中国工程建设标准化协会标准.docx
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中国工程建设标准化协会标准
中国工程建设标准化协会标准
后装拔出法检测混凝土强度技术规程
CECS69：
94
1总则
1.0.1为检测结构混凝土强度，正确评价混凝土质量，统一后装拔出法的试验方法，特制足本规程。
1.0.2后装拔出法检测混凝土强度，系指在已硬化的混凝土表面钻孔、磨槽、嵌入锚固件并安装拔出仪进行拔出试验，测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度。
被检测混凝土的强度不应低于10.OMPa。
1.0.3本规程适用于结构工程中的混凝土抗压强度的检测。
混凝土强度的检测与评定应按现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》及《混凝土强度检验评定标准》执行。
当对结构或构件的混凝土强度有怀疑时，或旧结构混凝土强度需要检测时，可按本规程进行检测，检测结果可作为评价混凝土质量的一个主要依据。
1.0.4检测部位混凝土表层与内部质量应一致。
当混凝土表层与内部质量有明显差异时，应将薄弱表层清除干净后方可进行检测。
1.0.5按本规程检测所得的混凝土强度换算值
相当于被测结构或构件测试部位在所处条件及龄期下，边长为150mm立方体试块的抗压强度值。
混凝土强度推定值，
相当于强度换算值总体分布中保证率不低于95％的强度值。
1.0.6应用拔出法前，应通过专门试验建立测强曲线（见附录A），并需经工程质量主管部门审定。
测强曲线允许相对标准差不大于12％。
1.0.7从事拔出法检测、拔出仪标定和维修人员，均应经过主管部门认可的单位专门培训与考核，并持有培训单位颁发的合格证书。
1.0.8用后装拔出法检测混凝土强度，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2主要符号
序号
代号
涵义
2.0.1
h
锚固件的锚固深度
2.0.2
h1
钻孔深度
2.0.3
d1
钻孔直径
2.0.4
d2
胀簧锚固台阶外径
2.0.5
d3
反力支承内径
2.0.6
b
胀簧锚固台阶宽度
2.0.7
c
环形槽深度
2.0.8
F
拔出力
2.0.9
混凝土强度换算值
2.0.10
混凝土强度推定值
2.0.11
批抽检构件混凝土强度换算值的标准差
2.0.12
批抽检构件混凝土强度换算值的平均值
2.0.13
批抽检每个构件混凝土强度换算值中的最小值
.0.14
批抽检每个构件混凝土强度换算值中最小值的平均值
2.0.15
n
批抽检构件的测点总数或芯样试件数
2.0.16
M
批抽检的构件数
2.0.17
fcor
芯样试件抗压强度值
2.0.18
修正系数
2.0.19
相对标准差
3拔出试验装置
3.1技术要求
3.1.1拔出试验装置由钻孔机、磨槽机、锚固件及拔出仪等组成。
3.1.2钻孔机、磨槽机、锚固件及拔出仪必须具有制造工厂的产品合格证，拔出仪的计量仪表必须具有法定计量单位的检定合格证。
3.1.3拔出试验装置可采用圆环式或三点式。
3.1.3.1圆环式拔出试验装置的反力支承内径d3=55mm，锚固件的锚固深度h=25mm，钻孔直径dl=18mm（见图3.1.3-1）。
图3.1.3-1圆环式拔出试验装置示意图
1．拉杆；2．对中圆盘；3．胀簧；4．胀杆；5．反力支承
3.1.3.2三点式拔出试验装置的反力支承内径d3=120mm，锚固件的锚固深度h=35mm，钻孔直径d1=22mm（见图3.1.3-2）。
3.1.4圆环式及三点式拔出试验装置的适用范围：
图3.1.3-2三点式拔出试验装置示意图
1．拉杆；2．胀簧；3．胀杆；4．反力支承
（1）圆环式拔出试验装置，宜用于粗骨料最大粒径不大于40mm的混凝土；
