钻芯法检测混凝土强度要点分析

时间：2014-09-25 22:10:04 阅读量：0次 所属分类：科技论文

摘 要：本文主要介绍了钻芯法的适用范围，探讨钻芯法的应用及应用中一些容易被忽略的，值得注意的问题，阐明其在检测中的优缺点，为检测鉴定建筑物介绍了最直观、有效的、准确的测定混凝土强度的方法。 关键词：回弹法;钻芯法;抗压强度;结构损伤 现场检测混

　　摘 要：本文主要介绍了钻芯法的适用范围，探讨钻芯法的应用及应用中一些容易被忽略的，值得注意的问题，阐明其在检测中的优缺点，为检测鉴定建筑物介绍了最直观、有效的、准确的测定混凝土强度的方法。

　　关键词：回弹法;钻芯法;抗压强度;结构损伤

　　现场检测混凝土强度的检测方法很多，如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法、回弹法、超声法、回弹超声综合法、超声衰减综合法，射线法、落球法等，其中钻芯法是其中一种应用比较广泛的半破损检测结构中混凝土强度的有效方法。混凝土强度是决定混凝土结构受力性能的关键因素之一，也是评定结构性能的主要参数，对一些重要的结构或构件，为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求，往往必须要掌握结构中各具体部位的混凝土的质量情况，对混凝土强度进行检测和鉴定、对其可靠性作出科学评价，然后根据具体情况进行维修和加固，以提高工程结构的安全性，达到延长其使用寿命的目的。钻芯法是利用专用混凝土钻芯机，直接从所需检测的结卡勾或构件上钻取混凝土芯样，按有关规范加工处理后，进行抗压试验，根据芯样的抗压强度推定结构混凝土立方体抗压强度的一种局部破损的检测方法。

　　钻芯法检测混凝土强度主要用于下面几种情况：①对混凝土试块抗压强度的测试结果有怀疑时。实际施工过程中，如发现结构混凝土质量较差而试块抗压强度很高，或相反试块强度不足而结构质量较好等情况;②当结构混凝土出现质量问题时。混凝土质量问题的诱因很多，包括材料自身、施工或养护不良等;③结构混凝土受到损害时。如遭受火灾、化学侵蚀、其他损害以及表层与内部质量不一致的混凝土;④检测多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。

　　另外，当混凝土强度过低或虽强度等级较高但龄期过短时，钻芯过程中容易破坏砂浆与骨料之间的粘结力，从而影响检测结果的准确性。一般当结构混凝土强度低于c10(10N/mm2)时，钻出的芯样表面比较粗糙，有时甚至很难取出完整芯样。因此应避免在上述情况使用钻芯法。钻芯法因其直观、可靠、准确而被广泛运用于现场混凝土质量检测中。工程检测鉴定的实践中，钻芯法的应用也遇到了不少问题：如取样部位不当，轻则削弱构件承载力，重则损伤主筋或钻断主筋。为避免取芯对结构安全造成影响，与大家探讨一下钢筋混凝土结构检测鉴定中的若干问题。

　　1关于检测部位

　　实际工程中，在选取芯样部位时，首先应考虑三个因素来选择受力较小的构件钻取芯样。其一，由于受到施工、养护或位置的影响，混凝±各个部分的强度不是均匀一致的;其二，作受力分析，按其受力弯矩图，进一步确定其受力较小的位置，据此确定选取钻芯的部位;其三，必须考虑混凝土构件中包含的钢筋、预埋件或管线，选取芯样部位时要尽量避开，以免损坏钻头、影响芯样质量。

　　如果是梁，理论上弯矩M=O处的混凝土不受力，钻取芯样后，对构件影响甚微，梁跨中中和轴以下部分混凝土只受拉，按照钢筋混凝土计算原理，该处抗拉由钢筋承担，混凝土只与钢筋粘结、起保护作用。当然，在实际操作过程中，工程现场不可能提供构件弯矩图，必须根据结构力学知识，迅速判断出构件弯矩M=O处的大致位置，因此，对一般的框架梁，也可取在粱跨1/3处。举几个例子：检测挑梁的混凝土强度时，可选在挑梁的托梁上钻取芯样：当遇到简支梁与圈粱相连时，则应选在圈梁上钻取;带形基础梁的强度检测，可在大放脚的基杯上钻取芯样等：如果是框架梁，当梁截面高度h≥500ram时，钻芯部位可选在中和轴上弯矩M=O处或者粱跨中中和轴以下部分，梁截面高度h<500mm时，则取在中和轴上弯矩M=0处，而不能在梁跨中中和轴以下部位取。当梁截面高度较小时，跨中混凝土受压受托区高度也较小，容易误取受压区混凝土而影响构件安全使用。

