鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的應(yīng)用體會(huì)

1、鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的應(yīng)用體會(huì)蘇州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 翁哲【簡介】在建設(shè)工程中對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生疑問時(shí)，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(yīng)用和體會(huì)，介紹鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的要點(diǎn)和減小檢測偏差的途徑。【關(guān)鍵詞】鉆芯法 檢測 強(qiáng)度鉆芯（取樣）法檢測混凝土強(qiáng)度是一種直觀的檢測方法。它在既有建筑物或構(gòu)筑物（無資料的工程）的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鑒定中被廣泛應(yīng)用。在新建或在建工程中，其混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度，通常是在施工過程中預(yù)留混凝土立方體試塊，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和同條件養(yǎng)護(hù)達(dá)到規(guī)定期限后，對試塊進(jìn)行檢測來得到其代表值作為其強(qiáng)度的。但是由于種種原因，如試塊丟失、保管養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、試塊

2、檢測不合格等情況，或有關(guān)建設(shè)方（監(jiān)理、監(jiān)督機(jī)構(gòu)）認(rèn)為有懷疑時(shí)；可以采用非破損或局部破損的檢測方法對現(xiàn)場實(shí)體進(jìn)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(shí)，還可采用上述兩種或兩種以上的檢測法綜合應(yīng)用，以得出更為可靠的結(jié)論。 本文根據(jù)鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程（CECS03：2007）結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)并比較該規(guī)程的88年版內(nèi)容，簡要論述和探討鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的操作方法要點(diǎn)和減小檢測偏差的途徑。一、鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：試件直接取自于混凝土結(jié)構(gòu)本身，能比較客觀的反應(yīng)出該結(jié)構(gòu)體混凝土的實(shí)際強(qiáng)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(jī)上測得其強(qiáng)度，試驗(yàn)直接直觀，結(jié)論容易被用戶所接受。并且，芯樣還可以通過劈裂試驗(yàn)，測得混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度。缺點(diǎn)：鉆芯處的混凝土結(jié)構(gòu)將造成微破損。鉆芯位置不能隨意確定，必須避開結(jié)構(gòu)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(guān)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)1、鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)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(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50300-20013、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-20024、混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)GBJ107-875

4、、普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-20025、建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50344-20046、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(jì)處理和解釋，在成對觀測值情況下兩個(gè)均值的比較GB/T3361-19828、建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ 106-2003當(dāng)需采用鉆芯法對混凝土灌注樁的樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)遵照建筑基樁檢測技術(shù)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(jī)進(jìn)行操作外，在試塊制作、抗壓試驗(yàn)、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(qiáng)度操作方法要點(diǎn)鉆芯法

5、檢測混凝土強(qiáng)度一般應(yīng)用于三種情況：（1）用于確定檢驗(yàn)批結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值；（2）用于確定單個(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值；（3）用于修正間接測強(qiáng)方法得到的混凝土強(qiáng)度換算值。1、檢驗(yàn)批容量的確定當(dāng)用于確定檢驗(yàn)批結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值時(shí)，首先應(yīng)判斷所要檢測的檢驗(yàn)批所包含的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的范圍。檢驗(yàn)批的劃分必須符合建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行劃分澆筑的，因此需要檢測鑒定的大都是同時(shí)連續(xù)澆筑的一批構(gòu)件。例如：（1）同一天澆筑的獨(dú)立基礎(chǔ)或承臺(tái)；（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(gòu)件應(yīng)劃分為一個(gè)檢驗(yàn)批，并在這個(gè)檢驗(yàn)批中隨機(jī)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(yàn)批的混凝土強(qiáng)度推定值時(shí)。根據(jù)（CECS03）規(guī)程規(guī)定，樣本的最少容量為15個(gè)（小直徑芯樣應(yīng)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(qiáng)度平均值）兩者的較大值。如果混凝土的均質(zhì)性較差，鉆芯時(shí)操作水平較低，得出數(shù)據(jù)的離散性可能就很大，這樣標(biāo)準(zhǔn)差Scor也大，即結(jié)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(jié)論不符合規(guī)程規(guī)定，因此

7、樣本數(shù)量應(yīng)適當(dāng)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(fù)擔(dān)。因此如何恰當(dāng)決定樣本數(shù)量將是事先較難把握的。當(dāng)然也可以通過適當(dāng)剔除樣本中的異常值來調(diào)整上、下限值的差，但必須符合數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)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(shí)，根據(jù)需要再適當(dāng)追加檢測樣本數(shù)量，并應(yīng)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(gè)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值時(shí)，有效芯樣的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，對較小構(gòu)件不得少于2個(gè)。（3）鉆芯法用于修正其它間接測強(qiáng)方法（如回彈法或超聲波法）得到的混凝土強(qiáng)度的換

8、算值時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)芯樣的數(shù)量不應(yīng)少于6個(gè)，小直徑芯樣的數(shù)量還應(yīng)適當(dāng)增加。3、鉆芯位置的選取鉆芯位置的選取，原則上應(yīng)隨機(jī)抽樣選取，但為考慮對結(jié)構(gòu)的損傷，應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位，也不宜在構(gòu)件的接頭、邊緣或應(yīng)力復(fù)雜的部位取芯。對于預(yù)應(yīng)力混凝土，應(yīng)遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)。針對各種構(gòu)件分述如下：（1）基礎(chǔ)或樁基承臺(tái)混凝土，一般宜選擇上表面或側(cè)面，當(dāng)為側(cè)面時(shí)應(yīng)將側(cè)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(gè)施工段的檢驗(yàn)批時(shí)，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(shí)，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(dú)立柱作為一個(gè)單獨(dú)的檢驗(yàn)批時(shí)，就必須在獨(dú)立柱上鉆芯

