¶ 結構混凝土施工規範-第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
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第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
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18 第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
18.1一般規定
混凝土工程施工品質應按本章之規定予以評定與認可。
解說:
本章之主旨在對每次完成澆置之混凝土品質及其對結構之影響,建立一明確評定與認可之基準。
18.1.1各項施工品質經評定認可者,應將資料建檔保存作為驗收之依據。
18.1.2各項施工品質查驗結果,經評定不符合要求者,應按本章規定處理,所有資料建檔保存
。
18.1.3混凝土施工品質應依試驗室或工地養護之試體評定其強度;如上述試體評定結果有疑問
或無上述試體之評定結果時,可用鑽心取得試體加以檢驗評定其強度。
18.1.4混凝土工程整體或部份結構得採分析法或載重試驗法進行結構品質之評定與認可。
解說:
施工品質評定資料不論符合規定與否均應存為品管資料。對於查驗結果品質不符合要求部份,更應
建檔列管,並追蹤改進與處理,以確保施工品質與結構安全。
混凝土於施工後規定齡期才能進行試驗加以評定強度。混凝土施工有時會發生品質不符合要求情況
,而須做進一步之品質評估及其對結構之影響。對其可接受者加以認可,對其無法符合要求者做適當處
理至符合要求時再予認可。
18.2混凝土之品質評定與認可
18.2.1各種配比混凝土強度之評估,應按第17.4節之規定,以試驗室養護之工地製作試體進行
檢驗。再依據其強度試驗結果加以評定,符合第18.2.2節規定者應予認可;否則應按第18.2.3
及18.2.4節之規定辦理。
解說:
混凝土之品質應包含強度、耐久性、體積穩定性及水密性等,一般情況下,抗壓強度與其它品質特
性有密切相關,且混凝土強度較易量測,並對結構體安全有絕對之影響,故通常以混凝土強度作為品質
評定之指標[1,2]。
若設計圖說中對強度以外之其它混凝土品質,如耐久性、體積穩定性及水密性等品質有所要求時,
承包商應於施工時對此等品質予以評定及認可。設計者應對此等品質之評定及認可標準詳加說明,並考
慮施工中執行之可行性。
18.2.2每種配比之混凝土試體至少須有具代表性之五組試驗結果以供評定其品質。每一種配比
混凝土強度須同時符合下列兩條件方為合格:
(1)任何連續三組強度之平均值高於規定強度 fc_。
(2)無任何一組之強度低於規定強度 fc_之值超過35 kgf/cm2。
解說:
本條雖規定每種配比之混凝土試體至少須有具代表性之五組試驗結果以供評定其品質,但若混凝土
總數量較少之工程,無法按第17.4.7節之規定取樣達五組時,則應以該種配比之各批次混凝土隨機取樣
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,使其組數達五組。若拌和批次少於五次,則應每批次均取樣。取樣則應按CNS 1174之規定。
依據本條之規定,混凝土品質評定合格之標準為同時符合該兩項規定,其中第一項規定之目的在要
求任何連續三組試驗之混凝土強度平均值達設計要求強度以上,而第二項規定之目的在限制任何單一試
驗強度與要求強度之偏差不得太大,以確保混凝土品質之穩定。
在施工過程中,接獲混凝土試驗報告時,便可立即對該混凝土之品質加以評定與認可。理論上即使
混凝土強度與均勻性均符合需求,混凝土試驗結果不符合上述二項規定之情況也偶而會發生(可能機率約
為1%)。因此,為考慮統計上預期之偏差,在決定混凝土強度水準時,應保留容許偏差(allowance)。但
對試驗數目較少之工地,試驗結果低於 fc_之值超過35 kgf/cm2之失敗機率已充分適用,例如僅做五次強
