鉆芯法檢測混凝土強度的應用體會

1、鉆芯法檢測混凝土強度的應用體會蘇州市建設工程質量監(jiān)督站 翁哲【簡介】在建設工程中對混凝土強度產(chǎn)生疑問時，鉆芯法與回彈法檢測是最常見的檢測手段，本文根據(jù)筆者在工程檢測中的應用和體會，介紹鉆芯法檢測混凝土強度的要點和減小檢測偏差的途徑。【關鍵詞】鉆芯法 檢測 強度鉆芯（取樣）法檢測混凝土強度是一種直觀的檢測方法。它在既有建筑物或構筑物（無資料的工程）的混凝土結構構件的鑒定中被廣泛應用。在新建或在建工程中，其混凝土結構的混凝土強度，通常是在施工過程中預留混凝土立方體試塊，進行標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護達到規(guī)定期限后，對試塊進行檢測來得到其代表值作為其強度的。但是由于種種原因，如試塊丟失、保管養(yǎng)護不當、試塊

2、檢測不合格等情況，或有關建設方（監(jiān)理、監(jiān)督機構）認為有懷疑時；可以采用非破損或局部破損的檢測方法對現(xiàn)場實體進行檢測。無損檢測法一般是指回彈法和超聲波法，而局部破損法目前比較成熟的是拔出法和本文所要闡述的鉆芯法檢測。必要時，還可采用上述兩種或兩種以上的檢測法綜合應用，以得出更為可靠的結論。 本文根據(jù)鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程（CECS03：2007）結合筆者實際工作經(jīng)驗并比較該規(guī)程的88年版內容，簡要論述和探討鉆芯法檢測混凝土強度的操作方法要點和減小檢測偏差的途徑。一、鉆芯法檢測混凝土強度的優(yōu)缺點優(yōu)點：試件直接取自于混凝土結構本身，能比較客觀的反應出該結構體混凝土的實際強度；其次是試件檢測方法

3、與傳統(tǒng)的立方體試塊檢測方法相同，直接在壓力機上測得其強度，試驗直接直觀，結論容易被用戶所接受。并且，芯樣還可以通過劈裂試驗，測得混凝土的劈裂抗拉強度。缺點：鉆芯處的混凝土結構將造成微破損。鉆芯位置不能隨意確定，必須避開結構的重要部位和鋼筋。芯樣取出后還要經(jīng)過鋸切、找平加工，成本相對較高。二、鉆芯法所依據(jù)的相關規(guī)程、規(guī)范和標準1、鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程（CECS 03：2007），該規(guī)程于2008年1月1日起執(zhí)行，原88版規(guī)程廢止。2、建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準GB50300-20013、混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB50204-20024、混凝土強度檢驗評定標準GBJ107-875

4、、普通混凝土力學性能試驗方法標準GB/T50081-20025、建筑結構檢測技術標準GB/T50344-20046、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋，正態(tài)樣本異常值的判斷和處理GB/T4883-19857、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋，在成對觀測值情況下兩個均值的比較GB/T3361-19828、建筑基樁檢測技術規(guī)范JGJ 106-2003當需采用鉆芯法對混凝土灌注樁的樁身混凝土強度進行檢測時，應遵照建筑基樁檢測技術規(guī)范的規(guī)定。該規(guī)范除由于鉆芯深度不同，需用專用鉆機進行操作外，在試塊制作、抗壓試驗、數(shù)據(jù)的分析與判定等方面與（CECS03：2007）基本相同。故可對照執(zhí)行。三、鉆芯法檢測混凝土強度操作方法要點鉆芯法

5、檢測混凝土強度一般應用于三種情況：（1）用于確定檢驗批結構構件的混凝土強度推定值；（2）用于確定單個構件的混凝土強度推定值；（3）用于修正間接測強方法得到的混凝土強度換算值。1、檢驗批容量的確定當用于確定檢驗批結構構件的混凝土強度推定值時，首先應判斷所要檢測的檢驗批所包含的結構構件的范圍。檢驗批的劃分必須符合建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準GB50300-2001的規(guī)定。在通常情況下，混凝土的澆筑都是按施工段進行劃分澆筑的，因此需要檢測鑒定的大都是同時連續(xù)澆筑的一批構件。例如：（1）同一天澆筑的獨立基礎或承臺；（2）同一批連續(xù)澆筑的混凝土墻體及柱子；（3）同一批連續(xù)澆筑的某層樓板、梁（包括主、次梁