（2）三点式拔出试验装置，宜用于粗骨料最大粒径不大于60mm的混凝土。
3.2拔出仪
3.2.1拔出仪由加荷装置、测力装置及反力支承三部分组成。
3.2.2拔出仪应具备以下技术性能：
（1）额定拔出力大于测试范围内的最大拔出力；
（2）工作行程对于圆环式拔出试验装置不小于4mm；对于三点式拔出试验装置不小于6mm；
（3）允许示值误差为±2％F.S．；
（4）测力装置宜具有峰值保持功能。
3.2.3拔出仪应每年至少标定一次。
如遇下列情况之一时，应重新标定：
（1）更换液压油后；
（2）更换测力装置后；
（3）经维修后；
（4）拔出仪出现异常时。
3.3钻孔机
3.3.1钻孔机可采用金刚石薄壁空心钻或冲击电锤。
金刚石薄壁空心钻应带有冷却水装置。
3.3.2钻孔机宜带有控制垂直度及深度的装置。
3.4磨槽机
3.4.1磨槽机由电钻、金刚石磨头、定位圆盘及冷却水装置组成。
3.5锚固件
3.5.1锚固件由胀簧和胀杆组成。
胀簧锚固台阶宽度b=3.5mm，见图3.1.3-1或图3.1.3-2。
4拔出试验
4.1一般规定
4.1.1试验前宜具备下列有关资料：
（1）工程名称及设计、施工、建设单位名称；
（2）结构或构件名称、设计图纸及图纸要求的混凝土强度等级；
（3）粗骨料品种、最大粒径及混凝土配合比；
（4）混凝土浇筑和养护情况以及混凝土的龄期；
（5）结构或构件存在的质量问题等。
4.1.2拔出试验前，对钻孔机、磨槽机、拔出仪的工作状态是否正常及钻头、磨头、锚固件的规格、尺寸是否满足成孔尺寸要求，均应检查。
4.1.3结构或构件的混凝土强度可按单个构件检测或同批构件按批抽样检测。
4.1.4符合下列条件的构件可作为同批构件：
（1）混凝土强度等级相同；
（2）混凝土原材料、配合比、施工工艺、养护条件及龄期基本相同；
（3）构件种类相同；
（4）构件所处环境相同。
4.1.5测点布置应符合下列规定：
（1）按单个构件检测时，应在构件上均匀布置3个测点。
当3个拔出力中的最大拔出力和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％时，仅布置3个测点即可；当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差大于中间值的15％（包括两者均大于中间值的15％）时，应在最小拔出力测点附近再加测2个测点；
（2）当同批构件按批抽样检测时，抽检数量应不少于同批构件总数的30％，且不少于10件，每个构件不应少于3个测点；
（3）测点宜布置在构件混凝土成型的侧面，如不能满足这一要求时，可布置在混凝土成型的表面或底面；
（4）在构件的受力较大及薄弱部位应布置测点，相邻两测点的间距不应小于l0h,测点距构件边缘不应小于4h；
（5）测点应避开接缝、蜂窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。
4.1.6测试面应平整、清洁、干燥，对饰面层、浮浆等应予清除，必要时进行磨平处理。
4.1.7结构或构件的测点应标有编号，并应描绘测点布置的示意图。
4.2钻孔与磨槽
4.2.1在钻孔过程中，钻头应始终与混凝土表面保持垂直，垂直度偏差不应大于3°。
4.2.2在混凝土孔壁磨环形槽时，磨槽机的定位圆盘应始终紧靠混凝土表面回转，磨出的环形槽形状应规整。
4.2.3成孔尺寸应满足下列要求：
（1）钻孔直径dl应比3.1.3条的规定值大0.1mm，且不宜大于1.0mm；
（2）钻孔深度h1应比锚固深度h深20～30mm；
（3）锚固深度h应符合3.1.3条规定，允许误差为±0.8mm；
（4）环形槽深度c应为3.6～4.5mm。
4.3拔出试验
4.3.1将胀簧插入成型孔内，通过胀杆使胀簧锚固台阶完全嵌入环形槽内，保证锚固可靠。
4.3.2拔出仪与锚固件用拉杆连接对中，并与混凝土表面垂直。
4.3.3施加拔出力应连续均匀，其速度控制在0.5～1.0kN／s。
