浅议关于砼强度的评定办法

摘 要：钢筋砼建筑物的质量取决于钢筋和砼本身的质量，对砼强度的评定各系统有各自的规范，而在综合性水利工程中往往同时包含水工、房建、交通等分部工程，对砼强度的评定应采用各自的评定办法，不宜统一采用水利规范的评定标准。
关键词：砼强度；评定办法
砼在圬工结构物中所占建材比例很大，砼的生产质量好坏直接影响工程的内在质量，工程质量评定中砼的评定是基本条件。在实际操作中砼的评定方法有几种规范，如原建设部《砼强度检验评定标准》gbj107-87, 交通部《公路工程质量检验评定标准》(jtgf801-2004)，水利部《水利水电工程施工质量检验与评定规程》sl176-2007。在水利枢纽工程上，往往同时包含水工建筑物、交通桥梁工程、管理房房建工程等，按要求各行业执行各自的行业评定标准，但在实施中往往混用或错用评定标准。以下浅析几种规范中砼评定标准的区别及联系。
一、砼强度评定的条件和目的
1、验收评定批次组成：对于预制场或商品砼拌合站生产的砼由强度等级相同、龄期相同，以及生产工艺条件和配合比基本相同的砼组成评定批，对于施工现场拌制的现浇砼应按单位工程的验收项目划分评定批，不同验收项目的砼不能放在一起评定。
2、砼强度评定的目的：判定同一座砼拌合站在一段时间内（统计周期内）搅拌的同一品种砼的强度变异性，即砼生产质量稳定水平、离散程度。


二、建设部《砼强度检验评定标准》gbj107-87标准，将砼评定分为如下两种：
㈠、砼的生产条件在较长时间内能保持一致，同一品种砼的强度变异性保持稳定。适用于预制场或商品砼拌合站等工厂化生产的砼。评定方法在同一盘料内连续抽取3组试件，对这3组试件进行评定，同时满足以下条件：
mfcu≥fcuk+0.7σ0 即：强度平均值不小于标准值与0.7倍标准差之和
fcumin≥fcuk-0.7σ0 即：强度最小值不小于标准值与0.7倍标准差之差
fcumin≥0.85fcuk(设计砼强度等级≤c20时)或fcumin≥0.90fcuk(设计砼强度＞c20时)
其中强度标准差σ0采用以往前一个检验期内的数值。前一期（不超过3个月）同一等级砼至少15批（每批3组共45组）试件统计计算
σ0=δfcui—第i批试件极差，即最大与最小值之差
㈡、砼的生产条件不能保持一致，砼的强度有一定的变异性。常用于工地现场拌和的砼评定，分为统计法评定（n≥10）和非统计法评定（n＜10），两种方法均关联试件强度平均值和最小值。
1、统计法评定：强度标准差符号为sfcu（以示与上面σ区别），同时满足以下3公式：
⑴ mfcu-λ1sfcu≥0.9fcuk即：平均值-标准差*系数λ1不小于标准值的90%
⑵ fcumin≥λ2fcuk⑶ sfcu≥0.06fcuk即：当sfcu的计算值小于0.06fcuk取0.06fcuk
说明： ① 系数取值：λ1、λ2—合格判定系数（见下表）； n — 一个验收批砼试件的组数
系数 n=10-14 n=15-24 n≥25
λ1 1.70 1.65 1.60
λ2 0.9 0.85
② 标准差计算：标准差就是各数据偏离平均数的距离的平均数，即离散程度
sfcu= 或者sfcu=
③ 符号意义： mfcu—同一验收批砼立方体抗压强度的平均值（n/mm2）
sfcu—同一验收批砼抗压强度的标准差， fcumin—同一验收批砼抗压强度的最小值，
fcuk—砼立方体抗压强度标准值，fcui—第i组砼试件的抗压强度值
2、非统计法（n＜10时）⑴ mfcu≥1.15fcuk即：平均值不小于标准值的115%
⑵ fcumin≥0.95fcuk即：最小值不小于标准值的95%
3、砼生产质量评优标准
砼类别 砼强度 合格 优良
标准差σ 最小值与fcuk比率p 标准差σ 最小值与fcuk比率p
自拌砼 强度≥c20 σ≤5.5 p＞85% σ≤4.0 p≥95%
强度＜c20 σ≤4.5 σ≤3.5
商品砼 强度≥c20 σ≤5.0 σ≤3.5
强度＜c20 σ≤4.0 σ≤3.0


三、交通部《公路工程质量检验评定标准》(jtgf801-2004附录d) （与建设部基本相同）
当试件n≥10组时按照统计法：rn-k1sn≥0.9r且 rmin≥k2r
试件n＜10组时按非统计法：rn≥1.15r（1997修订版为rn≥1.05r）且rmin≥0.95r
系数k1、k2取值等同于上表建设部的λ1、λ2