6、）等等。按照施工記錄中記錄的情況，將同一批材料連續(xù)澆筑的施工段中的所有構件應劃分為一個檢驗批，并在這個檢驗批中隨機分布鉆芯位置。2、鉆芯芯樣數(shù)量的確定（1）鉆芯法用于確定檢驗批的混凝土強度推定值時。根據(jù)（CECS03）規(guī)程規(guī)定，樣本的最少容量為15個（小直徑芯樣應增加數(shù)量）。但規(guī)程還規(guī)定，得出數(shù)據(jù)的上、下限值的差值不宜超過5Mpa和0.1fcu,cor,m（芯樣試件混凝土抗壓強度平均值）兩者的較大值。如果混凝土的均質性較差，鉆芯時操作水平較低，得出數(shù)據(jù)的離散性可能就很大，這樣標準差Scor也大，即結論數(shù)據(jù)的上、下限值的差值可能超過5Mpa和0.1fcu,cor,m，致使結論不符合規(guī)程規(guī)定，因此

7、樣本數(shù)量應適當增加。但取樣樣本數(shù)量太大，將增加檢測成本，也增加了用戶負擔。因此如何恰當決定樣本數(shù)量將是事先較難把握的。當然也可以通過適當剔除樣本中的異常值來調整上、下限值的差，但必須符合數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋，正態(tài)樣本異常值的判斷和處理GB/T4883的規(guī)定。因此通常應根據(jù)經(jīng)驗確定一個最低基本數(shù)量（也不能太少），經(jīng)檢測后如不符合規(guī)定的上述要求時，根據(jù)需要再適當追加檢測樣本數(shù)量，并應提前向委托方申明并列入委托書的條款中。（2）鉆芯法用于確定單個構件的混凝土強度推定值時，有效芯樣的數(shù)量不應少于3個，對較小構件不得少于2個。（3）鉆芯法用于修正其它間接測強方法（如回彈法或超聲波法）得到的混凝土強度的換

8、算值時，標準芯樣的數(shù)量不應少于6個，小直徑芯樣的數(shù)量還應適當增加。3、鉆芯位置的選取鉆芯位置的選取，原則上應隨機抽樣選取，但為考慮對結構的損傷，應布置在結構或構件受力較小的部位，也不宜在構件的接頭、邊緣或應力復雜的部位取芯。對于預應力混凝土，應遠離應力集中區(qū)。針對各種構件分述如下：（1）基礎或樁基承臺混凝土，一般宜選擇上表面或側面，當為側面時應將側面土方挖開，具有一定的操作空間。（2）混凝土墻及柱作為一個施工段的檢驗批時，一般可僅在墻上取芯，而不必在配筋較多的柱上取芯。而在墻上取芯時，一般宜選擇鋼筋較少的中間三分之一處位置取芯。（3）如僅為一批獨立柱作為一個單獨的檢驗批時，就必須在獨立柱上鉆芯

9、，此時應慎重對待，并應征得設計人員的同意。取樣部位一般選在柱的下部三分之一處的中部位置，且應避開柱中主筋及盡量避開箍筋。當不能滿足100mm園柱體芯樣時，可以采用小直徑芯樣解決。（4）當梁與樓板作為一個施工段的檢驗批時，可以主要在板上取芯。但板厚必須滿足芯樣的高度尺寸。梁上取芯應在梁的內力（彎矩和剪應力）較小部位，如梁長的三分之一處，并應在梁高的中部，中和軸及以下（當其內力是正彎矩時，負彎矩則相反），且無主筋的位置。（5）混凝土灌注樁檢測。對于大直徑灌注樁，當受設備條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時，用專用鉆機鉆芯法檢測整個樁長范圍的樁身混凝土質量時應遵照JGJ106-2003規(guī)范執(zhí)行。當不

10、屬于上述情況，僅為按檢驗批抽查灌注樁局部混凝土質量時，鉆芯位置一般為上部和側面，但應鑿除表面疏松混凝土后進行。側面鉆芯因需挖出操作坑，其挖深位置應經(jīng)設計、監(jiān)理方商定后進行，并應留有簽證記錄。 樣本數(shù)量及位置確定后，應先在結構圖上標出抽樣點的編號，然后再開始鉆取芯樣。在現(xiàn)場實地操作時還應遵守以下幾點。（1）當在有鋼筋的部位取芯時，應借助鋼筋掃描儀等設備避開結構的鋼筋（尤其是主筋），預埋件或管線。（2）選取混凝土強度質量具有代表性的部位，避開有蜂窩、麻面等有缺陷的部位。（3）當用于對非破損法（回彈或超聲波法）修正檢測時，應在對應的非破損測試區(qū)或接近非破損測試區(qū)取樣。（4）鉆芯部位還應便于鉆芯機具的