度試驗之小工程,只要其中有任何一組(兩個圓柱試體之平均)試驗結果低於 fc_之值超過35 kgf/cm2,即可
判定不符合規定。
18.2.3當混凝土之品質未能符合第18.2.2
節規定時,應探討其確實原因,並應針對其原因採取
改進措施,以防止後續施工再度發生類似現象。
解說:
當混凝土之品質不符合第18.2.2
節規定時,應立即探討其確實原因。針對其原因擬定改進措施,
以提高其後續強度試驗之平均值,並防止類似現象再度發生。
若已有15組以上之混凝土試驗結果,則可根據這些試驗結果依照第3.7節之方法,修改混凝土配比之
目標強度
cr
f _。
若試驗結果尚不足15組,即使該工程全部試驗數據之平均抗壓強度已超過最初選擇配比時所用之配
比目標強度,則仍應進一步考慮提高新配比之目標強度,惟新配比之目標強度至少須等於最初選擇配比
時所用之配比目標強度。
提高其後續強度試驗平均值之措施,依其特殊環境而定,但可包括下列之一或多項:
(1) 增加水泥材料之用量,
(2) 改變混合料比例,
(3) 降低或妥善控制混凝土供應時坍度,
(4) 減少混凝土輸送與澆置時間,
(5) 嚴密控制混凝土之含氣量,
(6) 改善混凝土試驗之方法,使確實符合標準試驗程序。
這些在操作與試驗程序上之改變,或水泥用量、坍度上之改變不必很正式依照第三章之程序,但水
泥、骨材或摻料之重要改變須能顯著改善混凝土之平均強度水準。
18.2.4混凝土品質如有不符合第18.2.2
節規定時,除應按第18.2.3節辦理外,應探討強度低落
之原因。並按第18.4節之規定,對結構體混凝土作進一步之評估。
解說:
若混凝土之品質不符合第18.2.2
節規定時,顯示施工混凝土品質之不均勻情況超出容許範圍,但
因試驗結果為試驗室養護試體之強度,並非結構體上混凝土之強度,故可針對結構體混凝土品質之實際
狀況加以調查瞭解,以採取必要之處置措施,故須按第18.4節之規定進行結構體混凝土之檢驗,作進一
步之評估。
18.3混凝土養護之認可
工地養護應按第十二章之規定辦理,經按第12.6.2節之規定評估合格者應予認可。養護不符合
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第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
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要求之混凝土應按第18.4節之規定辦理。
解說:
若監造者要求工地養護試體之試驗,以檢核結構體混凝土之養護是否適當(亦可用以決定拆模時間或
施預力之時機,詳見第4.7節及第14.6節),承包商應提供按工地條件養護試體之試驗結果。
18.4結構體混凝土之評估
18.4.1當發生第18.2.4或18.3節之情況時,應進行鑽心試驗,並以其結果為混凝土強度評估之依
據。
18.4.2非破壞性試驗法僅能配合鑽心試驗,單獨非破壞性試驗之結果不得直接作為混凝土品質
評估、認可或拒收之依據。
解說:
當發生第18.2.4節之情況時,即試驗室養護試體之強度試驗結果不符合要求,由於結構體混凝土之
強度與圓柱試體之強度尚有不同,為對結構體之安全做評估,須以實際強度為依據,故須做結構體混凝
土強度之評估。
以現有技術而言,鑽心試驗之結果最能代表結構體混凝土之實際強度,故可做為結構混凝土品質評
定之依據。
非破壞性試驗法因只能顯示混凝土之相對品質,故僅能用在小工地之試驗數據比較,供相對品質均
勻性之評估,或配合鑽心試驗決定取樣位置之參考,其試驗結果不得單獨作為混凝土品質評估、認可或
拒收之依據。
18.4.3鑽心試驗之結果符合第18.5.5節之規定時可予接受;若不符合第18.5.5節之規定時,可按
第18.7節規定進行結構物強度評估。
18.5鑽心試驗
18.5.1混凝土品質之評定發生第18.2.4或18.3節之情況,或監造者認為需要時,應進行鑽心試驗。
18.5.2一般抗壓試驗用之鑽心試體直徑至少94mm或2倍粗粒料標稱最大粒徑,取其大者。
前項鑽心試體直徑若為避免影響結構安全等因素,或受結構體厚度或鋼筋間距之限制,為