9、，此時(shí)應(yīng)慎重對待，并應(yīng)征得設(shè)計(jì)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(yīng)避開柱中主筋及盡量避開箍筋。當(dāng)不能滿足100mm園柱體芯樣時(shí)，可以采用小直徑芯樣解決。（4）當(dāng)梁與樓板作為一個(gè)施工段的檢驗(yàn)批時(shí)，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(yīng)在梁的內(nèi)力（彎矩和剪應(yīng)力）較小部位，如梁長的三分之一處，并應(yīng)在梁高的中部，中和軸及以下（當(dāng)其內(nèi)力是正彎矩時(shí)，負(fù)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(dāng)受設(shè)備條件限制無法檢測單樁豎向抗壓承載力時(shí)，用專用鉆機(jī)鉆芯法檢測整個(gè)樁長范圍的樁身混凝土質(zhì)量時(shí)應(yīng)遵照J(rèn)GJ106-2003規(guī)范執(zhí)行。當(dāng)不

10、屬于上述情況，僅為按檢驗(yàn)批抽查灌注樁局部混凝土質(zhì)量時(shí)，鉆芯位置一般為上部和側(cè)面，但應(yīng)鑿除表面疏松混凝土后進(jìn)行。側(cè)面鉆芯因需挖出操作坑，其挖深位置應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理方商定后進(jìn)行，并應(yīng)留有簽證記錄。 樣本數(shù)量及位置確定后，應(yīng)先在結(jié)構(gòu)圖上標(biāo)出抽樣點(diǎn)的編號(hào)，然后再開始鉆取芯樣。在現(xiàn)場實(shí)地操作時(shí)還應(yīng)遵守以下幾點(diǎn)。（1）當(dāng)在有鋼筋的部位取芯時(shí)，應(yīng)借助鋼筋掃描儀等設(shè)備避開結(jié)構(gòu)的鋼筋（尤其是主筋），預(yù)埋件或管線。（2）選取混凝土強(qiáng)度質(zhì)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(dāng)用于對非破損法（回彈或超聲波法）修正檢測時(shí)，應(yīng)在對應(yīng)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(yīng)便于鉆芯機(jī)具的

11、安放、固定和操作。4、芯樣鉆取時(shí)的注意點(diǎn)（1）鉆芯機(jī)固定方法應(yīng)安全可靠，便于操作。（2）在芯樣鉆取過程中，要注意機(jī)具的工作狀態(tài)，保證機(jī)具的穩(wěn)定，冷卻液流量要適當(dāng)。（3）進(jìn)鉆速度宜慢而穩(wěn)，速度過高會(huì)對芯樣造成損傷。（4）芯樣取出后應(yīng)立即按編號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，以便在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)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(yàn)員，不同的工作經(jīng)驗(yàn)會(huì)對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，有可能增大試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性。（6）鉆芯后留下的孔洞應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。一般應(yīng)采用比原構(gòu)件混凝土高一個(gè)強(qiáng)度級(jí)的混凝土支模澆筑。對截?cái)噤摻畹臉?gòu)件應(yīng)在征得設(shè)計(jì)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(bǔ)強(qiáng)后再澆筑混凝土，并保濕養(yǎng)護(hù)。

12、5、試件制作（1）新規(guī)程中只給定高徑比為1.00的標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件，這對芯樣鋸切工藝提出了較高的要求。應(yīng)在專門的切割機(jī)上進(jìn)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。可以在磨平機(jī)上精確磨平。對于抗壓強(qiáng)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(bǔ)平，大于40MPa的芯樣，應(yīng)采用環(huán)氧膠泥或聚合物水泥砂漿補(bǔ)平。即補(bǔ)平物質(zhì)的強(qiáng)度必須大于芯樣本身的強(qiáng)度，并應(yīng)與芯樣粘結(jié)牢固，否則將影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)超過下列數(shù)值時(shí)，該樣本應(yīng)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(nèi)大于0.1mm的（可用塞尺測量）；端面不平，會(huì)降低測試數(shù)值，向上凸起比向下凹引起的應(yīng)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)鋼筋應(yīng)與試件軸線基本垂直并離開端面10mm以上。6、抗壓試驗(yàn)及結(jié)果評定芯樣試件應(yīng)在自然干燥的狀態(tài)下進(jìn)行試壓。因高徑比為1.00，故試驗(yàn)強(qiáng)度不需再做修正。小直徑芯樣當(dāng)有足夠系統(tǒng)試驗(yàn)資料時(shí)，也可不加修正。對于單個(gè)構(gòu)

14、件，按有效芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度值中的最小值確定其推定值。對于檢驗(yàn)批的混凝土強(qiáng)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(yàn)批混凝土強(qiáng)度值的真值存在偏差，因此新規(guī)程對于檢驗(yàn)批混凝土強(qiáng)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(qiáng)度推定區(qū)間的上限值，作為該檢測批混凝土強(qiáng)度的推定值。對間接測強(qiáng)方法進(jìn)行鉆芯修正時(shí)，宜采用修正量的方法。修正量的值為鉆芯芯樣試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值與所用間接檢測方法對應(yīng)芯樣測區(qū)的換算強(qiáng)度的算術(shù)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(yàn)以上簡要敘述了各個(gè)環(huán)節(jié)的注意點(diǎn)，減小檢測偏差的途徑主要在人和機(jī)兩個(gè)方面。人員操作是重要的一環(huán)。另一個(gè)重要因素就是設(shè)備。鉆芯法用的主要設(shè)備是鉆芯機(jī)和切割機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)均有一定的要求。平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的維修保養(yǎng)，時(shí)刻保持機(jī)具的完好狀態(tài)。不能平時(shí)不注意保養(yǎng)，臨用時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備