4.3.4施加拔出力至混凝土开裂破坏、测力显示器读数不再增加为止，记录极限拔出力值精确至0.1kN。
4.3.5对结构或构件进行检测时，应采取有效措施防止拔出仪及机具脱落摔坏或伤人。
4.3.6当拔出试验出现异常时，应作详细记录，并将该值舍去，在其附近补测一个测点。
4.3.7拔出试验后，应对拔出试验造成的混凝土破损部位进行修补。
5混凝土强度换算及推定
5．1混凝土强度换算
5.1.1混凝土强度换算值应按下式计算：
（5.1.1）
式中
——混凝土强度换算值（MPa），精确至0.1MPa；
F——拔出力（kN），精确至0.1kN；
A、B——测强公式回归系数。
5.1.2当被测结构所用混凝土的材料与制定测强曲线所用材料有较大差异时，可在被测结构上钻取混凝土芯样，根据芯样强度对混凝土强度换算值进行修正。
芯样数量应不少于3个，在每个钻取芯样附近做3个测点的拔出试验，取3个拔出力的平均值代入5.1.1式计算每个芯样对应的混凝土强度换算值。
修正系数可按下式计算：
（5.1.2）
式中
——修正系数，精确至0.01；
——第i个混凝土芯样试件抗压强度值，精确至0.1MPa；
——对应于第i个混凝土芯样试件的3个拔出力平均值的混凝土强度换算值（MPa），精确至0.1MPa；
n——芯样试件数。
5.2单个构件的混凝土强度推定
5.2.1单个构件的拔出力计算值，匝按下列规定取值：
（1）当构件3个拔出力中的最大和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％时，取最小值作为该构件拔出力计算值；
（2）当按4.1.5
（1）条加测时，加测的2个拔出力值和最小拔出力值一起取平均值，再与前一次的拔出力中间值比较，取小值作为该构件拔出力计算值。
5.2.2将单今构件的拔出力计算值代入5.1.1式计算强度换算值（或用5.1.2式得到的修正系数
乘以强度换算值）作为单个构件混凝上强度推定值
。
（5.2.2）
5.3批抽检构件的混凝土强度推定
5.3.1将同批构件抽样检测的每个拔出力代入5.1.1式计算强度换算值（或用5.1.2式得到的修正系数
乘以强度换算值）。
5.3.2混凝土强度的推定值
按下列公式计算：
（5.3.2-1）
（5.3.2-2）
式中
——批抽检构件混凝土强度换算值的平均值（MPa），精确至0.1MPa，按下式计算：
式中
——第i个测点混凝土强度换算值；
——批抽检构件混凝土强度换算值的标准差（MPa），精确至0.1MPa，按下式计算：
——批抽检每个构件混凝土强度换算值中最小值的平均值（MPa），精确至0。
1MPa；
——第j个构件混凝土强度换算值中的最小值（MPa），精确至0.1MPa；
n——批抽检构件的测点总数；
m——批抽检的构件数。
取5.3.2-1、5.3.2-2式中的较大值作为该批构件的混凝土强度推定值。
5.3.3对于按批抽样检测的构件，当全部测点的强度标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单千构件检测：
（1）当混凝土强度换算值的平均值小于或等于25MPa时，
；
（2）当混凝土强度换算值的平均值大于25MPa时，
。
附录A建立测强曲线的基本要求
A.0.1拔出试验装置应符合本规程的有关规定。
A.0.2混凝土所用水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》的规定；混凝土所用的砂、石应符合行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》和《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。
A.0.3建立测强曲线试验用混凝土，不宜少于6个强度等级，每一强度等级混凝土不应少于6组，每组由1个至少可布置3个测点的拔出试件和相应的3个立方体试块组成。