使試體長度不小於直徑,而於直徑94mm之試體不易取得時,得經說明原因,取直徑小於
94mm之試體。但此時試體直徑不得小於50mm,亦不得小於粗粒料標稱最大粒徑之2倍,
其長度亦不得小於直徑。
解說:
顧及我國一般混凝土結構之尺寸與鋼筋間距,並參考CNS 1238 標準,一般抗壓試驗用之鑽心試體
直徑採至少94mm,但若因受結構體之相關限制,為使試體長徑比(L/D)不小於1,以及為避免影響結構體
安全等因素,試體直徑得小於94mm,並參照我國過去施工規範之規定,鑽心試體之直徑仍限制不得小
於50mm及混凝土粗粒料標稱最大粒徑之2倍,其中有關試體直徑與對結構體之影響,可參考「混凝土結
構設計規範」第13.13節中有關結構體管道開孔之規定。
依據相關研究顯示,試體直徑較小時,其抗壓強度會較低,其變異性較大,另直徑較小之試體其抗
壓強度愈容易受長徑比(L/D)之影響,因此鑽心試體宜採用較大直徑。若因受限制,得經說明原因,亦可
鑽取符合規定直徑小於94mm之鑽心試體。
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鑽心試體之長度最好為直徑之2倍,但也有實際之困難,故亦規定試體長度不得小於直徑。由於抗
壓試驗之結果受試體尺寸之影響,當長度與直徑之比小於2時其強度會提高,故應乘以表R18.5.1之修正
因數。表中未列入之值,可藉內插法求得之。
表R18.5.1 強度修正因數
18.5.3結構體混凝土之試體濕度調節應按CNS1238第7.3節規定辦理。
解說:
由於混凝土強度試驗會受試體之乾濕情況影響,應依CNS 1238規定進行試體濕度控制,以降低因鑽
心過程或試體準備時,因用水造成試體中濕度梯度的變化。
18.5.4混凝土強度可疑處,應取三個代表性試體為一組,由監造者選擇對結構物強度損害最小
之位置鑽心取樣。若試驗前發現試體於取出或處理過程中有損壞之現象時,應重取試體。
解說:
鑽心試驗為一種若處理不當具有損害性之試驗,其進行應由結構工程師監督,在適當位置鑽取試體
。所謂適當位置乃是對混凝土構材及結構體之強度不造成傷害之處,以牆或版為宜。若在梁中取樣,則
以跨度中央附近之中性軸以下部位為宜。選此位置之好處有二,一為在此位置梁斷面主要受正彎矩,剪
力最小,而中性軸以下部份之混凝土不利用其抗拉強度,將之鑽出影響較小;二為在此位置之箍筋間距
較大,較易鑽取。
鑽心試體之鑽取須由具專業技術之人員負責操作,所鑽取之試體表面應盡量平整無歪曲現象。試體
鑽取時並應避免鑽斷或傷害鋼筋,以免造成構材或結構體之傷害。為避免鑽及鋼筋,可採用鋼筋偵測器
標定鋼筋之位置,對工作甚有幫助。
18.5.5鑽心試體合格之標準為同組試體之平均強度不低於規定強度 fc_之85%,且任一試體之強
度不低於fc_之75%。
解說:
本節鑽心試體抗壓強度合格之標準規定為平均強度不低於 fc_之85%,此規定乃基於實際狀況之考量
,因為試驗過程中存在著試體尺寸之效應、鑽心取樣及處理過程等之影響,且工地養護效果常不能達試
驗室養護之程度,故鑽心試體無法要求其強度達 fc_,而以 fc_之85%為標準是合理的。至於個別試體最低
強度為 fc_之75%,亦為其對應之考量。
18.5.6鑽心試驗之結果未符合第18.5.5節之規定,可按第18.4.3節之規定辦理。
18.5.7鑽心殘孔應按第十章之規定,以低坍度之同等強度混凝土或砂漿填補之。
18.6非破壞性試驗
18.6.1非破壞性試驗得用以測定各部位混凝土之相對強度或品質均勻性,除配合鑽心試驗外,
不得單獨作為混凝土品質評估、認可或拒收之依據。
| 長度/直徑 | 1.75 | 1.50 | 1.25 | 1.10 | 1.00 |
|---|---|---|---|---|---|
| 強度修正因數 | 0.98 | 0.96 | 0.93 | 0.90 | 0.87 |
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第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
