浅谈钻芯法检测结构混凝土抗压强度应注意的问题
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作者:薛玉奇 俞占源
【摘 要】提出了钻芯法在结构混凝土抗压强度检测中应注意的问题和解决办法。
【关键词】混凝土;抗压强度;钻芯法
Talking about the problems that should be paid attention to when testing the compressive strength of structural concrete by core drilling method
Xue Yu-qi，Yu Zhan-yuan
（Hebei Dadi Construction Engineering Testing Co.， Ltd Shijiazhuang Hebei 050000）
【Abstract】The problems and solutions that should be paid attention to in the test of compressive strength of structural concrete by the core method are proposed.
【Key words】Concrete;Compressive strength;Core method
1. 引言
（1）现阶段，我国进入城镇化的高速发展期，房屋建筑大规模增长，结构形式以多高层钢筋混凝土结构为主。新建工程验收时需要对结构实体进行检测，混凝土抗压强度是主要检测内容之一，另外，上世纪八九十年代兴建的住宅和工业厂房经历了三四十年的使用，部分建筑面临一些诸如加固改造、装修设计等问题，在实施之前应进行结构性能鉴定，混凝土抗压强度也是评价房屋结构性能的重要参数。
（2）建筑结构或构件的混凝土抗压强度检测常用方法包括回弹法和钻芯法等。前者属于间接测试无损检测，后者属于直接测试微破损（或局部破损）检测，相对复杂，速度慢、劳动强度相对较大，对建筑结构或构件有一定影响，对环境有一定污染，不太适宜大批量检测，检测结果直接准确，不需要间接推定，直接得出混凝土抗压强度。
（3）另外，钻芯法还经常用来检测混凝土抗折强度，检测混凝土耐久性能时，还会通过在实体上钻芯制作混凝土电通量试件、制作抗渗试件、f-CaO测定试件，在混凝土缺陷检测中，还经常需要在准目标区域钻取芯样验证缺陷无损检测的准确性。
2. 钻芯法检测混凝土抗压强度常用标准
国内很多行业如如建工、公路、水工、港工等分别制订了钻芯法检测混凝土抗压强度行业标准，其中，建工行业有中国工程建设标准化协会标准CECS03：2007、中华人民共和国行业标准JGJ/T384-2016，，两个标准大体相同，后者在检测批评定的芯样数量给出了具体要求，检测批推定区间置信度与前者不同。
3. 钻芯法检测混凝土抗压强度应注意的问题
钻芯法在实施过程中有很多注意事项需要关注，下面笔者根据多年结构检测体会对钻芯法应用中应注意的问题进行探讨。
3.1 适用范围——应根据建筑结构或构件的特点判断是否适合采用钻芯法，不适用钻芯法的常见情况：
（1）标准规定的普通混凝土之外的非常规骨料及特殊工艺浇筑的特种混凝土。
（2）构件混凝土龄期较短：混凝土还在早期强度增长阶段，钻芯带来的扰动可能对混凝土浆体与粗骨料粘接界面造成损伤。
（3）混凝土强度低于C10：强度等级C10及以下混凝土中胶凝材料少，混凝土浆体与粗骨料粘接界面粘接力小，钻芯带来的扰动可能对粘接界面造成造成损伤。
（4）预应力混凝土：钻芯会降低混凝土中预应力筋施加的预应力，结构或构件有可能出现局部松弛现象，極易诱发安全事故。
（5）结构节点核心区：节点核心区不先于梁、柱破坏是设计基本原则，该区域内钻芯造成的混凝土和钢筋损伤会给核心区带来危险源。
（6）人防防护构件：人防防护墙、顶板等防护构件是防护核爆炸等外力冲击的重要构件，钻芯会降低构件的防护性能。
3.2 检测构件的选取——应根据需检测的建筑结构的大小、特点和相关标准规范要求合理划分检测批，在检测批内合理确定检测构件，选择检测构件的原则首先应具有代表性，其次对结构安全无明显影响，且易于现场检测实施，所处环境能保障人员安全。