四、水利部《水利水电工程施工质量检验与评定规程》sl176-2007
评定办法与建设部差别较大，分为普通砼、喷射砼和砌筑类砼3种类型。其中普通砼评定按照附录c试块试验数据统计法评定，喷射砼按附录d验评，砌筑用砼及砂浆按照附录e验评。
㈠普通砼评定（按试件组数分3种情况） 1.样本容量n≥30时（砼试件可评为优良或合格）
项目 质量标准
优 良 合 格
任何一组试块抗压强度ri最低不得低于设计值的 90% 85%
无筋（或少筋）砼强度保证率p≥ 85% 80%
普通钢筋砼强度保证率p≥ 95% 90%
砼抗压强度离差系数δ 砼设计强度r标＜20mpa时 δ＜0.18 δ＜0.22
砼设计强度r标≥20mpa 时 δ＜0.14 δ＜0.18
2. 样本容量 30＞n≥5时同时满足下列条件（n＜30时砼试件只能评定为合格）：
rn-0.7sn＞r标且 rn-1.60sn≥0.83r标（当r标≥c20时） 或rn-1.60sn≥0.80r标（r标＜c20）
3. 样本容量 5＞n≥2时 (等同于建设部n＜10的情况)rn≥1.15r标 且rmin≥0.95r标
4. 样本容量 n=1时 r≥1.15r标
5. 参数计算：r标 —砼强度设计标准值； rmin — n组试件中强度最小值
r 、ri—某组试块强度代表值（3块试块的平均值或当1块偏离中间那块值15%时取中间值）
rn —n组试件的强度算术平均值（rn=∑ri/n）；δ—n组试件离差系数（δ= sn/ rn）
sn —标准差 （当r标≥c20sn＜2.0时取sn=2.0，当r标＜c20sn＜1.5时取sn=1.5）
p—强度保证率 与 t—砼强度保证概率度[t=( r标－rn)／sn] 的关联关系
保证率p（%） 50 70 75.8 80 84.1 85 90 95 97.7 98 99 99.87
概率度t 0 0.524 0.70 0.824 1.00 1.04 1.282 1.645 2.00 2.05 2.33 3.00
㈡．喷射砼验评（分为2种情况）（评定办法与建设部基本相同）
1、n≥10时 重要工程：fck –k1sn≥0.9fc且fmin≥k2fcfck—平均值fc—设计值
一般工程：fck≥fc 且fmin≥0.85fcfmin—最小值k1、k2系数同建设部λ1、λ2

2、n＜10时：fck≥1.15fc且 fmin≥0.95fc
㈢ 砌筑用砼及砂浆强度评定标准
1、当同一标号试块组数n≥30时，同时满足下列条件
⑴ 强度保证率p≥80%；⑵ 任何一组试块强度ri最低不得低于设计值的85%
⑶ 离差系数δ：当砼设计强度r标＜20mpa时δ≤0.22； 当r标≥20mpa时δ＜0.18
2、当n＜30时，同时满足：平均强度rn≥r标 且任意组ri≥0.8r标


五、砼试压块强度评定公式的解读
⑴、当同一批砼试块组数较多时（不少于10租），并非要求每一组的强度代表值都达到设计值（即标准值），个别强度达到标准值的90%甚至85%也是合格的，只要该批的统计结果合格即可，因此砼验评是以“批”为单位，而不是以“组”。
⑵、当同一批同一等级砼试块组数较少时（少于10租），并非每一组试块的强度代表值都刚好达到设计值时该批就是合格的，只有强度平均值不小于标准值的1.15倍该批才合格，故施工中尽可能多留试块，以规避采用非统计法验评。
⑶、即便砼试块留置较多且每组强度均大于标准值，也可能评判不合格，因为若试件强度离散过大，即sfcu值过大，导致评判条件mfcu-λ1sfcu≥0.9fcuk不成立。故试件留置务必当心。
⑷、若一批砼试件验评不合格，则该分部或单位工程不合格，所造成的后果轻则经济损失（回弹、钻芯等），重则返工处理。所以砼拌和必须严格按照施工配合比配料，不得随意减少水泥用量或增加水量，人为地造成砼质量变异，同时应加强对砼试件制作、养护、运输的管理。
⑸、砼配合比设计采用统计学原理，按强度保证率95%（对应标准差系数1.645）计算，即在同一评定批中允许有5%的强度低于标准值者，但最低强度值不得低于标准值的85%。
⑹、拟放在同一批评定的砼试件，应是同一搅拌机拌出的同等级的砼，同一施工部位不同搅拌机的试件（如商品砼试件与自拌砼试件）不可放在一起评定。
⑺、只有当试件足够多时（如超过30组）才能评定优良，否则只能评定合格，且当试件超过30组时试件评定为优良是分部工程评定为优良的前提条件。


结束语
砼试件强度评定结果直接影响对应单元工程（或分项工程）、分部工程的等级评定，若试件强度评定不合格，则需采用诸如回弹、钻芯等检测措施，如因适用规范错误而导致评定结果出现偏差，则应及时调整，使砼的强度评定能正确地评判分部工程乃至单位工程的质量评定。


参考文献
[1] 《水利水电工程施工质量检验与评定规程》sl176-2007
[2] 《砼强度检验评定标准》gbj107-87[3]《公路工程质量检验评定标准》(jtgf801-2004)
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。