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解說:
非破壞性試驗(NDT,Nondestructive Test)為目前工業界相當重要之檢測技術,對鋼鐵等均質材料,
其使用具簡便、快速、經濟及精確之優點[3]。惟一般混凝土因材質、導電性、感磁性等不均勻,故難利用
電磁、放射性及核子等精密之非破壞性試驗。目前所能利用之非破壞性試驗法,如反彈錘、脈波、貫入
針、拉拔等,尚不足以準確評估混凝土之品質,但仍可作為品質均勻性之參考。
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18.6.2混凝土可用之非破壞性試驗標準如下:
(1)CNS 10732[硬化混凝土反彈數試驗法]。
(2)ASTM C597[脈波穿透混凝土速度試驗法]。
(3)CNS 10733[硬化混凝土貫入試驗法]。
(4)ASTM C900[硬化混凝土之埋釘拔出試驗法]。
(5)其他公認之試驗法。
18.7結構物強度之評估
18.7.1若對結構物或構材之評定認為安全有疑慮時,應遵照「結構混凝土設計規範」第十四章
之規定,以分析法或載重試驗法或兼用兩法作結構物強度之評估。
18.7.2當發生第18.2.4或18.3節之情況且無法做鑽心試驗時,或鑽心試驗不符合第18.5.5節之規
定時,則可認定為對結構物安全有所疑慮;由監造者指示承包商按第18.7.1節之規定辦理
。
解說:
有關結構物強度評估之細節請參閱「結構混凝土設計規範」第十四章。
由於施工過程中對材料及施工品質均有完整之紀錄,以分析法評估結構物之強度時,可將結構物做
全盤之分析,故以分析法為優先。若無法分析或分析後認為需要時,得以載重試驗法做驗證。
18.7.3結構物強度評估之結果認為安全無慮者可予接受;否則監造者依強度評估之結果及實際
情況採取適當措施。
解說:
監造者對結構物強度評估之結果認為安全有虞者,應依據實際情況採取下列措施:
補強-鑽心試驗之結果未符合第18.5.5節之規定,但經按第18.7節規定之結構物強度評估分析,結果
顯示該混凝土之現有強度雖不符合規定,但對安全之影響可以適當措施加以補救者,則承包商應按指
示補強,必要時報請主管機關核准。
重做-若經根據鑽心試驗結果分析顯示,該混凝土現有強度對安全可靠性有嚴重影響,且無法採用任何
措施加以補救者,則承包商應按指示將該混凝土所影響之部份拆除重做,必要時報請主管機關核准。
限制使用-當結構物強度評估結果未能符合「結構混凝土設計規範」第14.2.2、14.6.2或14.6.3節之規
定時,可根據載重試驗或分析之結果,經業主同意及主管機關核准,限制其使用。
18.8載重試驗
載重試驗之程序、載重準則、認可準則、較小使用載重之核定及安全措施等,參照「結構混
凝土設計規範」第十四章之規定辦理。
參考文獻
[1] Mehta, P. K., Concrete Structure, Properties, and Materials, Prentice Hall N.J., pp.42-43, 1986.
[2] Mindess, S. & J. F. Young, Concrete, Prentice Hall N.J., p.381, 1981.
[3] 中國土木水利工程學會, 混凝土工程設計規範與解說(土木401-86a)。
[4] Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-95) & Commentary(ACI 318R-95), ACI,
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第十八章 混凝土施工品質之評定與認可
18-7
1995.
[5] 沈進發, “混凝土強度非破壞試驗--超音波與衝錘法之研究”, 中國土木水利工程學會土木水利季刊,
第八卷第二期, 第63頁至第74頁, 1981.
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