，
A.0.4每组拔出试件和立方体试块，应采用同盘混凝土，在同一振动台上同时振捣成型，同条件自然养护。
A.0.5拔出试验应按下列规定进行：
（1）拔出试验的测点应布置在试件混凝土成型侧面；
（2）在每一拔出试件上，应进行不少于3个测点的拔出试验，取平均值为该试件的拔出力计算值F（kN），精确至0.1kN。
（3）3个立方体试块的抗压强度代表值，应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准）确定。
A.0.6测强曲线应按下述步骤进行计算：
A.0.6.1将每组试件的拔出力计算值及立方体试块的抗压强度代表值汇总，按最小二乘法原理进行回归分析。
A.0.6.2推荐采用的回归方程式如下：
（A.0.6-1）
式中
——混凝土强度换算值（MPa），精确至0.1MPa；
F——拔出力（kN），精确至0.1kN；
A、B——测强公式回归系数。
A.0.6.3回归方程的相对标准差
，可按下式计算：
（A.0.6-2）
式中
——相对标准差；
——第i组立方体试块抗压强度代表值（MPa），精确至0.1MPa；
——由第i个拔出试件的拔出力计算值Fi按A.0.6-1式计算的强度换算值（MPa），精确至0.1MPa；
n——建立回归方程式的试块（试件）组数。
A.0.7经上述计算，如回归方程式的相对标准差符合1.0.6的规定时，可报请当地主管部门审定后实施。
A.0.8测强曲线的使用，仅限于在建立回归方程所试验的混凝土强度范围内，不得外推。
附录B本规程用词说明
B.0.1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
（1）表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。
（2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。
（3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”或“可”，反面词采用“不宜”。
B.0.2条文中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应符合……的规定”。
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CECS69：
94
条文说明
1总则
1.0.1～1.0.2拔出法是检测混凝土强度的一种微破损试验方法它具有检测精度高、破损程度小、使用方便、适用范围广等特点。
拔出法分为两种。
一种是浇灌混凝土时在测试部位预先埋入锚固件，待混凝土硬化后做拔出试验，称为预埋拔出法。
这种方法早在30年代国外已开始研究，主要适用于测定混凝土的早期强度，如确定脱模时间、供热养护时间及施加预应力时间。
由于它需要事先埋入锚固件，在使用上有很大的局限性。
另一种是在硬化混凝土的测试部位上钻孔、磨槽、嵌入锚固件后做拔出试验，称为后装拔出法。
这种方法，在硬化的新、旧混凝土的各种结构或构件上都可以使用，且检测结果比较可靠，因此，许多国家在这个领域进行了深入的研究，各种专利的试验体系被发展起来。
国际标准化组织、美国、北欧、前苏联等国家和组织已将拔出法列为标准试验方法。
由此可见，拔出法作为现场混凝土强度检测的主要方法之一，已获得了广泛的承认和使用。
我国在1980年开始研究拔出法并取得了一系列研究成果，研制
出各种类型的拔出仪，并已在工程质量检测中开始使用。
其中，圆环
支承拔出仪（TYL型）、三点支承拔出仪已分别由中铁科学技术开发公
司和哈尔滨建筑大学一系研制出成型产品。
1.0.3在正常情况下，混凝土质量的检验与评定应按现行国家标准
《混凝土结构工程施工及验收规范》和《混凝土强度检验评定标准》
的规定采用标准试块的抗压强度。
