深度测量工具测量碳化深度，并取多次测量的平均值作为该点的碳化深度值。

5. 修正检测方法

在混凝土强度检测中，钻芯修正有修正量法与修正系数法。修正量法是利用芯样样本与回弹样本强度差对强度进行修正，将回弹样本强度与修正强度相加，确定混凝土强度。该方法多用于测量场景，不限于坐标增量、角度、高差测量等，需要综合考虑实测值、仪器误差、测量方法等方面的影响，校正误差，提高数据可靠性。

6. 回弹检测方法

测点选择时，依据《高强混凝土强度检测技术规程》（JGJ/T294-2013）中回弹检测要求，同一测区设置 16 个测点，或相对于侧面对应位置布设 8 个测点，测点间距 ⩾30mm ，测点与预埋件、外露钢筋间距≥ 100mm。并要求测点布置均匀，避免设置在外露石子、气孔位置。根据该要求，各试块取16 个测点，回弹检测结果去除3 个最大值和3 个最小值后取均值。测点选择时尽量避免外露石子、蜂窝、麻面、裂缝、剥落等位置，降低混凝土试块质量问题对检测结果准确性的影响。当混凝土构件钢筋保护层厚度≤20mm 时，回弹检测结果受到干扰、影响，导致构件检测结果偏差大、离散度高。考虑到钢筋保护层厚度对回弹法检测结果的影响，根据技术规范要求，见谅、柱、梁等混凝土结构钢筋保护层厚度应≥ 20mm。意味着混凝土结构回弹检测中，当钢筋保护层≥20mm 时可不考虑钢筋保护层厚度影响。该工程回弹检测中，测点选择前扫描钢筋保护层厚度，当保护层厚度不达标时，适当调整测点位置。回弹法检测混凝土结构强度时，为确保检测数据准确性，现场测量人员先采用毛刷清理测点表面。

7. 可操作性方面

《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的规定在实际操作中，对于大量构件的检测，可能会面临时间紧、任务重的问题，检测人员难以在规定时间内完成大量的检测工作，且容易因疲劳等因素影响检测质量。

《建筑结构检测技术标准》的样本容量分类相对灵活，可根据不同的检测目的和要求选择合适的类别，提高了可操作性。例如，对于一些常规的质量检测，可以选择A 类样本容量，而对于有质量争议或重要结构的检测，则可以选择C 类样本容量。

8. 技术建议

工程混凝土模板以胶合板为主，周转频率较高，受到多种损伤，未能及时维护模板表面，降低混凝土浇筑质量，回弹值偏低。泵送混凝土矿粉、粉煤灰掺合料添加过多，前期混凝土强度低，回弹值小。而以钻芯法修正回弹法能够将混凝土强度真实反映出来，应当结合实际情况合理应用该检测方法，并提出以下建议。1）在混凝土构件强度检测中，应保证构件质地均匀、表面平整，如果表层存在异物，且硬度较高，需要将其清理干净后再进行检测。2）钻芯修正回弹法前期以回弹法测量，要求每位操作人员掌握操作技巧、仪器使用方法等，具备较强责任感与严谨态度。后期结合回弹值推定混凝土强度，需要严格限制数据离散性，保证数据可靠、真实、有效。3）碳化深度对混凝土表层硬度存在影响，回弹检测中，结合回弹值对混凝固体强度进行推定，应当综合考虑混凝土碳化影响，优化修正系数，保证碳化深度测量准确性。4）钻芯修正中，保证钻芯取芯部位是根据混凝土构件回弹测区确定的，选择回弹最小平均值测区，按照规范处理样芯，两端打磨平整，以免减少受压面积，盲目得出结论，需要综合考量判断强度，确保结果准确有效。5）强度检测修正结果需要多次验证，选用工程不同混凝土部件开展检测，确定修正平均值约为1。

三、回弹法与钻芯法检测结构混凝土抗压强度的对比分析

在混凝土结构工程中，准确评估其抗压强度是确保结构安全性和耐久性的关键步骤。回弹法与钻芯法作为两种常用的混凝土强度检测方法，各有其独特的优势和局限性。回弹法因其非破坏性质、操作简便性和成本效益的特点，而适用于初步和大面积的混凝土质量评估；钻芯法由于其准确性和提供的内部结构信息，适合于深入的强度评估和验证其他测试方法。因此，在选择适合的检测方法时，应根据项目的具体需求和条件来决定。

结语

综上所述，钻芯修正回弹法应用效果良好，具有推广价值。未来，相关研究人员需要进一步优化钻芯修正回弹法，结合更多复杂建筑工程实例进行验证，完善检测技术体系，实现高精度、高效率的建筑混凝土强度检测目标。

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