钻芯法在混凝土强度检测中的应用

钻芯法在混凝土强度检测中的应用

周熠鑫

周熠鑫

江大建设工程质量检测有限公司江苏无锡214064

摘要：混凝土在公路建设、各类建筑物建设等诸多领域皆有应用。其质量和强度关系着建设工程的质量，所以对混凝土的强度检测要尤为重视。钻芯法是一种在混凝土强度检测中较为普遍应用的方法，本文就钻芯法在混凝土强度检测中的应用进行了实践。

关键词：钻芯法；混凝土；强度检测

引言

钻芯法是利用专用钻芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验强度来推定混凝土的抗压强度，是较为直观可靠的检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的局部半破损现场检测方法。

1应用钻芯法的适用范围

在混凝土的强度检测中，只有在适用范围内采取钻芯法，才能获得精准的检测结果。应用钻芯法的范围，具体分析如下：（1）如果难以确定混凝土结构的抗压强度，则可采取钻芯法实行检测。在工程施工现场，由于受到各种各样因素的影响，可能混凝土试块的压强比较大，但是其外观质量水平不佳；但是有些试块的压强虽然较低，但是外观质量水平良好。因此，通过对混凝土试块的强度进行测量，可能无法获得可靠结果，可选用钻芯法更为适宜；（2）由于外加剂、水泥或者原材料的选用不佳，对混凝土的质量产生影响；或者混凝土浇筑成型之后的养护手段不到位，就可利用钻芯法对其强度状况进行确定；（3）如果混凝土内部的质量和表面存在明显差别，或者受到不可抗拒的外力影响、化学腐蚀等，破坏了混凝土的结构，就可选用钻芯法进行检测；（4）如果混凝土结构已经使用了较长时间，需要进行加固维修，可选用钻芯法进行强度检测。

2现场钻芯位置的选择

在实际的工程中，相同层次且相同混凝土强度等级，相同浇捣日期的混凝土构件有很多，在采用钻芯法对其强度进行检测的时候，一定要选取恰当的部位，正确的应用该技术。在进行选择的时候一般要先选择受力较小的构件进行取样。下面本文就对钻芯法在混凝土构件的各个部位进行检测的具体应用进行论述。

2.1混凝土梁

（1）梁的受力图形为余弦波状，梁中间部位截面的上部受压下部受拉，梁两端13～14跨度范围内剪力较大，上部受压且常有抗剪弯筋，故钻芯时宜选在距梁两端13～14跨度部位、梁身中下部；框架梁，当梁截面高度h≥500mm时，钻芯部位可选在中和轴上弯矩最小值处或者梁跨中中和轴以下部分；梁截面高度h<500mm时，也取在中和轴上弯矩最小值处，但不能在梁跨中中和轴以下部位钻芯。当梁截面高度较小时，跨中混凝土受压受拉区高度也较小，容易因误取跨中受压区混凝土而影响构件安全使用。理论上弯矩最小值处的混凝土不受力，钻芯样后，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。在实际操作过程中，工程现场不可能提供构件弯矩图，必须熟练运用结构力学知识，迅速判断出构件弯矩最小值的大致位置。（2）住宅工程中检测阳台挑梁混凝土强度时，钻芯样大部位宜选在阳台挑梁在室内锚固部分距外墙为1m左右的托梁上。底层框架、二层以上砖混结构的商住楼，检测底层框架的混凝土强度时，宜应选在纵横轴的边轴框架梁上钻芯样。混合结构中简支梁与圈粱相连时，需检测简支粱的混凝土强度，宜选在圈梁上钻取。

