淺談鉆芯法檢測實體混凝土強度

李 冬

（新疆宏滙建筑建材檢測有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 鉆芯法的特點和適用范圍

1.1 實體混凝土強度檢測的分類

目前，現場檢測混凝土強度的方法分非破損和微破損兩大類。非破損方法主要有回彈法、回彈超聲法等，這些方法都是在不破壞結構構件的情況下，直接從結構物上測試、推定混凝土強度及缺陷。

1.2 鉆芯法的特點

鉆芯法鉆取的芯樣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與傳統的立方體試塊檢測方法相同，直接在壓力機上測得其最大力然后換算成強度，試驗直接直觀，結論容易被用戶所接受。

1.3 鉆芯法適用范圍

混凝土結構應按 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204中的要求，制作立方體標準試塊，在標準溫度、濕度、標準齡期條件下進行混凝土強度的評定和驗收。如果出現下列情況，可采用鉆芯法檢測實體混凝度的強度，并作為處理混凝土質量事故的主要技術依據：

1）未能按照 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204要求留置試件或對其結果有懷疑時；2）當個別構件表面存在質量缺陷 （如蜂窩、麻面、露筋、裂縫等），對該構件是否達到設計所要求的強度等級產生懷疑時；3）檢測部位的表層與內部的質量有明顯差異，或者在使用期間遭受化學腐蝕、火災，硬化期間遭受凍害的混凝土宜采用鉆芯法檢測強度；4）使用多年的老混凝土結構，如需加固改造或因工藝流程的改變，荷載發生了變化，需要了解某些部位的混凝土強度；5）對施工有特殊要求的結構和構件或建設方和監理方明確要求用鉆芯法的。

2 芯樣的鉆取

鉆取芯樣前應了解結構的實際情況，選擇結構或構件受力較小，并具有一定代表性的部位，且便于鉆芯機的安裝。鉆取前應用鋼筋位置探測儀測出主筋的位置，取芯時應避開主筋、預埋件和管線。芯樣的試件宜鉆取標準芯樣試件，其公稱直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍；也可采用小直徑的芯樣試件，但其公稱直徑不應小于70mm且不得小于骨料最大粒徑的2倍。在實際工程檢測中，應要根據粗骨料粒徑和結構配筋率選取最合適鉆芯直徑，提高了芯樣成效質量與構件實際情況相近。取芯的數量應根據實際情況而定，如按單個構件進行強度推定有效芯樣不應少于3個，對較小的構件不少于2個；如按檢測批推定有效芯樣不應少于15個，小直徑芯樣試件數量應適當增加；鉆芯修正的標準芯樣試件不宜少于6個，小直徑芯樣試件數量應適當增加。

3 芯樣的加工

芯樣的加工是芯樣試件制作的重要環節，并直接影響芯樣的抗壓強度值的推定。所取的芯樣試件內不宜含有鋼筋，如無法避免則試件標準芯樣每個試件內最多只允許2跟直徑小于10mm的鋼筋；公稱直徑小于100mm的芯樣只允許含有1根直徑小于10mm的鋼筋；且芯樣內的鋼筋應與芯樣試件的軸線基本垂直并離開端面10mm以上。

1）試件的高徑比宜為1.00，不得小于要求高徑比的0.95或大于1.05；2）試件的高度任一直徑與平均直徑相差不得大于2mm；3）試件端面的不平整度在100mm長度內不得大于0.1mm；4）試件端面與軸線的不垂直度不得大于1；5）試件不得有裂縫或其他較大缺陷。

4 芯樣試件的試驗和抗壓強度值的計算

4.1 芯樣試件的試驗

芯樣試件應在自然干燥的狀態下進行抗壓試驗，當結構工作條件比較潮濕，需要確定潮濕狀態下混凝土強度時，應在20±5℃的清水中浸泡40～48小時，從水中取出后立即進行試驗。芯樣試件抗壓試驗的方法按 《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T50081中對立方體試塊抗壓試驗的規定。

4.2 芯樣抗壓強度值的計算

芯樣試件的混凝土抗壓強度值按下式計算：

fcu，cor=Fc/A

式中fcu，cor--芯樣試件的混凝土抗壓強度值 （MPa）；

Fc--芯樣試件的抗壓試驗測得的最大壓力 （N）；

A--芯樣試件抗壓截面面積 （mm2）。

4.3 鉆芯確定混凝土強度推定

單個構件的混凝土強度推定值按有效芯樣試件混凝土抗壓強度值中最小值確定；檢測批的混凝土強度推定值應取推定區間的上限值和下限值兩者的較大值。當滿足推定區間兩條限制要求時，以推定區間上限值作為檢測批混凝土標準強度推定值；當不滿足時，可提供單個檢測結果，需對某一構件混凝土強度進行評定時，該構件鉆取芯樣數量應符合單個構件的檢測標準。

5 鉆芯法的局限性

1）鉆芯會對結構造成局部的損傷，因而對于鉆芯的位置的選擇及鉆芯的數量等均受到一定的限制，而且所代表的區域也是有限的；2）鉆芯法檢測的設備與非破損檢測的設備相比，比較的笨重，移動極不方便，測試成本高，且周期較長；3）鉆芯后需對孔洞進行修補，如果操作不當鉆斷管線，將增加修補工作的困難。

6 影響芯樣抗壓強度的因素

1）芯樣的鉆取：鉆芯機和鉆頭的設備質量及操作工藝，鉆芯時冷卻水的流量，鉆頭的進鉆速度，鉆取的芯樣中是否含有規范內的鋼筋；2）芯樣加工：芯樣加工設備的質量及操作工藝，芯樣的高徑比、端面平整度、端面與軸線的垂直度；3）芯樣試驗：抗壓試驗設備的精度，芯樣設計強度的大小，芯樣抗壓時的狀態。

7 結語

鉆芯法檢測實體混凝土強度，雖然無法得到大范圍的推廣，但其直觀、可靠、精度高。