但在下列情况时，可按本规程进行
检测及推定混凝土强度，并作为评价混凝土质量的一个主要依据。
（1）混凝土试块与结构的混凝土质量不一致或对试块检验结果有怀疑时；
（2）供试验用的混凝土试块数量不足时；
（3）有待改建或扩建的旧结构物需要了解其混凝土强度时。
1.0.4拔出法检测混凝土强度的前提，是要求被测结构或构件的混凝土表层与内部质量一致。
当混凝土表层与内部质量有明显差异时，根据情况采取措施后可进行检测。
例如，遭受冻害、化学腐蚀、火灾
及高温等损伤属于表层范围内时，由于拔出法检测部位面积不大，测点不多，所以将薄弱的表层混凝土清除干净后可进行检测。
1.0.5本规程的混凝土强度换算值
不同于标准养护条件下的试块抗压强度值，主要是因为二者的混凝土试件养护条件和试验龄期并不完全相同。
为了使二者之间具有一定的联系，在建立测强曲线时，采用以标准方法制作的、边长为150mm的立方体试块，在与被测构件养护条件基本相同的条件下养护，并用标准试验方法测得的抗压强度值为基准。
因而，通过测强曲线得到的混凝土强度换算值
，相当于被测结构或构件在所处条件及龄期下，边长为150mm立方体试块的抗压强度值。
1.0.6影响混凝土抗压强度的因素很多，很难在实验室条件下模拟现场施工混凝土的所有情况，总是存在一定的差异，这种差异包括原材料、配合比、成型工艺、养护条件等。
所以，在建立测强曲线时可
根据本地区常用原材料和施工工艺建立地区测强曲线，如有条件，最好是对具体工程建立专用测强曲线，并由工程质量主管部门对测强曲线进行审定。
国内几个部门的研究资料表明，测强曲线相对标准差
均小于12％，因此本规程规定的允许相对标准差为12％。
1.0.7为了更好地推广拔出法检测混凝土强度技术，保证测试精度，要求从事拔出法检测、拔出仪标定和维修的技术人员均应经过专门培训和考核。
1.0.8本条中所指有关标准，包括现场检测时用电、高空或深坑作业的安全技术和劳动保护等标准。
3拔出试验装置
3.1技术要求
3.1.1国内外的拔出试验装置，在构造形式和规格等方面不尽相同，但其工作原理基本一致。
3.1.2钻孔机、磨槽机、锚固件及拔出仪等试验装置的制造质量及拔出仪的计量精度直接关系到拔出试验的测试精度，因此规定了拔出试验装置必须具有制造工厂的产品合格证，计量仪表必须具有法定计量单位的检定合格证。
3.1.3～3.1.4锚固件的锚固深度h、锚固台阶外径d2、反力支承形式（两点、三点、圆环）及反力支承内径d3，称为拔出试验的基本参数。
大量试验证明，测试精度随h和d3的增大而提高，随粗骨料粒径的增大而降低。
原苏联标准所采用的锚固件为膨胀螺栓，有两种规格，其安装深度为30mm、35mm和48mm三种。
拔出仪的反力支承为两点，其间距190mm。
标准规定当混凝土粗骨料粒径大于50mm时，强度应予修正。
国际标准化组织、西欧、北美及日本等，锚固件采用胀圈，其锚固深度h为25mm，拔出仪的反力支承为圆环，其内径55mm。
日本标准规定，在粗骨料最大粒径不大于20mm的混凝土上适用。
我国在土木、建筑工程中采用的混凝土粗骨料粒径偏大，最大粒径一般为40mm，许多工程达到60mm。
为了使拔出法在我国大部分混凝土工程上普遍适用，且保证测试精度，本规程给出圆环式和三点式两种拔出试验装置，并规定了各自的基本参数（h、d1、d2、d3）。
圆环式拔出试验装置对混凝土的损伤小，但试验时要求测试部位的混凝土表面必须平整，适用于石子粒径较小（≤40mm）的混凝土；三点式拔出试验装置可用于石子粒径较大（≤60mm）的混凝土，对混凝土测试部位的表面平整度要求不高，但对混凝土的损伤较大。
3.2拔出仪
3.2.1拔出仪的加荷装置一般采用油压系统，由手动式油泵的油压使油缸的活塞产生很大的拔力。
测力显示装置可采用数显式或指针式。
国内采用的拔出仪反力支承有圆环式和三点式两种。
3.2.2拔出仪的额定拔出力一般在50～80kN，能检测的混凝土最高强度为50～70MPa。