2.2混凝土柱

对混凝土柱进行强度检测，在选择位置的时候，不管是轴向或者是偏心受力柱，钻芯的位置一般都在柱的纵横线交点处。由于柱混凝土的施工是由下至上进行浇捣的，在振捣完成之后，在重力作用下，柱的下半部分的石子较多，混凝土强度也高于上部分，所以说此处对受力偏心柱来说弯矩最小值处也大概在柱中间的位置，在此处进行取样，既能够充分的检测出混凝土的实际性能和质量，又能够将对柱的损害减小到最低的程度。混凝土柱在主框架方向钢筋的分布较为紧密，非框架的方向钢筋较少，柱的上下两端都是箍筋加密区，通常情况下柱身的受力都是两端较大，中间较小，所以会所在钻芯取样的时候需要选择在非主框架的方向。混凝土墙板需要在浇筑段距离端部300毫米的位置进行取样，对于较容易损伤的结构功能构件，例如薄壁构件，需要在不重要的位置进行取样，避免影响构件的整体效果。对于独立基础或者是条形基础来说，由于其只有底部一层钢筋，上部属于构造配筋，能够在上部直接用钻芯机进行垂直取样，而上表面的钢筋较为密集，则需要从侧面进行取样。由于混凝土的构件会受到施工养护或者是其他因素的影响，其每个部位的强度都不一致，所以说在进行取样的时候要充分的考虑这些因素，在条件允许的情况下需要先进行非破损的实验，之后再根据实验结果进行钻芯取样。

3采用钻芯法需要回避的问题

3.1外界影响

在进行钻芯之前，为了确定钻芯的位置，通常会借助仪器或者该工程的结构图对工程内的钢筋、管线等位置进行调查。目前最常用的检测方法是采用电磁感应法进行检测，其在配筋稀疏或者混凝土没有较厚保护层的钢筋检测中比较适用。如果，钢筋所处的位置是同一个平面或者钢筋的位置虽然在不同平面却比较分散，这种检测方法较为准确；然而，如果没有这种情况，采用电磁感应法进行检测会受到一定的干扰，从而造成结果的不稳定，偏差值较大。

3.2钻芯对混凝土结构内部所产生的损害

由于部分工程需要芯样的采集，所以在采集的过程中钻芯可能会给建筑结构带来一定的影响。所以，为了降低影响，通常会根据不同的情况，选择不同内径的钻头钻芯进行采集工作。

3.3钻芯机的固定

在现实的检测之中，由于钻筒运作速度极快，其与混凝土产生一定的摩擦，从而导致钻芯机的松动以及钻筒不再垂直于结构地面。最终造成芯样的破裂、缺失、错位、变形等等问题。甚至有些时候还会出现钻头钢齿断裂的情况。所以，在对钻芯进行固定的时候，一定要小心谨慎，注意周围的施工环境，保证旋转轴线与混凝土表面相互垂直。

3.4排水问题

钻芯样需要采用水冷却机器钻头，产生较多含有泥浆的废水，会直接从钻头部位流出污染环境，甚至有因钻芯时钻到预埋的电线管道，污水顺着预埋的电线管道从四周灯具流出，造成电线短路。采用带有排水管的集水罩可以较好地解决这个问题，集水罩采用的是直径约200mm的塑料盆，在盆底切割直径约150mm圆孔，盆边缘粘上厚橡胶管套，然后在盆壁上钻排水孔接软管。在柱和梁侧面钻芯时，直接罩在机器钻头部位压紧，污水会顺排水管排到水桶中。在钻取楼板芯样时，可在钻芯部位周边约20mm区域内用小直径长钻头钻穿楼板，将排水管由孔洞穿过，在钻芯时压紧集水罩污水会随重力作用往下排。使用集水罩不会增加多少工作量，现场废水集中易于排放，因钻头飞溅污染的面积很小易于清理。

3.5其他问题

此外，还有一些容易忽略的问题需要回避。例如，在进行钻芯的时候，钻头的筒壁一定要与钢筋有一个大于钢筋直径的距离、选取芯样之后，要对芯样进行及时的冲洗和晒干、在将芯样送到实验室进行检测之前，一定要对芯样的尺寸进行测量和记录，其包括：芯样的高度、芯样的平整度、平均直径等等。

结束语

采用钻芯法检测混凝土强度，一定要充分注意粗骨料，最大粒径与取芯比例，芯样尺寸大小，并根据粗骨料粒径和结构配筋率，选取适当的芯样尺寸。以便在实际的工程应用中减少检测误差，提高检测的科学性和精度型。

参考文献

[1]徐腾飞，王亮霞.钻芯法在水工混凝土强度检测与评定中的问题探讨[J].河南水利与南水北调，2013（20）.

[2]姚楚炎.回弹法和钻芯法在混凝土抗压强度检测中的应用[J].广东建材，2013（11）.

[3]孙刚.钻芯法在混凝土强度检测中的应用研究[J].山东工业技术，2013（14）.