　　如果是柱，弯矩M=0处大致在柱中位置(偏心受力柱)，而且柱混凝土是从下到上进行浇捣的。振捣后，柱的下半部石子偏多而上半部则偏少，一般说来下半部的混凝土强度要高于上半部，因此，钻芯部位可选在柱的纵横轴线交点处即柱中，既能代表该柱混凝土实际质量，又可减少柱的损伤。

　　2关于芯样尺寸

　　翻阅《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03：88)第3.0.4条规定“取芯的芯样直径为混凝土粗骨料最大粒径的3倍，在特殊情况下不小于2倍”。当钻芯时，通常我们所采用的芯样直径为φ100mm或φ150mm。但在实际工程检测中，还需我们考虑现场的具体情况，选取合适的钻头，绝对不能盲目选取大直径的钻头。举个例子，高层建筑的结构配筋率一般都比较高，混凝土中钢筋的间距多在80～150mm之间，加上钢筋直径以及位置偏差带来的影响，钻取芯样时很难避开主筋。尽管钻芯前采用了钢筋定位仪，伤到主筋、甚至钻断主筋的现象也会时有发生，结果不仅损伤了钻头，也给修复带来了一定的困难。结合实际需要，为了降低钻芯给结构带来的影响，往往需要采用非常规的75mm内径钻头钻取芯样来作抗压试验。考虑到小芯样检测混凝土强度的离散性高;钻芯、切割时损伤程度相对较大;混凝土内部的缺陷影响程度较高等因素，我们必须尽量了解现场粗骨料使用情况，一方面增加小芯样的取芯数量，另一方面采用合适的高径比，从而有效地提高采用上述方法的检测精度。

　　3其他问题

　　(1)注意钻芯机位置的固定，以免因钻芯机失稳而造成芯样裂缝、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形、端面与轴线的不垂直等现象，导致混凝土检测强度与实际强度偏差较大，影响对结构作出真实评价;

　　(2)钻头应与被钻混凝土表面保持垂直，以便使钻头四周受力均匀，顺利进钻;

　　· (3)由于我国现行规程是在进钻方向与混凝土成型方向垂直的基础上建立的，如有可能应该尽量使钻头进钻方向与混凝土成型方向垂直，以避免这一因素对检测结果造成的影响;

　　(4)注意结构取样的部位，绝对避免在混凝土施工缝处即二次混凝土浇捣结合处钻取芯样，因为此处混凝土不具有代表性;

　　(5)现场条件允许的情况下，钻芯时钻筒壁离钢筋的距离尽量大于钢筋直径d，最好达到1.5～2d，以免影响钢筋和混凝土的粘结力或切断钢筋;

　　(6)芯样在试验前一定要对其几何尺寸作下列测量，测量内容包括：平均直径、芯样高度、垂直度、平整度等。以上所述问题在实际检测过程中极容易被忽视，我们应当注意。在我们选用钻芯法时，我们还必须要知道钻芯法作为一种检测方法有其自身的优缺点。他能够确定混凝土本身的强度状况，但是因为混凝土芯样的加工，使得钻芯法对表面混凝土的强度很难评估，而且方法本身对混凝土构件的破坏，使得大量取样成为不可能。例如，在火灾鉴定中，由于混凝土受到高温的作用，受火面混凝土的强度下降，以钻芯法钻取的芯样在加工上存在一定难度，因而芯样上表浅层混凝土的强度很难在抗压试验中被确定。在这中情况下，我们可以考虑回弹法和钻芯法综合应用，以回弹法检测混凝土受火面的强度情况来弥补钻芯法在这一方面的不足。

　　4结语

　　在实际检测过程中，钻芯法作为一种最直观、有效的、准确的测定混凝土强度的方法被广泛应用。由于该方法是检测和处理工程事故的重要手段，为保其数据来源准确可靠，必须要注意文中提到的几个问题，抓好钻芯的几项重点工作，才能有效达到检测的目的。

　　【参考文献】

　　(1)中国工程建设标准化委员会.钻芯法检测混凝土强度技术规程(CECS03：88)

　　(2)蔡明亮.回弹和钻芯检测砼强度方法在灾后建筑物鉴定检测中的应用，房屋安全2007年第2期

　　作者简介：尹海涛，银川市建设工程质量监督站，本文发表在《城市建设》2010年第10期。