在拔出试验过程中，混凝土的挤压、压缩变形及开裂分离的变形之总和对圆环式拔出试验装置约为4mm，对三点式拔出试验装置约为6mm，故规程分别规定活塞的工作行程不少于4mm和6mm。
在试验过程中，为便于准确测读极限拔出力值，测力装置最好具备峰值保持功能。
3.2.3拔出仪是用来产生和量测拔出力的仪器。
一般量测拔出力大小是通过量测油压系统的油压大小来实现的，由于油缸和活塞之间存在摩擦力，而且摩擦力大小随着仪器的使用次数、油的粘度及更换零件等因素会有变化，并将影响拔出力的量测精度。
为此，本规程规定了定期标定、更换油及零件，以及经维修后需进行标定。
3.3钻孔机
3.3.1～3.3．2钻孔机目前常用的有金刚石薄壁空心钻和冲击电锤。
薄壁空心钻钻出的孔形规整，它需要冷却钻头的供水装置。
冲击电锤钻孔速度快，不需要冷却水装置。
为了便于保证钻出的孔与混凝土表面垂直，并且钻孔深度一次到位，钻孔机宜带有控制垂直度及深度的装置。
3.4磨槽机
3.4.1磨槽机有定位圆盘，它是用来控制环形槽的深度及保证环形槽与混凝土孔垂直度的。
3.5锚固件
3.5.1锚固件目前国内都采用胀簧，它具有安装方便、锚固可靠、可重复使用等优点。
国外许多国家采用丹麦CAPO拔出试验设备的胀圈，前苏联采用膨胀螺栓。
4拔出试验
4.1一般规定
4.1.1本条是为全面了解有关混凝土质量的情况，拟订合理的试验计划，有效地进行检测及出具检测报告所需的资料。
4.1.2为了保证本规程规定的成孔尺寸，两种拔出试验装置（圆环式和三点式）的钻头直径、磨头和磨杆尺寸及其允许误差，将由制造工厂或产品标准中给出。
试验前应对钻头、磨头的磨损程度及锚固件是否有损伤、变形等进行检查，如有不符合要求时应予更换。
4.1.3～4.1.4单个构件主要指柱、梁、板、墙、基础，对于大型构件或结构可划分为若干个区域按单个构件进行检测。
按批抽样检测，主要指在同一批验收结构或构件中，抽取部分试样（子样），经过检测，对该批（母体）结构或构件的混凝土强度进行总体推定。
4.1.5拔出试验给构件测点部位造成局部损伤，所以在构件上不宜布置较多的测点。
按单个构件检测时，在一个构件上先布置3个测点，然后根据3个测点拔出方的离散程度决定是否增加测点，如离散较大，则加测2个测点。
这种复式布点可减少一些测点数量，且检测结果偏于安全。
按批抽样检测的构件和测点数量，是统计计算需要的最小量。
试验证明，不同测试面检测的结果有所差异，混凝土成型的表面拔出力小，底面大，侧面介于中间。
由于建立测强曲线中规定拔出试验在混凝土试件成型的侧面上进行，所以在结构或构件上检测时，宜在成型侧面上做拔出试验，如不能满足这一要求时，可在混凝土成型的表面或底面上做试验，试验结果不作修正。
4.1.6本条规定测试面应平整，但平整度的要求，对于圆环支承拔出仪和三点支承拔出仪有所不同。
圆环支承，其底环面应与混凝土面完全接触，不能有空隙，当测试面不平整时，就会出现空隙，反力支承边界约束条件不能保证圆环，必然引起测试误差较大。
因此圆环支承的测试面应平整，如平整度较差时应进行磨平处理。
三点支承，由于是点接触，对测试面的平整度要求并不高，只要大致平整就可以。
4.1.7在结构或构件上标记测点编号的目的是：
便于观察和分析不同构件、不同部位混凝土质量状况；查找最小拔出力测点部位，以便在其附近增加测点；当试验出现异常时便于分析其原因。
4.2钻孔与磨槽
4.2.1钻孔垂直度偏差是影响测试精度的主要因素之一，因此本条对垂直度偏差提出了限值。
尤其是采用冲击电锤时，在冲击振动作用下，不易保证垂直度，操作时应予以注意。
4.2.2磨槽时将磨槽机的定位圆盘紧靠混凝土表面回转，目的是保证以混凝土表面为基准面的锚固深度的同一平面内。
4.2.3为锚固可靠以及保证测试精度，本条规定了成孔尺
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