3.3 钻头直径的选取——应根据混凝土粗骨料粒径大小、构件钢筋间距确定合理的钻头直径，还应考虑小直径芯样检测带来的强度标准差偏大问题，在条件允许的情况下，尽量采用100mm标准芯样。
3.4 单构件芯样钻取数量——考虑钻芯法对结构和构件有一定的影响，检测中应控制结构构件上芯样钻取的数量。当对检测批进行批评时，一般单构件钻芯数量不多于1个;当进行单构件评定时，梁板柱构件不宜少于3个，但也不宜过多，小尺寸构件不得少于2个。
3.5 钻芯位置——检测构件及钻芯位置宜由委托方、监理方和检测方根据工程特点和实际情况共同确定。钻芯后，芯样孔洞成为薄弱区，根据结构力学理论，薄弱区位于构件不同位置，对构件和结构的影响程度不同，所以确定钻芯位置时应考虑布置于构件受力相对较小的部位，避开节点核心区和箍筋加密区范围，对于一般的框架梁，可布于粱跨1/3处，柱构件则布于柱中附近，墙构件布于中部位置。
3.6 钢筋、预埋件位置检测——钻芯过程如果损伤钢筋和预埋件势必会对结构构件或连接的安全性会造成影响，所以应提前采用钢筋位置测定仪准确测出钢筋或预埋件位置。如果在钻取过程中遇到钢筋应及时停止，在其他位置另行钻取。另外，应尽可能了解结构和构件中管线的布置情况，尽量避开，尤其是既有建筑，更应避免钻到管线，以免引发触电安全事故。 3.7 钻芯推进速度和钻芯深度——钻芯时应稳固钻机，避免工作时因振动导致钻机掉落伤人。应选择合理推进速度，并
保持稳定，速度过快，容易对芯样内部结构造成损失，速度不稳，钻机主轴因受力变化会发生角度波动，钻出的芯样表面会形成喇叭形状，轴向垂直度不易保证。为控制对结构和构件的损伤程度，钻取深度不宜过大，预留的两端余量，保证端面切割和打磨后加工芯样高径比为1：0即可。
3.8 芯样的标记——钻取的芯样应及时做好标记，标明芯样编号、该芯样所在构件位置，以免混乱。另外，在运输过程中做好保护工作，避免磕碰使芯样受到损伤。
3.9 构件的修复——钻芯完成后，应通知委托方及时对钻芯孔洞薄弱部位进行修复，避免出现进一步损伤、引起内部钢筋锈蚀等问题。如果设计有相关修补要求就按设计要求进行，若没有，可以采用高一强度等级的微膨胀细石干硬性混凝土进行修复，并做好保湿工作。
3.10 芯样的制作、养护及试压——芯样加工时对表层的处理不能过于随意，根据工程中预拌混凝土掺加多种掺合料和工地养护的实际情况，表面质量一般会明显差于内部质量，关于芯样加工时表层去除厚度规范没有详细规定，为避免误判，建议表层切除深度不宜超过10mm，最大不应超过钢筋保护层厚度。芯样加工时锯切初始速度过快，容易造成崩边、端面不平，还应注意保留锯切后芯样打磨所需的余量，如果经打磨不平整度不满足要求，或有崩边、缺角等缺陷，需按标准要求补平芯样端面，应严格按规范测量芯样加工尺寸，否则直接影响钻芯法检测结果。试件应根据构件所属环境按规范确定试件养护环境及时间，养护期满及时对试件进行试压试验。
3.11 芯样试件试压
试压前后记录试件的状态，试压按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081的规定进行。
3.12 强度推定
根据所选检测标准的要求计算单构件或检测批的混凝土抗压强度推定值。混凝土强度进行批评定时，应根据所选鉆芯法标准，正确选取推定区间的置信度，CECS03：2007推荐的置信度为0.85、JGJ/T384-2016推定的置信度标准芯样为0.90，小芯样为0.85，否则计算的推定区间不正确。
4. 结语
大量工程实践表明，钻芯法检测混凝土抗压强度过程中对芯样抗压结果的影响因素很多，均会对检测结果产生影响，极易造成检测强度结果离散性大，采用小芯样时更是如此。但相较于回弹法等间接法，只要充分了解工程情况，注重检测细节，按照标准规定实施检测，做好了这些基础工作，就能真正发挥钻芯法的检测作用，能得到比间接法更直观、准确的反应结构和构件的真实状态和结果，这对检测人员的素质和水平提出了很高的要求。值得注意的是，钻芯法能较为准确的检测混凝土抗压强度，但不应以此代替国家现行标准规定的混凝土强度检验评定方法。
参考文献
[1] CECS03：2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》.
[2] JGJ/T384-2016《钻芯法检测混凝土强度技术规程》.
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