11、安放、固定和操作。4、芯樣鉆取時的注意點（1）鉆芯機固定方法應安全可靠，便于操作。（2）在芯樣鉆取過程中，要注意機具的工作狀態(tài)，保證機具的穩(wěn)定，冷卻液流量要適當。（3）進鉆速度宜慢而穩(wěn)，速度過高會對芯樣造成損傷。（4）芯樣取出后應立即按編號進行標記，以便在發(fā)現(xiàn)異常時可以追溯或重新取樣。（5）鉆芯必須要由專業(yè)人員操作，不同的試驗員，不同的工作經(jīng)驗會對試驗結果產(chǎn)生影響，有可能增大試驗數(shù)據(jù)的離散性。（6）鉆芯后留下的孔洞應及時進行修補。一般應采用比原構件混凝土高一個強度級的混凝土支模澆筑。對截斷鋼筋的構件應在征得設計單位意見后，鑿開兩端鋼筋部位的混凝土，再焊接連接鋼筋補強后再澆筑混凝土，并保濕養(yǎng)護。

12、5、試件制作（1）新規(guī)程中只給定高徑比為1.00的標準芯樣試件，這對芯樣鋸切工藝提出了較高的要求。應在專門的切割機上進行。（2）試件的承壓端面必須平整光潔，并垂直于園柱體的縱軸線?？梢栽谀テ綑C上精確磨平。對于抗壓強度低于40MPa的芯樣試件，也可采用水泥凈漿、聚合物水泥砂漿或硫磺膠泥補平，大于40MPa的芯樣，應采用環(huán)氧膠泥或聚合物水泥砂漿補平。即補平物質的強度必須大于芯樣本身的強度，并應與芯樣粘結牢固，否則將影響檢測數(shù)據(jù)的準確性。（3）規(guī)范中對試件成品的尺寸偏差求做了明確規(guī)定，目的是減小測試偏差和樣本的標準差，當超過下列數(shù)值時，該樣本應廢除重新取樣，或重新修整至合格后再測試，否則其測試數(shù)據(jù)無

13、效：芯樣端面平整度在100mm長度內大于0.1mm的（可用塞尺測量）；端面不平，會降低測試數(shù)值，向上凸起比向下凹引起的應力集中更大，影響也更大。芯樣端面與軸線不垂直度大于1°的（游標量角器測量）；88規(guī)程的限值是2°，新規(guī)程提高了要求。（4）標準芯樣中最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋，小于100mm的芯樣，最多只允許含有一根直徑小于10mm的鋼筋。而且，芯樣內鋼筋應與試件軸線基本垂直并離開端面10mm以上。6、抗壓試驗及結果評定芯樣試件應在自然干燥的狀態(tài)下進行試壓。因高徑比為1.00，故試驗強度不需再做修正。小直徑芯樣當有足夠系統(tǒng)試驗資料時，也可不加修正。對于單個構

14、件，按有效芯樣混凝土抗壓強度值中的最小值確定其推定值。對于檢驗批的混凝土強度，由于抽樣檢測必然存在著抽樣的不確定性，給出確定的推定值必然與檢驗批混凝土強度值的真值存在偏差，因此新規(guī)程對于檢驗批混凝土強度的推定引入了推定區(qū)間系數(shù)，并規(guī)定了宜以檢測批混凝土強度推定區(qū)間的上限值，作為該檢測批混凝土強度的推定值。對間接測強方法進行鉆芯修正時，宜采用修正量的方法。修正量的值為鉆芯芯樣試件抗壓強度的算術平均值與所用間接檢測方法對應芯樣測區(qū)的換算強度的算術平均值之差。四、減小檢測偏差的途徑及檢測方法的系統(tǒng)試驗以上簡要敘述了各個環(huán)節(jié)的注意點，減小檢測偏差的途徑主要在人和機兩個方面。人員操作是重要的一環(huán)。另一個重要因素就是設備。鉆芯法用的主要設備是鉆芯機和切割機，其技術數(shù)據(jù)均有一定的要求。平時應加強設備的維修保養(yǎng)，時刻保持機具的完好狀態(tài)。不能平時不注意保養(yǎng)，臨用時發(fā)現(xiàn)設備