原位轴压法检测砌体抗压强度过程
1.引言
现场原位测试砌体抗压强度的方法很多，原位轴压法作为测试砌体抗压强度的一种方法，它的检测过程、数据计算和结论处理比较复杂。针对这种情况，根据GB/T50315-2000《砌体工程现场检测技术标准》和GB 50003-2001《砌体结构设计规范》对此种方法的检测过程进行详述，确保在检测过程中更好的使用此法。
2.检测原理
原位轴压法属于原位测试砌体抗压强度方法，指用原位压力机直接在240mm厚墙体上进行压力试验，推定普通砖砌体的抗压强度标准值，测试结果除能反映砖和砂浆的强度外，还反映了砌筑质量对砌体抗压强度的影响。
3.检测频率及取样部位
检测时，应以每一楼层且总量不大于250m3的材料品种和设计强度等级相同的砌体作为1个检测单元，每检测单元最少布置6个测区，每1个测区至少布置1个测点，也就是说，每1个检测单元最少布置6个测点，当1个检测单元不足6片墙时，可适当减少测点数；测试部位宜选在墙体中部距楼、地面1m左右的高度处，槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5m；同一墙体上测点不宜多于1个，且宜选在沿墙体长度的中间部位，多于1个时其水平净距不得小于2.0m；测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。
4.检测过程
4.1检测步骤
1）检测前，应收集被测工程的设计图纸、施工资料、砖与砂浆的品种及有关原材料的试验资料，并且到现场调查被测工程的结构形式以及检测位置以上各层楼的施工情况或使用情况。
2）测定方法是先在墙体上开凿两条水平槽孔，安放原位压力机，其中上水平槽尺寸应为240mm×250mm×70mm(深×宽×高)，下水平槽尺寸为240mm×250mm×140m(深×宽×高) (下槽的高度视压力机型号不同而调整)，上下水平槽孔对齐，两槽间相隔7皮砖，净距约430mm，槽间砌体的承压面修平整，并在上槽下表面和扁式千斤顶的顶面，均匀铺设厚10mm湿细砂垫层或石膏等，将反力板置于上槽孔及扁式千斤顶置于下槽孔，并使两个承压板上下对齐后，拧紧螺母并调整其平行度，试加荷载检查测试系统是否灵敏以及上下压板和砌体受压面接触是否均匀密实，待正常后卸荷即开始测试。测试时分级加荷，每级荷载约为预估破坏荷载的10%，并在1~1.5min内均匀加完，然后恒载2min，加至预估破坏荷载的80%，连续加荷直至槽间砌体破坏(当槽间砌体裂缝急剧扩展而压力表指针明显回退时，即为槽间砌体的破坏荷载)，检测过程中应记录开裂荷载、裂缝开展情况及破坏荷载。
3）将破坏荷载换算成槽间砌体的抗压强度和标准砌体抗压强度，再与设计值对比，从而判明现有砌体的真实强度。槽间砌体抗压强度σμij＝Nmij／Aij(其中Nmij为第i个测区第j测点槽间砌体的受压破坏荷载， Aij为第i个测区第j测点的受压面积。对普通一砖厚墙体，Aij＝240mm×240mm)；槽间砌体抗压强度换算为标准砌体的抗压强度fmij＝σμij／ξij(ξij＝1.36＋0.54σoij为原位轴压法的无量纲的强度换算系数，其中σoij为测点的墙体工作压应力，可采用按墙体实际所承受的荷载标准值计算)；在上述计算中，关键是强度换算系数ξij的计算，亦即测点墙体工作压应力σoij的计算。
4.2压应力计算
1)对于重要的鉴定性试验，宜采用实测压应力值；
2)一般情况下用理论方法计算，计算至该槽间砌体的所有墙体及楼屋盖荷载标准值，楼层上的可变荷载标准值可根据实际情况确定，然后换算为压应力值。
下面举例说明计算压应力值与强度换算系数（以MU10砖砌体、M7.5砂浆、六层楼房为例）：
a.荷载的取值
荷载类型 | 活载（kN/m2） | 恒载（kN/m2） | 总荷载（kN/m2） |
屋面荷载 | 0.7 | 3.34 | 4.04 |
楼面荷载 | 2.0 | 3.09 | 5.09 |
墙体荷载 | / | 5.24 | 5.24 |
备注：以上数据将随构造做法不同而异。 | |||
b.承重墙（中墙）计算
σoij＝［5.24×墙高×n＋(5.09×N＋4.04) ×m×n］／（0.24×n）(其中墙高为测点以上墙体总高；N为测点以上楼层数；m、n为承重墙所处房间的开间、进深)，即：
σoij=［5.24×17×6＋(5.09×5＋4.04) ×3×6］／（6×0.24）=0.74MPa
ξij＝1.36＋0.54×0.74=1.75
c.非承重墙
σoij＝[5.24×墙高×n］／（n×0.24）
d.根据规范查得该砖砌体抗压强度设计值为1.69MPa，槽间砌体的抗压强度标准值为σμij =1.69×2=3.38MPa。根据计算偏安全考虑一般情况下承重墙结构取ξij=2；非承重墙取ξij=1.5。
e.第i个测区第j测点槽间砌体的最大受压破坏荷载Nmij=σμij×Aij=3.38×0.24×0.24=195kN
4.3压力表加压读数计算
1)千斤顶校验回归方程为P=-0.83874+0.04447R，回归系数0.99997。
2)加载分级计算
分级荷载R（kN） | 19.5 | 39.0 | 58.5 | 78.0 | 97.5 | 117.0 | 136.5 | 156.0 | 195.0 |
压力表读数P（MPa） | 0.03 | 0.89 | 1.76 | 2.63 | 3.50 | 4.36 | 5.23 | 6.10 | 7.83 |
4.4结果处理
1)压力表实测结果读数
测点号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
开裂荷载压力表读数（MPa） | 6.40 | 6.60 | 6.70 | 6.50 | 6.40 | 6.70 |
破坏荷载压力表读数（MPa） | 8.50 | 8.40 | 8.30 | 8.50 | 8.60 | 8.40 |
2)压力值的计算
根据千斤顶校验回归方程为P=-0.83874+0.04447R计算压力值为：
测点号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
开裂荷载值（kN） | 162.8 | 167.3 | 169.5 | 165.0 | 162.8 | 169.5 |
破坏荷载值（kN） | 210.0 | 207.8 | 205.5 | 210.0 | 212.2 | 207.8 |
槽间砌体抗压强度（MPa） | 3.65 | 3.61 | 3.57 | 3.65 | 3.68 | 3.61 |
3)砌体的抗压强度换算值
测点号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# |
砌体抗压强度换算值（MPa） | 1.83 | 1.81 | 1.79 | 1.83 | 1.84 | 1.81 |
4)测区的砌体抗压强度值
测区的砌体抗压强度取该测区各点的平均值，即：
(1.83＋1.81＋1.79＋1.83＋1.84＋1.81)/6=1.82MPa
4.5结果：
该测区标准砌体抗压强度为1.82 MPa，大于砖砌体抗压强度设计值为1.69MPa，满足设计要求。
5．结论
从上述原位轴压法检测砌体抗压强度的具体过程分析可知，测试过程中压应力的计算、加压过程荷载分级、抗压强度换算、结果处理是原位轴压法检测过程中的关键，因此，在检测过程中应该严格按照步骤进行操作，从而保证数据准确、可靠。
